一種緩膨吸水樹脂及其制備方法技術

一種緩膨吸水樹脂，其包括作為囊芯的吸水樹脂和包覆在所述吸水樹脂外面的包覆層，所述包覆層含有成膜材料和致孔劑。本申請還提供了該緩膨吸水樹脂的制備方法。該緩膨吸水樹脂不需要外部的條件去熔化、熔解或破壞包覆層，而是由內部吸水樹脂的擴張力逐漸撐裂顆粒，從而擴大成膜材料選擇范圍，也擴大了緩膨吸水樹脂的適用范圍。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及一種樹脂，具體地說涉及一種緩膨吸水樹脂，還涉及該緩膨吸水樹脂的制備方法。
技術介紹
吸水樹脂具有良好的吸水膨脹特性，良好的流動性和變形性，易于在近井地帶形成有效的封堵。因此，其在油田堵漏、調剖、堵水作業中發揮著重要作用，并在國內絕大多數油田的現場應用取得了良好效果。然而，由于吸水樹脂普遍存在初始吸水速率高，注入過程膨脹迅速，易于在近井地 帶產生堆積，導致注入壓力迅速上升，甚至堵塞施工管柱。此外，吸水樹脂吸水后強度降低，泵送過程中易于破碎。因此，為了降低施工風險，滿足不同的施工要求，控制吸水樹脂的吸水速率，延緩膨脹時間，具有非常重要的意義。目前，實現吸水樹脂緩慢膨脹的方法有兩種一、合成過程中引入疏水基團達到延緩膨脹的目的，但由于現場實際應用的吸水樹脂粒徑小，相應比表面積較大，導致該方法不具有技術上的實用性；二、吸水樹脂表面改性，例如可以通過等離子方法對樹脂表面疏水改性，這種該方法在技術發展不完善，需要進一步優化，也不具備實用性；再者上述兩種方法，由于引入疏水基團或表面疏水改性，都會大幅降低吸水樹脂的吸水倍率。
技術實現思路
本申請提供了一種緩膨吸水樹脂，其包括作為囊芯的吸水樹脂和包覆在所述吸水樹脂外面的包覆層，所述包覆層含有成膜材料和致孔劑。所述致孔劑可以是水溶性致孔劑。所述致孔劑可以選自聚維酮、甲基纖維素、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或幾種。所述成膜材料可以選自羥丙基甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、阿拉伯膠中的一種或幾種。以100重量份的所述吸水樹脂為基準，所述包覆層的重量可以是10-60重量份。所述成膜材料與所述致孔劑的重量比例可以是(I I)-(20 I)。本申請還提供了一種緩膨吸水樹脂的制備方法，所述方法包括將成膜材料和致孔劑充分溶解于溶劑，得到包覆溶液；用所述包覆溶液對吸水樹脂進行膠囊包覆，得到緩膨吸水樹脂。在所述膠囊包覆步驟中，用所述包覆溶液對吸水樹脂進行膠囊包覆的方法可以是流化床噴涂法。所述流化床噴涂法的噴涂溫度可以是25°C _40°C，所述流化床噴涂法的霧化壓力可以是 O. 7-1. 2bar。所述致孔劑可以是水溶性致孔劑。所述致孔劑可以選自聚維酮、甲基纖維素、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或幾種。所述成膜材料可以選自羥丙基甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、阿拉伯膠中的一種或幾種。所述溶劑能溶解所述成膜材料和致孔劑，所述溶劑包括但不限于乙醇或水或乙醇與水的混合物。例如，溶劑可以是無水乙醇、95 %的乙醇、50 %乙醇或水等。以100重量份的所述吸水樹脂為基準，所述緩膨吸水樹脂的重量可以是110-160重量份。所述成膜材料與所述致孔劑的重量比例可以是(I I)-(20 I)。 與有關技術相比，本申請的有益效果如下(I)本申請實施例的緩膨吸水樹脂，其包括作為囊芯的吸水樹脂和包覆在吸水樹脂外面的包覆層，包覆層含有成膜材料和致孔劑。通過這樣的設置方式，吸水樹脂具備吸水緩膨的物性，易進裂縫或巖石孔隙，同時吸水樹脂進入目的層后仍會繼續膨脹，增強了堵漏的效果。再者，如果在表面只包覆成膜材料的吸水樹脂作為緩膨吸水樹脂時，成膜材料必須具有良好的成膜性，同時還必須具有較低的密度、合適的熔化溫度和一定抗張強度，這樣的吸水樹脂到達一定的地層溫度或在一定的剪切力作用下包覆層才會發生熔化、溶解或被剪切破壞釋放出吸水樹脂，因此很難找到適合的成膜材料。而本申請實施例由于在包覆層加入了致孔劑，使得包覆層具有良好的半透性及微孔，水可以緩慢通過外層的包覆層，進入內部的吸水樹脂，吸水樹脂緩慢膨脹，顆粒逐漸變大，內部吸水樹脂會逐漸撐裂包覆層，最終顆粒破裂，吸水樹脂吸收大量水；本申請的緩膨吸水樹脂不需要外部的條件去熔化、熔解或破壞包覆層，而是由內部吸水樹脂的擴張力逐漸撐裂顆粒，從而擴大成膜材料選擇范圍，也擴大了緩膨吸水樹脂的適用范圍。(2)本申請實施例的緩膨吸水樹脂，可以通過選用不同的成膜材料和致劑、改變成膜材料與致孔劑的重量比例以及制備不同重量的包覆層(即不同厚度的包覆層)來調節初期吸水速率和完全吸水膨脹的時間。(3)本申請實施例的緩膨吸水樹脂的制備方法，步驟簡單、可操作性強，易調控緩膨吸水樹脂初期吸水的吸水速率，以及完全吸水膨脹的時間。(4)本申請實施例的緩膨吸水樹脂的制備方法，通過流化床噴涂方法使得吸水樹脂表面形成均勻、連續、光滑且空隙小的包覆層。附圖說明圖1為常規吸水樹脂和本申請實施例的緩膨吸水樹脂的緩膨性能的示意具體實施例方式本申請實施例中使用的吸水樹脂為常規使用的吸水樹脂，可以為商購吸水樹脂，也可以是自制的吸水樹脂，為保證實驗統一性，下面的實施例采用自制吸水樹脂進行包覆。實施例1在反應容器中在攪拌下依次加入蒸餾水77g，單體丙烯酸12g、丙烯酰胺12g，交聯劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺O. Sg，攪拌均勻后，通氮氣除氧后在35°C水浴中，加入O. 5g的引發劑過硫酸銨，反應到30min后得到固體膠塊狀產物，經過干燥、粉碎、造粒，得粉末狀常規吸水樹脂A。實施例2將3g阿拉伯膠和3g聚乙二醇加入到94g水中，充分溶解后，然后用溶解有阿拉伯膠和聚乙二醇的水溶液作為噴涂液，對自制的常規吸水樹脂A進行流化噴涂，流化床噴涂的溫度為40°C，流化床噴涂的霧化壓力為1. 2bar，待吸水樹脂增重10%時，停止包覆，得到緩膨吸水樹脂B。實施例3將3g羥丙基甲基纖維素和1. 5g聚維酮，加入到95. 5g乙醇(乙醇濃度95 %) 中，充分溶解后，然后用溶解有羥丙基甲基纖維素和聚維酮的乙醇溶液作為噴涂液，對自制的常規吸水樹脂A進行流化噴涂，流化床噴涂的溫度為25°C，流化床噴涂的霧化壓力為O. 7bar,待吸水樹脂增重32%時，停止包覆，得到緩膨吸水樹脂C。實施例4將3g羧甲基纖維素鈉和O. 5g聚乙烯吡咯烷酮，加入到96. 5g水中，充分溶解后，然后用溶解有羧甲基纖維素鈉和聚乙烯吡咯烷酮的水溶液作為噴涂液，對自制的常規吸水樹脂A進行流化噴涂，流化床噴涂的溫度為32°C，流化床噴涂的霧化壓力為O. 8bar，待吸水樹脂增重43%時，停止包覆，得到緩膨吸水樹脂D。實施例5將3g乙基纖維素和O. 15g聚乙烯吡咯烷酮，加入到96. 85g無水乙醇中，充分溶解后，然后用溶解有乙基纖維素和聚乙烯吡咯烷酮的無水乙醇溶液作為噴涂液，對自制的常規吸水樹脂A進行流化噴涂，流化床噴涂的溫度為32°C，流化床噴涂的霧化壓力為O. 9bar，待吸水樹脂增重60%時，停止包覆，得到緩膨吸水樹脂E。在本申請的其它實施例中，當致孔劑采用兩種或兩種以上致孔劑的混合物，或成膜材料采用兩種或兩種以上成膜材料的混合物時，都可以制得囊芯為吸水樹脂和包覆層含有成膜材料和致孔劑的緩膨吸水樹脂，測試其緩膨能力，結果表明均能達到延長吸水樹脂的吸水脂膨脹時間，以及自由調控吸水樹脂的緩膨時間的目的。測試例I本測試例用來測試緩膨吸水樹脂的緩膨能力。測試方法取IOOg吸水樹脂或緩膨吸水樹脂，放置在足量的3% NaCl水溶液中，在室溫下，每隔一段時間用篩網濾出，稱取吸水后的質量，計算吸水倍率。按照上述測試實施例1-5制成的吸水樹脂A和緩膨吸水樹脂B、C、D和E的不同時間段的吸水倍率，繪制吸水倍率-時間曲線，對比吸水膨脹倍率，見圖1。通過圖1可知本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種緩膨吸水樹脂，其包括作為囊芯的吸水樹脂和包覆在所述吸水樹脂外面的包覆層，所述包覆層含有成膜材料和致孔劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳緣博，苗海龍，徐博韜，李自立，段連超，趙志強，李懷科，郁魯彬，
申請(專利權)人：中國海洋石油總公司，中海油田服務股份有限公司，
類型：發明
國別省市：