本发明涉及一种油田压裂和提高采收率用的速溶型疏水缔合聚合物水分散体及其制备方法。
背景技术：
疏水缔合聚合物是指聚合物分子链上带有少量疏水功能单体的一种水溶性聚合物。由于少量的疏水单体的引入，在聚合物溶液中，疏水单体发生缔合作用，使得聚合物分子发生聚集，形成超分子结构，从而表现出特殊的流变性能，具有良好的增稠、耐温、抗盐、抗剪切等性能，因此受到广泛的关注，并在油田压裂及提高采收率中大量的应用。
由于疏水缔合聚合物中引入了疏水单体，导致溶解性下降。目前现场常用的缔合聚合物都是通过溶液聚合法制备得到的粉剂，溶解较慢，同时也需要大量溶解灌等基础设施，严重影响现场施工。为了提高疏水缔合聚合物的溶解性，有报导用反相(微)乳液聚合法制备疏水缔合聚合物，反相(微)乳液法虽然能够解决溶解较慢的问题，但反相(微)乳液法需要用到大量的有机溶剂和表面活性剂，对环境污染较大，而且成本较高。
因此，本发明采用水分散聚合法来制备速溶型疏水缔合聚合物。水分散聚合法实质上是一种分散聚合，反应机理也与常规的分散聚合相似，但使用的聚合介质不同。常规的分散聚合法采用有机溶剂作为介质，而水分散聚合法采用高浓度的盐水作为介质，聚合单体在介质中具有较好的溶解性，随着聚合物分子量的增加，聚合物在高浓度的盐水中溶解度下降，直至从介质中析出，从而形成聚合物的水分散体。该水分散体外相是盐水，不需要分离，可以直接使用，具有快速溶解的性能。水分散聚合法采用盐水做为介质，不需要使用大量的有机溶剂和表面活性剂，因此可以降低成本并减小环境污染。
技术实现要素：
本发明的目的：为了解决疏水缔合聚合物溶解较慢，配液困难的问题，特提供一种速溶型疏水缔合聚合物水分散体及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案。
速溶型疏水缔合聚合物水分散体是采用水分散聚合法制备而成。
水分散聚合物采用硫酸铵溶液作为介质，其中硫酸铵溶液的浓度为20～30％。
速溶型疏水缔合聚合物包括丙烯酰胺以及n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化铵两种单体，其结构式如下：
其中m、n是单体摩尔比，m为98％～99.5％，n为0.5～2％。
速溶型疏水缔合聚合物水分散体的制备方法：首先配置20～30％的硫酸铵溶液，然后将摩尔分数为98～99.5％的丙烯酰胺以及摩尔分数为0.5～2％的n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化铵加入到硫酸铵溶液中，单体总浓度为15～20％，然后加入1～3％的分散剂，通氮气30分钟，升温至40～60℃，加入引发剂，反应24～30h，即得到疏水缔合聚合物的水分散体。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的速溶型疏水缔合聚合物水分散体不需要分离，可以直接使用，具有快速溶解性能，相比常规的疏水缔合聚合物粉剂溶解速率大幅提高；
2.本发明的速溶型疏水缔合聚合物水分散体增粘性能强，溶解后能够形成超分子聚集体，比常规的水分散聚合得到的部分水解聚丙烯酰胺粘度大幅增加；
2本发明使用的水分散聚合法相对反相乳液聚合法，不需要使用大量的有机溶剂和表面活性剂，制备方法简单，对环境污染小，成本较低。
附图说明
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)按照步骤制备速溶型疏水缔合聚合物
首先配置25％的硫酸铵溶液，然后将摩尔分数为99.5％的丙烯酰胺以及摩尔分数为0.5％的n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化铵加入硫酸铵溶液中，单体总浓度为15％，加入3％的分散剂，通氮气30分钟，升温至45℃，加入引发剂，反应24h，即得到疏水缔合聚合物的水分散体。
(2)速溶型疏水缔合聚合物的溶解速率及增粘性能
称取5g聚合物水分散体，然后加入95ml去离子水，用六速旋转粘度计测试溶液的粘度变化，旋转粘度计转速100r/min，剪切速率为170s-1。测试表明疏水缔合聚合物溶液在20秒钟内能够完全溶解，并具有良好的缔合增粘性能，粘度达到120mpa.s以上，临界缔合浓度低于0.5％，溶液澄清透明。
实施例2
(1)按照步骤制备速溶型疏水缔合聚合物
首先配置25％的硫酸铵溶液，然后将摩尔分数为99％的丙烯酰胺以及摩尔分数为1％的n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化铵加入硫酸铵溶液中，单体总浓度为20％，加入3％的分散剂，通氮气30分钟，升温至50℃，加入引发剂，反应30h，即得到疏水缔合聚合物的水分散体。(2)速溶型疏水缔合聚合物的溶解速率及增粘性能
称取5g聚合物水分散体，然后加入95ml去离子水，用六速旋转粘度计测试溶液的粘度变化，旋转粘度计转速100r/min，剪切速率为170s-1。测试表明疏水缔合聚合物溶液在30秒钟内能够完全溶解，并具有良好的缔合增粘性能，粘度达到175mpa.s以上，临界缔合浓度小于0.4％，溶液澄清透明，没有“鱼眼”形成。