[发明专利]热强度增大的聚合物支撑剂及其制备方法

摘要

本发明涉及与使用高分子量化合物材料的油气生产技术相关的热强度增大的聚合物支撑剂及其制备方法，尤其涉及对物理和力学特性具有高要求的聚合物材料支撑剂，所述支撑剂以支撑粒的形式用于水力压裂法的油气生产中。支撑剂由低聚环戊二烯与甲基羧基降冰片烯酯的易位‑自由基交联混合物制成。支撑剂为微球，不少于80重量％的该微球的圆度和球形度为至少0.9，并且该微球的平均尺寸为0.25‑1.1mm并且堆积密度为0.5‑0.7g/cm3。技术效果在于增大了支撑剂材料的热强度，其在不低于100℃的温度下提供至少150MPa的抗压强度。

主权项

1.一种制备热强度增大的聚合物支撑剂的方法，所述方法包括：混合双环戊二烯与至少一种甲基丙烯酸酯和至少一种聚合物稳定剂以获得初始混合物，所述甲基丙烯酸酯选自以下组成的组：甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、二甲基丙烯酸三环癸烷二甲醇酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；所述至少一种聚合物稳定剂选自以下组成的组：四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷、2,6-二叔丁基-4-(二甲基氨基)苯酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基茴香醚、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、二苯胺、对-二叔丁基苯二胺、N,N’-二苯基-1,4-苯二胺、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-甲基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-叔丁基-6-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基)苯酚；加热所述初始混合物至150-220℃的温度并在此温度下保持15-360分钟，然后冷却至20-50℃，以获得低聚环戊二烯与甲基羧基降冰片烯酯的混合物；向加热步骤中获得的低聚环戊二烯与甲基羧基降冰片烯酯的混合物中相继引入至少一种自由基引发剂和催化剂以获得聚合物基质，所述至少一种自由基引发剂选自以下组成的组：二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷和三苯基甲烷；所述催化剂为以下通式化合物：其中取代基L选自以下组成的组：其中所述聚合物基质的组分以以下重量％存在：所述至少一种聚合物稳定剂为0.1重量％至3重量％；所述至少一种自由基引发剂为0.1重量％至4重量％；所述催化剂为0.002重量％至0.02重量％；余量为低聚环戊二烯和甲基羧基降冰片烯酯的混合物；然后将所述聚合物基质在0-50℃的温度下保持1-40分钟，其后在不断搅拌的同时将所述聚合物基质以层流方式引入到预热至温度不低于所述聚合物基质的温度的水中，所述水含有选自以下组中的表面活性剂：十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基肌氨酸钠、奥替尼啶盐酸盐和苯扎氯铵；在不断搅拌的同时使所述水加热至50-100℃，同时仍继续搅拌1-60分钟，以形成微球；然后自水分离所形成的微球，将所形成的微球在惰性气体气氛中加热至150-340℃的温度并在此气氛和温度下保持1-360分钟。