[发明专利]一种用于水泥基材料吸油膨胀的聚合物胶乳及其制备方法

摘要

本发明属于固井水泥浆材料技术领域，特别涉及一种用于水泥基材料吸油膨胀的聚合物胶乳及其制备方法。本发明聚合物胶乳包括以丁二烯、苯乙烯为主要单体的丁苯类胶乳，以丙烯酸酯类单体为原料的丙烯酸酯类胶乳及醋酸乙烯酯类单体为原料的醋酸酯类乳液。本发明聚合物胶乳用于固井水泥浆体系中，当固化后的水泥环开裂后，本发明聚合物胶乳所成的膜吸收从裂缝中渗漏出来的油气进而膨胀，并使水泥石发生体积膨胀，从而达到阻断油气顺着裂缝渗漏的作用，其对柴油、汽油等的吸油率达200％～5000％。将本发明胶乳加入到水泥净浆中，相对于水泥质量的聚合物折固掺量为2％～50％，硬化后的水泥石吸油膨胀达到500～10000微应变。同时其能够显著改善水泥石的韧性，减少水泥环开裂的风险。

主权项

一种用于水泥基材料吸油膨胀的聚合物胶乳，其特征在于：所述聚合物胶乳为丁苯类胶乳，或丙烯酸酯类胶乳，醋酸乙烯酯类胶乳；所述丁苯类胶乳通过在一定压力下采用自由基乳液聚合法制备获得，其聚合单体组成如下：(1)苯乙烯，用量为聚合单体总质量的1％～80％；(2)丁二烯，用量为聚合单体总质量的10％～90％；(3)总碳数为4～8的丙烯酸烷基酯和总碳数为4～8的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或两种，用量为聚合单体总质量的5％～80％；(4)含有磺酸官能团的水溶性单体，用量为聚合单体总质量的0～30％；(5)含有聚醚的大单体，用量为聚合单体总质量的2.44～30％；(6)其它水溶性单体，用量为聚合单体总质量的0.5～30％；(7)交联剂单体，用量为聚合单体总质量的0～5％；所述丙烯酸酯类胶乳通过常压下自由基聚合方法制备获得，其聚合单体组成如下：(1)苯乙烯，用量为聚合单体总质量的5％～85％；(2)总碳数为4～8的丙烯酸烷基酯和总碳数为4～8的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或两种，用量为聚合单体总质量的0～85％；(3)总碳数为9～18的丙烯酸烷基酯和总碳数为9～18的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或两种，用量为聚合单体总质量的5％～85％；(4)含有磺酸官能团的水溶性单体，用量为聚合单体总质量的0.5％～30％；(5)含有聚醚的大单体，用量为聚合单体总质量的0.5％～30％；(6)其它水溶性单体，用量为聚合单体总质量的0.5％～30％；(7)交联剂单体，用量为聚合单体总质量的0～5％；所述醋酸乙烯酯类胶乳通过常压或高压下自由基聚合方法制备获得，其聚合单体组成如下：(1)醋酸乙烯酯，用量为聚合单体总质量的0～90％；(2)乙烯，用量为聚合单体总质量的0～90％；(3)总碳数为3～15的叔碳酸乙烯酯，用量为聚合单体总质量的5％～90％；(4)含有磺酸官能团的水溶性单体，用量为聚合单体总质量的0.5％～30％；(5)含有聚醚的大单体，用量为聚合单体总质量的0.5％～30％；(6)其它水溶性单体，用量为聚合单体总质量的0.5％～30％；(7)交联剂单体，用量为聚合单体总质量的0～5％；所述含有磺酸官能团的水溶性单体为2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、3‑烯丙氧基‑2‑羟基‑1‑丙磺酸钠和乙烯基苯磺酸钠中的一种或多种；所述含有聚醚的大单体为异戊烯基聚氧乙烯醚、异丁基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚和甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。