[发明专利]一种改性丁苯胶乳及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性丁苯胶乳，其特征在于：原料包含以下重量份：丁二烯50～60份、苯乙烯20～30份、乳化剂1～3份、表面活性剂1～3份、盐类助剂3～5份、改性单体10～30份、引发剂1～2份、碱剂1～3份、水200～300份，乙醇30～40份。通过2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、4‑乙烯基苯甲酸和3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷复配的改性单体的改性和金属离子的引进，使得制得的苯丙胶乳具有优异的耐水耐盐性、平均粒径和热稳定性，适宜在粘结胶乳领域推广，具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明涉及胶乳领域，尤其涉及一种改性丁苯胶乳及其制备方法。

背景技术

随着固井行业的发展，油气勘探对象逐渐由简单构造向复杂构造转变。在这种复杂工况条件下，纯水泥无法满足油田固井施工要求，必须借助于外加剂来提高其各种应用性能。由于胶乳材料不仅可以提高水泥浆的防气窜性能及降滤失能力，而且可以改善水泥基复合材料的胶结性能、弹韧性和防腐蚀性能，因此在固井领域得到了越来越广泛的使用，这其中丁苯胶乳成为近年来研究的重点。

但目前市售丁苯胶乳的耐温抗盐稳定性、分散性、增韧能力均较差，容易出现聚集絮凝、破乳等现象。为克服以上缺点，引入特定功能单体改善丁苯胶乳的性能，但是含不同官能团的功能单体对丁苯胶乳的影响不同，进而影响其使用领域的各产品的各项性能。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现现有技术至少存在如下技术问题：

现有技术(CN201410475389.5)公开了一种羧基丁苯胶乳及其制备方法，采用丙烯腈和丙烯酰胺等功能单体与丁二烯与苯乙烯共同参与共聚反应进行丁苯胶乳的改性，改性后的丁苯胶乳具有良好的抗磨性和粘结强度等性能。但是，丙烯酸和丙烯酰胺作为现在已经常用的丁苯胶乳改性单体已经被广泛运用，制备的丁苯胶乳已经不适合现如今对丁苯胶乳更高的性能要求，如耐盐性等。

因此，研究制备一种具有良好的耐水性、粘结性的同时还具有优良的耐盐性、热稳定性等其他性能的丁苯胶乳是一项十分有意义的工作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种改性丁苯胶乳，原料包含以下重量份：丁二烯50～60份、苯乙烯20～30份、乳化剂1～3份、表面活性剂1～3份、盐类助剂3～5份、改性单体10～30份、引发剂1～2份、碱剂1～3份、水200～300份，乙醇30～40份。

作为一种优选的方案，所述乳化剂为OP-10、烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙基聚氧乙烯醚中的至少一种；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述盐类助剂为硫酸锆、碳酸锆、醋酸锆、氢氧化锆中的至少一种；所述改性单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、4-乙烯基苯甲酸、N-异丁氧基甲基丙烯酸酰胺、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、有机硅、有机氟中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种；所述碱剂为小苏打、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述乳化剂为OP-10；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

作为一种优选的方案，所述盐类助剂为醋酸锆。

作为一种优选的方案，醋酸锆与丁二烯的重量比为1：12～20。

作为一种优选的方案，所述改性单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、4-乙烯基苯甲酸和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

作为一种优选的方案，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、4-乙烯基苯甲酸和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的重量比为4：1～3：1～2。