[发明专利]一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法

说明书

本申请公开了一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法，其步骤如下：将丙烯酰胺、阴离子单体、纳米材料、功能单体、螯合剂、分子量调节剂、热引发剂、低温引发剂混合后，调节pH，得到水相；在油中加入乳化剂得到油相；将水相与油相混合后得到乳化液；向乳化液中加入还原剂进行反应后，再加入转相剂进行反应，即可得到聚丙烯酰胺乳液；本申请可以制备稳定性好、在水中迅速溶解、兼具减阻和携砂功能的聚丙烯酰胺乳液产品，所得到的产品性能优异，有效的降低了成本节约了资源。

技术领域

本申请涉及有机高分子化合物领域，更具体地说，它涉及一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法。

背景技术

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺单体在引发剂作用下均聚或共聚制备得到的水溶性聚合物的统称，可作为高效絮凝剂、增稠剂、增强剂、以及液体中的减阻剂。主要应用于水处理、石油开采、选矿、农业等行业中，有“百业助剂”之称。

聚丙烯酰胺生产方式主要有水溶液聚合法和反相乳液聚合法。水溶液聚合法是一定浓度的丙烯酰胺在水溶液中直接聚合而成，其产品有水溶液和干粉两种形式。聚丙烯酰胺水溶液粘度较大，内含有效成分的聚合物含量极少，不适合运输；聚丙烯酰胺干粉是通过水溶液聚合得到的胶体经过造粒、捏合、干燥、粉碎等工序制备，工艺复杂，产品质量在后处理过程中也明显降低，而且干粉在水溶液中溶解一般要2小时左右，不能很好地满足石油生产的特殊要求。聚丙烯酰胺反相乳液聚合方法是指借助表面活性剂的作用下进行聚合，最后形成稳定的聚丙烯酰胺乳液产品。聚丙烯酰胺乳液产品具有可直接使用、溶解速度快、分子量可控的特点。

乳液型聚丙烯酰胺作为增稠剂、压裂液使用时，具有施工便利、应用高效等特点，已经广泛应用于常规油气储藏和非常规油气储藏的压裂施工。近年来，该产品是在非常规油气储藏多级分段大规模压裂施工中，逐渐显现出独特产品优势，备受现场欢迎和青睐。

现阶段，聚丙烯酰胺乳液在油田领域作为增稠剂、压裂液的添加剂使用时，需添加不同种类的聚丙烯酰胺作为减阻剂和携砂剂，使增稠剂、压裂液同时具有优良减阻性及稳定携砂能力，工序繁琐并且成本较高，而随着应用范围的逐渐增大，聚丙烯酰胺乳液存在以下问题：分子量高、力学性能差、耐温性能差、高粘度、稳定性能差并且不能同时具有携砂、减阻等作用。

因此，现有市场对聚丙烯酰胺乳液的生产提出更高的技术需求。

发明内容

针对现有的聚丙烯酰胺乳液在油田领域应用的问题，本申请提供一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法，通过该方法得到具有低分子量、力学性能较优、耐温性能好、低粘度、稳定性能好，并且具有携砂性能、减阻性能的聚丙烯酰胺乳液。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案。

第一方面，本申请提供的一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法，采用如下的技术方案：

一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法，步骤如下：

将丙烯酰胺、阴离子单体、纳米材料、功能单体、螯合剂、分子量调节剂、热引发剂、低温引发剂混合后，调节pH至碱性，得到水相；

在油中加入乳化剂得到油相；

将水相与油相混合后得到乳化液；

向乳化液中加入还原剂进行反应后，再加入转相剂进行反应，即可得到聚丙烯酰胺乳液；

其中，阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的至少一种；

功能单体为3-烯丙氧基-1-羟基-1-丙烷磺酸钠盐、2-丙烯酰胺基-十四烷基磺酸、十二烷基丙烯酰胺中的至少一种；

纳米材料为纳米二氧化硅。

作为优选，低温引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化苯甲酰中的至少一种。

作为优选，热引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。