[发明专利]一种压裂用豆荚式可降解暂堵球及其制备与应用

权利要求书

1.一种压裂用豆荚式可降解暂堵球，其特征在于，所述暂堵球包括可降解外壳和内核；

所述外壳的原料包括共聚物D、乙烯α-烯烃的共聚物和纳米填料；所述共聚物D通过乙交酯、丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯预聚物聚合而成；

所述内核的原料包括可降解柔性材料PBAT、PBSA和TPU中的一种或两种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的暂堵球，其特征在于，所述内核的原料包括以下重量份的可降解柔性材料：30-50份PBAT、5-25份PBSA和5-25份TPU。

3.根据权利要求1所述的暂堵球，其特征在于，所述可降解外壳为两个半球，通过可降解特种强力胶粘接在一起；所述内核为球型或绳结型。

4.根据权利要求3所述的暂堵球，其特征在于，所述可降解特种强力胶包括聚氨酯预聚体、环氧类固化剂、酸酐对聚苯乙烯和聚谷氨酸粉末；优选地，所述聚氨酯预聚体、环氧类固化剂、酸酐对聚苯乙烯和聚谷氨酸粉末的的质量比为3:1:2:1。

5.根据权利要求3所述的暂堵球，其特征在于，所述可降解外壳的外径为11mm-23mm，壁厚1mm-3mm；所述内核的直径为2mm-15mm。

6.根据权利要求1所述的暂堵球，其特征在于，所述乙交酯、丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯预聚物的摩尔比为(40-25)：(40-25)：(20-50)。

7.根据权利要求1所述的暂堵球，其特征在于，所述聚丁二酸丁二醇酯预聚物通过以下制备方法获得：

将1,4-丁二醇与丁二酸在N₂保护下搅拌均匀后常压酯化反应脱水，一段时间后加入催化剂升温缩聚反应得到所述聚丁二酸丁二醇酯预聚物。

8.根据权利要求7所述的暂堵球，其特征在于，所述1,4-丁二醇、丁二酸和催化剂的摩尔比为(50.5-55)：50：(0.05-0.3)；

所述催化剂为钛酸四正丁酯；

所述常压酯化反应的温度为130-160℃，时间为2-5小时；所述升温的温度为180-230℃加入催化剂抽真空0-140Pa缩聚反应3-12小时。

9.根据权利要求1所述的暂堵球，其特征在于，所述共聚物D、乙烯α-烯烃的共聚物和纳米填料的重量比为(30-50)：(65-20)：(1-30)。

10.根据权利要求1所述的暂堵球，其特征在于，所述纳米填料的形态包括粉末、纤维、微珠、纳米片和纳米带中的一种或两种以上的组合；

所述纳米填料包括二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、碳酸钙、有机土、蒙脱土、黏土、玻璃微珠、玻璃纤维、陶瓷材料、金属材料、石墨烯和石墨中的一种或两种以上的组合。

11.根据权利要求1所述的暂堵球，其特征在于，所述纳米填料的尺寸为10nm-300nm。

12.一种权利要求1-11任一项所述暂堵球的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

1)称取乙交酯、丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯预聚物及催化剂进行聚合反应，得到共聚物D；

2)将共聚物D、乙烯α-烯烃的共聚物、纳米填料共混，造粒，采用注射成型的方式制备所述外壳的半边；

3)将可降解柔性材料注塑成型为所述内核；

4)将所述内核组装进所述外壳中，并将两个半边外壳粘合，得到所述暂堵球。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述乙交酯、丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯预聚物和催化剂的摩尔比为(40-25)：(40-25)：(20-50)：(0.1-0.5)；所述催化剂为辛酸亚锡。