一种共聚缔合物及其制备方法和应用及钻井液与流程
技术特征：
1.一种共聚缔合物，该共聚缔合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为下式（I）所示的结构， 式（I）
其中R1、R2、R3各自为H、取代或未取代的C1-C5烷基；
所述结构单元B为两性离子结构单元，优选所述两性离子结构单元中的阳离子为N+，阴离子为SO3-；
所述结构单元C为两性离子结构单元与阳离子聚胺的离子缔合体；以所述共聚缔合物的总量为基准，所述结构单元A的含量为10-75重量%，优选为30-65重量%；所述两性离子结构单元的总含量为15-65重量%，优选为20-60重量%；阳离子聚胺的含量为1-50重量%，优选为3-40重量%；所述共聚缔合物在200℃老化16小时后的表观粘度为40-60mPa·s。
2.根据权利要求1所述的共聚缔合物，其中，所述结构单元B为具有下式（II-1）、式（II-2）或式（II-3）所示的结构中的任意一种或多种，
式（II-1）
式（II-2）
式（II-3）
其中，R4、R4`、R4``、R4```、R5`和R8各自为H、取代或未取代的C1-C5烷基；
Z为O或NH，R5为C2-C5亚烷基或C6-C10亚芳基；
R6、R7各自为H、取代或未取代的C1-C5烷基；
环为通过N原子与(CH2)mSO3-相键连的氮杂环；
m`、m``各自为1-2的整数；
m为1-5的整数。
3.根据权利要求2所述的共聚缔合物，其中，所述结构单元B为下述式（II-1-1）、式（II-2-1）和式（II-3-1）中的至少一种
式（II-1-1）
式（II-2-1）
式（II-3-1）。
4.根据权利要求2所述的共聚缔合物，其中，所述结构单元C为下述式（III-1）、式（III-2）和式（III-3）中的至少一种
式（III-1）
式（III-2）
式（III-3）
其中，虚线…表示离子缔合作用，X-为无机阴离子；R、R9、R9’、R10、R10’各自为下述式（IV）所示的结构：式（IV），其中，R11为H、取代或未取代的C1-C5烷基，t为1-5的整数，z为0-5的整数；
n、p各自为1-5的整数；x为0-10的整数，y为1-10的整数；l、l’和l”的取值使得所述阳离子聚胺的运动粘度为100-500mm2/s，阳离子度为0.5-2mmol/g。
5.根据权利要求4所述的共聚缔合物，其中，所述阳离子聚胺的运动粘度为150-450mm2/s，阳离子度为0.5-1.5mmol/g。
6.根据权利要求4或5所述的共聚缔合物，其中，所述阳离子聚胺由式（V）所示的端胺与式（VI）所示的环醚和式（VII）所示的卤代环氧烷通过缩合反应得到
。
7.根据权利要求6所述的共聚缔合物，其中，所述阳离子聚胺通过在搅拌条件及50-120℃下向端胺中滴加环醚，环醚和端胺的摩尔比为2-4：1，滴加结束后反应1-4小时，然后升温至80-150℃，搅拌条件下滴加卤代环氧烷，卤代环氧烷与端胺的摩尔比为0.2-0.7：1，滴加结束后反应1-4小时，然后终止反应。
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的共聚缔合物，其中，所述端胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种；
所述环醚为环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃中的一种或多种；
所述卤代环氧烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧氯丁烷中的一种或多种。
9.一种聚合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）在无机盐存在下，在水溶液聚合条件下，将下式（i）所示的单体a与单体b进行共聚，得到粘稠状中间产物；所述单体b为两性离子单体，优选地，所述两性离子单体中的阳离子为氮正离子，阴离子为SO3-；
（2）在缔合作用条件下，将步骤（1）所得粘稠状中间产物与单体c进行接触；所述单体c为阳离子聚胺；
式（i）
其中，R1、R2、R3各自为H、取代或未取代的C1-C5烷基。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述单体a与无机盐的重量比为1：（0.1-6）。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述无机盐为铵盐、钙盐、镁盐、铜盐、锌盐、铝盐、锆盐中的一种或多种。
12.根据权利要求9-11中任意一项所述的方法，其中，所述无机盐以溶液形式使用，且
所述无机盐为铵盐时，所述无机盐溶液浓度为10wt%～30wt%；
所述无机盐为钙盐、镁盐、铜盐、锌盐时，所述无机盐溶液浓度为5%～15%，优选为10%～15%；
所述无机盐为铝盐时，所述无机盐溶液浓度为2wt%～10wt%；
所述无机盐为锆盐时，所述的无机盐溶液浓度为2wt%～5wt%。
13.根据权利要求9-12中任意一项所述的方法，其中，步骤（1）所述共聚在惰性气体保护下进行，所述共聚的条件包括共聚的温度为40-60℃，共聚的时间为0.5-2小时。
14.根据权利要求9-13中任意一项所述的方法，其中，以单体a、单体b和单体c的总量为基准，单体a的用量为10-75重量%，优选为30-65重量%；单体b的用量为15-65重量%，优选为20-60重量%；单体c的用量为1-50重量%，优选为3-40重量%。
15.根据权利要求9-14中任意一项所述的方法，其中，所述两性离子单体b为具有下式（ii-1）、式（ii-2）或式（ii-3）所示的结构中的任意一种或多种，
其中，R4、R4`、R4``、R4```、R5`各自为H、取代或未取代的C1-C5烷基；
Z为O或NH，R5为C2-C5亚烷基或C6-C10的亚芳基；
R6、R7各自为H、取代或未取代的C1-C5烷基；
为通过N原子与(CH2)mSO3-相键连的氮杂环；
m`、m``各自为1-2的整数；
m为1-5的整数。
16.根据权利要求9-15中任意一项所述的方法，其中，所述两性离子单体为下述式（ii-1-1）、式（ii-2-1）和式（ii-3-1）中的至少一种
其中，R4`、R4``、R4```与R4相同或不同，为H、取代或未取代的C1-C5烷基。
17.根据权利要求9-16中任意一项所述的方法，其中，所述阳离子聚胺具有下式（iii）所示的结构：式（iii）
其中，X-为无机阴离子；R、R9、R9`、R10、R10`各自为下述式（IV）所示的结构式（IV），其中，R11为H、取代或未取代的C1-C5烷基，t为1-5的整数，z为0-5的整数；
n、p为1-5的整数；x为0-10的整数，y为1-10的整数；l、l`和l``的取值使得所述阳离子聚胺的运动粘度为100-500mm2/s，阳离子度为0.5-2mmol/g。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述阳离子聚胺的运动粘度为100-500mm2/s，阳离子度为0.5-2mmol/g。
19.根据权利要求9-18中任意一项所述的方法，其中，所述阳离子聚胺由式（V）所示的端胺与式（VI）所示的环醚和式（VII）所示的卤代环氧烷通过缩合反应得到
。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述阳离子聚胺通过在搅拌条件及50-120℃下向端胺中滴加环醚，环醚和端胺的摩尔比为2-4：1，滴加结束后反应1-4小时，然后升温至80-150℃，搅拌条件下滴加卤代环氧烷，卤代环氧烷与端胺的摩尔比为0.2-0.7：1，滴加结束后反应1-4小时，然后终止反应。
21.根据权利要求19或者20所述的方法，其中，所述端胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种；
所述环醚为环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃中的一种或多种；
所述卤代环氧烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧氯丁烷中的一种或多种。
22.根据权利要求9-21中任意一项所述的方法，其中，步骤（2）所述接触的条件包括共聚的温度为50-70℃，共聚的时间为3-5小时。
23.根据权利要求9-22中任意一项所述的方法制得的聚合物。
24.权利要求1-8中任意一项所述的共聚缔合物和/或权利要求23所述的聚合物在钻井液中的应用。
25.根据权利要求24所述的应用，其中，所述共聚缔合物和/或聚合物用作增粘剂。
26.一种钻井液，其中该钻井液含有权利要求1-8中任意一项所述的共聚缔合物和/或权利要求23所述的聚合物。
27.根据权利要求26所述的钻井液，其中，以钻井液的总量为基准，所述共聚缔合物和/或所述聚合物的含量为0.5-5重量%。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！