[发明专利]复合改性锂皂石及其制备方法和在油基钻井液中的应用

说明书

本发明涉及化合物改性领域，具体涉及一种复合改性锂皂石及其制备方法和应用。方法包括以下步骤：(1)在水中，将锂皂石粉末与季铵盐阳离子表面活性剂和聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐进行接触反应，得到锂皂石改性中间体；(2)将中和度为60‑85％的中和丙烯酸、丙烯酰胺和2‑丙烯酰胺基十四烷磺酸进行混合，得到单体溶液；(3)将分散剂溶解于有机相中制得油相溶液；(4)将锂皂石改性中间体、单体溶液、交联剂和引发剂混合，然后在惰性氛围下，将所得混合物料与油相溶液进行反相悬浮聚合反应，得到复合改性锂皂石。本发明的复合改性锂皂石在油基钻井液中能够具有优异的增稠性、悬浮性和耐高温性。

技术领域

本发明涉及化合物改性领域，具体涉及一种复合改性锂皂石及其制备方法和在油基钻井液中的应用。

背景技术

锂皂石是一种含镁、锂、硅的粘土矿物，属蒙脱石、蛭石族中的蛭石亚族，晶体结构由上下两层硅氧四面体中间夹一层镁氧八面体构成，由于八面体中部分镁离子被一价锂离子置换，部分氢氧离子被氟离子所置换，形成了强缺电子和强负电性结构。锂皂石在各种分散相中呈现出良好的触变性、增稠性、悬浮性、化学稳定性、交换性、吸附性、卫生安全性等性能，被广泛应用于化妆品、日用化工等三十多个领域，具有极高的经济利用价值。由于天然锂皂石储量有限，且杂质含量较高，难以提纯，人造锂皂石应用越来越广泛且效果良好，在全球需求量越来越大。研究表明，锂皂石加入水中，能够迅速膨胀，形成包含大量水网络结构的凝胶，具有较好的触变性、分散性、悬浮性和增稠性。但锂皂石无法均匀分散在柴油、矿物油等油基钻井液基液中，需要通过复合有机改性，但资料调研发现，目前还没有专门用于油基钻井液的复合改性锂皂石及其制备方法，导致锂皂石无法在油基钻井液中充分发挥“增粘提切”作用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中村子的锂皂石无法在油基钻井液中使用的问题，提供一种复合改性锂皂石及其制备方法和在油基钻井液中的应用。本发明的复合改性锂皂石在油基钻井液中能够具有优异的增稠性、悬浮性和耐高温性。

本发明提供了一种制备复合改性锂皂石的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)在水中，将锂皂石粉末与季铵盐阳离子表面活性剂、聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐进行接触反应，得到锂皂石改性中间体；

(2)对丙烯酸进行中和处理，得到中和度为60-85％的中和丙烯酸，然后将所述中和丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基十四烷磺酸进行混合，得到单体溶液；

(3)将分散剂溶解于有机相中制得油相溶液；

(4)将所述锂皂石改性中间体、单体溶液、交联剂和引发剂混合，然后在惰性氛围下，将所得混合物料与所述油相溶液进行反相悬浮聚合反应，得到复合改性锂皂石。

本发明还提供了根据本发明所述的方法制备得到的复合改性锂皂石。

本发明另外提供了本发明所述的复合改性锂皂石在钻井液中的应用。

经过本发明的方法对锂皂石进行改性，使锂皂石的表面接枝丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基十四烷磺酸的三元共聚物，在丙烯酸和丙烯酰胺共聚物的分子链上引入可提供大侧基的单体2-丙烯酰胺基十四烷磺酸，能够显著提高丙烯酸和丙烯酰胺共聚物的热稳定性，使得本发明的改性锂皂石在油基钻井液中能够具有优异的增稠性、悬浮性和耐高温性，在高温下仍能保持较高的粘度和悬浮稳定性。

本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中说明。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种制备复合改性锂皂石的方法，其中，所述方法包括以下步骤：