[发明专利]一种有机粘土组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种有机粘土组合物，该有机粘土组合物可作为增稠流变助剂使用，可用于油漆、油墨、油田钻井等领域。一种有机粘土组合物，主要由蒙脱石、海泡石和长链烷基季铵盐组成。本发明的有机粘土组合物主要由蒙脱石、海泡石和长链烷基季铵盐组成，还包含了少量的有机助剂；并由特定的工艺制得。由本发明工艺改性得到的机粘土组合物，除了具有良好的分散性、悬浮性和增稠性外，还具有流变性高的优点，可有效促进在低极性体系中的应用。

技术领域

本发明涉及一种有机粘土组合物及其制备方法，该有机粘土组合物可作为增稠流变助剂使用，可用于油漆、油墨、油田钻井等领域。

背景技术

粘土是一种重要的矿物原料，在自然界广泛存在，一般是由铝硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。其主要成分由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成，并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐等杂质。粘土矿物一般颗粒细小，常在胶体尺寸范围内，呈晶体或非晶体，大多数为片层状，少数为管状或棒状。粘土矿物中以膨润土、海泡石、凹凸棒土、高岭土等应用最为广泛。膨润土微观结构以片层状为主，海泡石、凹凸棒土微观结构以棒状或纤维状为主。其中阳离子交换容量较高的矿物为膨润土、海泡石。

有机粘土一般是指经过有机改性的粘土。粘土颗粒表面由亲水性转变为疏水性。可广泛应用于石油钻井液、涂料、油墨、聚合物纳米复合材料等精细化工领域，作为增稠流变助剂、功能添加剂使用。

申请号为201810060193.8 的发明专利文献，公开了一种油基钻井液用复合有机粘土及其复配方法。文中提供的一种有机蒙脱石和纤维状有机粘土的制备，以及有机蒙脱石和纤维状有机粘土按照一定比例复配配制油基钻井液。先分别制备有机蒙脱石和纤维状有机粘土然后再复配用于油基钻井液配方中提高耐温性能。

专利号为201310034512.5的发明专利文献，公开了一种改性有机膨润土的制备方法。文中提到将钠基膨润土加入水搅拌制得钠基膨润土悬浮液；室温下将十六烷基三甲基溴化铵溶于水，再加入失水山梨醇油酸酯搅拌得到乳状液；然后将乳状液与钠基膨润土悬液混合振荡，后离心、洗涤、干燥、粉碎得到改性有机膨润土，用作白油基钻井液添加剂使用。

专利号为201710265478.0的发明专利文献，公开了一种新型有机改性海泡石的制备方法以及该有机改性海泡石的应用。文中先对海泡石进行提纯，然后采用阳离子改性剂和阴离子改性剂进行改性得到有机改性海泡石，阳离子改性剂未14-18碳的季铵盐，阴离子改性剂为十二烷基硫酸钠或十六烷基硫酸钠。有机改性海泡石具有良好的分散性、触变性和高粘度，满足油基钻井的使用要求。

申请号201610782449.7 的发明专利文献，公开了一种有机膨润土的制备方法。文中以钙基膨润土为原料，加入碳酸钠钠化后，得到钠基膨润土浆料，然后加入聚丙烯酰胺进行反应，压滤，然后加入邻苯二甲酸二丁酯（乳化剂）进行改性，再转入混炼机中，与二甲基十八烷基苄基氯化铵进行混炼，得到有机膨润土。

专利号为201110235817.3的发明专利文献，公开了一种高性能有机膨润土的制备方法。文中以钠基膨润土为原料，采用两种类型改性剂改性，一种是季铵盐（十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基吡啶、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵中的一种），另一种是插层剂（己内酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO、十八烷基聚氧乙烯醚中的一种）。制备出的有机膨润土有利于提高钻井液的流变性和携岩能力。

综上所述，有机粘土的改性主要针对的粘土矿物是膨润土、海泡石、纤维状粘土，改性剂主要是不同碳链长度的季铵盐。为提高有机粘土在油性体系中的悬浮稳定性，会在季铵盐改性的基础上加入非离子或阴离子表面活性剂，起到协同增效的目的。

有机粘土在油漆、油墨、油田钻井等领域应用性能的优劣，主要表现为其在相应领域中的增稠、悬浮和触变性能。使用单一类型粘土制备有机粘土在使用过程中往往表现出增稠或悬浮性能的不足。本发明旨在选择合适的粘土进行复合，并通过改性助剂的优选，制备具有高增稠性能的有机粘土产品。

发明内容