[发明专利]提高流变性能的水泥分散剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散剂，具体涉及提高流变性能的水泥分散剂。

背景技术

建材是土木工程和建筑工程中使用的材料的统称。可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料，结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等，在众多建筑材料中。

建筑材料中，其中石材与水泥是保证整体建筑牢固的最主要材料，水泥是主要的粘接材料，是能够把砂、石等材料牢固地胶结在一起的主要材料，但是水泥在正常制备中会存在很大的弊端，由于原料的特殊习性，在制备时会添加分散剂来增加水泥的活性，目前我国油气井水泥分散剂中用量最大、使用最广的是磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂。此分散剂具有抗盐、耐温等优点，但是其分散性能不佳，尤其对高温高压水泥浆体系的分散效果不佳。广泛应用于混凝土中的聚羧酸类减水剂也开始作为分散剂应用于油气固井领域，但是现有的聚羧酸类分散剂因分散剂分子结构本身原因，在低温时有不同程度的缓凝作用，高温(大于110℃)时对水泥浆稠化曲线有不良影响，不能满足某些低温及高温高压固井的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的分散剂分散性能不佳，尤其对高温高压水泥浆体系的分散效果不佳，在低温时有不同程度的缓凝作用，高温(大于110℃)时对水泥浆稠化曲线有不良影响，不能满足某些低温及高温高压固井的要求，目的在于提供提高流变性能的水泥分散剂，将三种分散剂结合到一起，不是简单地将分散剂混合，而是形成了一定的协同作用，能有效降低成本，提高分散效率，可有效的提高水泥强度，具有吸附、引气、分散、润湿、增溶的功能，可以最大化的提高水泥的使用效率，保证了水泥流动性强。

本发明通过下述技术方案实现：

提高流变性能的水泥分散剂，包括如下原料：聚羧酸分散剂、磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂、N-甘氨酸基马来酰氨酸、丙基聚乙二醇、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯酸、环氧乙烷、尿素、过硫酸钾、活性炭、去离子水；所述原料的重量份数比为，聚羧酸分散剂：磺化丙酮-甲醛缩合物分散剂：N-甘氨酸基马来酰氨酸：丙基聚乙二醇：丙烯酰胺：甲基丙烯磺酸钠：甲基丙烯酸：环氧乙烷：尿素：过硫酸钾：活性炭：去离子水＝500-550:50-200:20-35:20-30:35-50:8-10:20-25:10-15:15-20:3-4:20-30:1000-1200。

本发明的分散剂，将三种分散剂结合到一起，不是简单地将分散剂混合，而是形成了一定的协同作用，能有效降低成本，提高分散效率，可有效的提高水泥强度，具有吸附、引气、分散、润湿、增溶的功能，可以最大化的提高水泥的使用效率，保证了水泥流动性强，减少了水泥结块的弊端，使用效果明显，市场价值高，便于推广及使用，通过N-甘氨酸基马来酰氨酸、丙基聚乙二醇、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯酸、环氧乙烷、尿素、过硫酸钾、活性炭、去离子水制备成其中一种分散剂，然后再向其中加入另外两种分散剂，三种分散剂混合后可以起到协同作用，可以避免各自的缺点，同时发挥三种分散性各自的优点，提高了分散剂的使用性能。

还包括增粘剂，增粘剂与环氧乙烷的重量份数比30-40：10-15。

聚羧酸分散剂通过以下步骤制备：

a.将总重量为20-40份的以下三种物质，即聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、α-甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以1:0.05-0.3:0.1-0.4的重量比混合，并用10-20重量份的水溶解，制得料A；

b.将占所述三种物质的总重量的0.5％-4％的过硫酸盐类引发剂用10-20重量份的水溶解，制得料B；

c.在反应釜的温度为70℃-85℃时，向A料中滴加B料以进行聚合反应，控制反应温度在70℃-85℃，并控制反应时间在3h-5h；

d.所述聚合反应结束后，将反应物冷却至室温，用pH调节剂调节pH为5-8，出料即得所述聚羧酸分散剂。

所述的增粘剂由70％熟化玉米淀粉、20％羟丙基甲基纤维素、10％聚乙烯醇混合而成。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：