[发明专利]一种反相乳液P(AM-AA-AOPS)聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田钻井添加剂、油田固井添加剂、工业污水处理剂，特别是一种反相乳液聚合物及其制备方法。

背景技术

目前，国内外在钻井、固井、工业污水处理剂所用的聚合物为粉状类，该类的聚合物，在生产过程中，需要烘干和粉碎，会产生粉尘污染，在使用过程中也会产生粉尘污染，同时出现溶胀不完全，产品的利用率低的情况，不能完全溶胀的产品对周围的环境会产生一定的破坏。

自20世纪90年代以来，国内以丙烯酸和丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等为主要原料，经共聚得到的聚合物作为抗温抗盐的钻井液处理剂，因其良好的抗温抗盐能力，逐步受到人们的重视，并形成了以PAMS为代表的抗温抗盐钻井液处理剂及钻井液体系，这类处理剂虽然具有很好的抗温抗盐能力，但以粉状为主，由于粉状聚合物处理剂使用时直接加入钻井液中，不仅不能均匀加入，且溶解速度慢，如果溶解时间大于钻井液循环周期，没有溶解或溶胀的聚合物颗粒，会从震动筛筛出，甚至糊筛，因此在使用时必须先配成质量分数0.5%～2%的胶液，在配胶液时，不仅增加工作量，且会使产品剪切降解，不仅使用不方便，还会影响产品使用效果。

发明内容

本发明为解决问题是提供一种不需要溶解或溶胀，使用方便的反相乳液聚合物，同时提供一种工艺简单、便于生产且对环境没有任何污染的反相乳液聚合物的制备方法。

本发明的技术方案是这样完成的，一种反相乳液P(AM-AA-AOPS)聚合物，以重量份为单位，由矿物油25-35份，表面活性剂5-10份，2-丙烯酰氧基-2-二甲基丙磺酸（AOPS）20-30份，丙烯酸（AA）5-10份，丙烯酰胺（AM）15-20份，氢氧化钾（KOH）5-10份，引发剂0.06-0.09份和水40-55份通过低温一步法聚合工艺而成。

进一步优选实施例，引发剂为过硫酸盐。

进一步优选实施例，引发剂为过硫酸铵。

进一步优选实施例，所述表面活性剂为衣康酸和硬脂酰乙醇的乙氧化物的化产物、Span-80/Tween-80、Span-60/Tween-80、Span-80/OP-10、Tween-80/OP-10其中之一。

进一步优选实施例，所述表面活性剂m(Span-80)/m(Tween-80)为92:8。

一种反相乳液P(AM-AA-AOPS)聚合物制备方法，包括以下步骤：

（1）油相的配制：按照配比将矿物油、表面活性剂加入反应釜中，反应釜升到50℃并保持50℃恒温，在通入氮气除氧保护中搅拌溶解后待用；

（2）水相的配制：将2-丙烯酰氧基-2-二甲基丙磺酸（AOPS）按照配比加入装有按照配比加入水的另一反应釜中，然后边搅拌边按照配比加入氢氧化钾（KOH）进行中和，再按照配比加入丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）完全溶解后待用；

（3）聚合反应：停止充氮气除氧保护，将油相、水相合在一起通过乳化设备乳化成乳状液后加入到第三个反应釜中，再按照配比以滴加方式加入引发剂并搅拌，在恒温50℃下让其聚合反应后，冷却至室温，即得反相乳液P(AM-AA-AOPS)聚合物。

进一步优选实施例，所述聚合反应时的搅拌速度为300~500r/min。

进一步优选实施例，在所述的聚合物中加氨水将pH 值调节为9-11。

进一步优选实施例，在所述的聚合反应时间为3-4小时。

本发明的技术效果如下：

（1）由于本发明的反相乳液P(AM-AA-AOPS)聚合物不需要溶胀或溶解，可直接加入钻井液使用，具有使用方便的特点。

（2）由于本发明在制备过程中，不需要烘干和粉碎，只需要将配方的原料混合搅拌即可成品，因此说具有制备工艺简单、便于生产且对环境没有任何污染的有益效果。

（3）在乳液聚合体系中，由于表面活性剂的加入而降低了界面能，因而所生成的乳胶粒能稳定地分散在介质中，形成处于热力学亚稳状态的聚合物乳液。

(4)反相乳液P(AM-AA-AOPS)聚合可以在高聚合速率、高转化速率下，生产出高分子量的水溶性产品，其所形成的亲水性聚合物颗粒的胶乳，分散在连续有机相中。这种乳液的特点是颗粒大小范围宽，过数日乃至数月都能保持稳定。它既可以直接用作最终产品，也可以经共沸蒸馏、干燥等单元操作除去溶剂而得到粉状产品。其优点为：①聚合速度快，聚合产物分子量高；②聚合物很易将乳胶反相而溶于水；③便于散热，并且在低粘度介质条件下可以采用浓单体溶液聚合。