[发明专利]一种纳米交联粘弹性凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米交联粘弹性凝胶，其特征在于，包括聚合物和纳米材料；所述聚合物和纳米材料之间物理交联；

所述聚合物含有如式I所示的结构单元中的至少一种：

其中，R选自羟基、氨基、烷氧基、取代烷氧基中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的纳米交联粘弹性凝胶，其特征在于，所述纳米材料选自蒙脱土、膨润土、碳酸钙、氧化石墨烯、二氧化钛、二氧化硅中的至少一种；

所述聚合物的聚合单体选自丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、二烯丙基二甲基氯化铵、N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种；

优选地，所述取代烷氧基中的取代基包括取代氨基；

优选地，所述取代氨基中的取代基包括C₁-C₄的烷基。

3.根据权利要求1所述的纳米交联粘弹性凝胶，其特征在于，所述纳米交联粘弹性凝胶的最大吸水倍率为30～100g/g。

4.权利要求1至3任一项所述的纳米交联粘弹性凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将含有聚合单体、纳米材料的物料，在pH为3～10的存在下，聚合反应，即可得到所述纳米交联粘弹性凝胶；

所述聚合单体中包含具有式I所示结构式的基团中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的条件为：温度为50～60℃；时间为3～5h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述物料中还含有引发剂和交联剂；

所述引发剂选自无机过氧化物引发剂；

所述引发剂的加入量为聚合单体总质量的0.1～1％；

所述交联剂选自N，N-亚甲基双丙烯酰胺、四烯丙基氯化铵、聚乙烯醇二丙烯酸酯、硝酸铝中的至少一种；

所述交联剂的加入量为聚合单体总质量的0.1～0.5％；

优选地，所述无机过氧化物引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述物料中还包括水；所述纳米材料在所述物料中的质量分数为1～5％。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)获得含有聚合单体A的水溶液，并且调节所述水溶液的pH至3-10，得到溶液I；

(2)向含有溶液I、纳米材料、聚合单体B、聚合单体C和交联剂的物料中，加入含有引发剂的水溶液，聚合反应，得到所述纳米交联粘弹性凝胶；

所述聚合单体A包括丙烯酸；

所述聚合单体C包括甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、二烯丙基二甲基氯化铵、N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种；

所述聚合单体B包括丙烯酰胺。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述溶液I中，聚合单体A的质量含量为10～40％；

优选地，所述调节所述水溶液的pH至3～10包括：通过pH调节物调节所述水溶液的pH至3～10；

所述pH调节物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种；

优选地，所述聚合单体A和所述聚合单体B的质量比为1：4～4：1；

所述聚合单体C的加入量为聚合单体A和聚合单体B总质量的0.25～0.5％；

优选地，引发剂的质量为聚合单体总质量的0.1～1％；

所述聚合单体总质量为聚合单体A、聚合单体B、聚合单体C三者的质量之和。

10.权利要求1至3任一项所述的纳米交联粘弹性凝胶、根据权利要求4至9任一项所述方法制备得到的纳米交联粘弹性凝胶中的至少一种在开发油田中的应用。