一种稳定型复合凝胶体系及其制备方法与流程

1.本发明涉及凝胶体系技术领域，具体为一种稳定型复合凝胶体系及其制备方法。


背景技术：

2.20世纪80年代，我国生产凝胶体系的厂家成立了协作组，并顺利开展了多项工作，相互之间进行了技术与信息的交流与合作，目前，国内大部分凝胶厂家在东部沿海几个省份。
3.进入21世纪以来，我国凝胶的发展非常快，市场范围不断扩大，产品所应用到的领域不断延伸。近年来我国凝胶发展得到了质的发展，无论是质量还是生产方式，不再是以前的简单合成而是在原先的基础上进行深加工，得到的复合材料所应用到的领域也越来越广泛和前沿。随着国内市场对凝胶的需求与日俱增，不论是凝胶厂家数量还是产能上得到了空前的发展和壮大。
4.因此，针对上述问题提出一种稳定型复合凝胶体系及其制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种稳定型复合凝胶体系，由a剂和b剂组成，该原料的质量份数包括：a剂6～9份，b剂1～4份，其中a剂由碳酸钠溶液0.5～1份，苯酚2～4份，甲醛6～8份组成；b剂为聚乙烯醇缩乙醛。
6.进一步的，a剂的制备方法步骤为：
7.步骤11：将上述质量份的苯酚加入反应釜中，开启搅拌，加入甲醛并加入碳酸钠溶液作为催化剂进行反应，加热至50～60℃，恒温1h；然后再加热至80～90℃,恒温30min；
8.步骤12：对步骤11中加热产生的苯酚、甲醛、水蒸汽混合气体通过冷凝塔回流，回流4-6h，回流后的液体返回反应釜中继续反应；
9.步骤13：步骤11中苯酚与甲醛加热反应期间持续进行搅拌，待生成可流动的酚醛树脂后，将酚醛树脂趁热从反应釜内取出，即得到a剂。
10.进一步的，所述聚乙烯醇缩乙醛由以下步骤制备：
11.步骤21：聚乙烯醇的制备：取一定量的乙酸乙烯预热后加入溶剂和引发剂混合，送入聚合釜内在65-70℃的温度条件下进行聚合反应4-6h,将聚合反应得到的聚乙酸乙烯与氢氧化钠甲醇溶液送入混合器内高速混合，充分混合后送入皮带醇解机内进行醇解，醇解结束后得到固化的聚乙烯醇，将固化的聚乙烯醇进行粉碎、压榨、干燥脱除溶剂后得到成品聚乙烯醇；
12.步骤22：聚乙烯醇的溶解：在反应釜中加入400～500g聚乙烯醇，然后再加入4000～5500g工业用水，开启搅拌装置和冷凝塔，同时逐渐加热至90℃，直到聚乙烯醇完全溶解；
13.步骤23：聚乙烯醇的缩醛化反应：在搅拌下加入盐酸，在取样口检测，调节ph值至2～3，取400～550g乙醛加入到5～10l的反应釜内，该过程需缓慢进行，继续搅拌35min，停止加热，加入8％～15％的氢氧化钠溶液，调节ph值为7～8，得到聚乙烯醇缩乙醛；
14.步骤24：提纯：步骤23得到的聚乙烯醇缩乙醛，继续搅拌，开启冷凝塔，进行回流提纯，通过取样口进行取样，检测纯度，直至到达指标要求，停止。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
16.(1)本发明物性稳定具有长期放置不变质，性能结构稳定，解决了凝胶体系高温存放易变质的缺点。
17.(2)本发明具有较低的成本，且通过b剂的优化选择降低了a剂的生产成本及添加量，同时体现了更优良的调剖堵水性能，较传统产品成本降低20％以上。
附图说明
18.图1为本发明的凝胶体系强度实验数据图一；
19.图2为本发明的凝胶体系强度实验数据图二。
具体实施方式
20.一种稳定型复合凝胶体系及其制备方法；
21.(1)原料准备和主要仪器设备：
22.甲醛：市购，有效含量大于37.0％；
23.苯酚：市购，结晶点大于40.8℃，干基重≥99.9％；
24.碳酸钠：工业级，市购；
25.聚乙烯醇：市购，工业级；
26.乙醛：市购，工业级；
27.盐酸：市购，工业级；
28.氢氧化钠：市购，工业级；
29.水：自来水；
30.主要仪器设备：高温高压不锈钢反应釜，容积5～10l，最高压力15mpa，最高温度200℃；冷凝塔，l大于150m/h。
31.实施例1：
32.a剂的制备步骤包括：
33.步骤11：将2份苯酚加入反应釜中，开启搅拌，加入6份甲醛并加入0.5份碳酸钠溶液作为催化剂进行反应，加热至55℃，恒温1h；然后再加热至85℃,恒温30min；
34.步骤12：对步骤11中加热产生的苯酚、甲醛、水蒸汽混合气体通过冷凝塔回流，回流5h，回流后的液体返回反应釜中继续反应；
35.步骤13：步骤11中苯酚与甲醛加热反应期间持续进行搅拌，待生成可流动的酚醛树脂后，将酚醛树脂趁热从反应釜内取出，即得到a剂。
36.b剂的制备步骤包括：
37.所用聚乙烯醇是一种具有大量强亲水性羟基的聚合物，在分子间和分子内的羟基见存在很强的氢键，阻碍聚乙烯醇在水中的溶解，当温度不高时，聚乙烯醇很难完全溶解，制得的产品缩合度不均匀，为了保证聚乙烯醇完全溶解，链完全打开乙醛缩合，就应在较高的温度下溶解。
38.步骤21：聚乙烯醇的制备：取一定量的乙酸乙烯预热后加入溶剂和引发剂混合，送
入聚合釜内在65-70℃的温度条件下进行聚合反应4-6h,将聚合反应得到的聚乙酸乙烯与氢氧化钠甲醇溶液送入混合器内高速混合，充分混合后送入皮带醇解机内进行醇解，醇解结束后得到固化的聚乙烯醇，将固化的聚乙烯醇进行粉碎、压榨、干燥脱除溶剂后得到成品聚乙烯醇；
39.步骤22：聚乙烯醇的溶解：在反应釜中加入400g聚乙烯醇，然后再加入4000g工业用水，开启搅拌装置和冷凝塔，同时逐渐加热至90℃，直到聚乙烯醇完全溶解；
40.步骤23：聚乙烯醇的缩醛化反应：在搅拌下加入盐酸，在取样口检测，调节ph值至2～3，取400g乙醛加入到反应釜内，该过程需缓慢进行，继续搅拌35min，停止加热，加入8％的氢氧化钠溶液，调节ph值为7～8，得到聚乙烯醇缩乙醛；
41.步骤24：提纯：步骤23得到的聚乙烯醇缩乙醛，继续搅拌，开启冷凝塔，进行回流提纯。通过取样口进行取样，检测纯度。直至到达指标要求，停止。
42.实施例2：
43.a剂的制备方法步骤为：
44.步骤11：将4的苯酚加入反应釜中，开启搅拌，加入8份甲醛并加入1份碳酸钠溶液作为催化剂进行反应，加热至55℃，恒温1h；然后再加热至85℃,恒温30min；
45.步骤12：对步骤11中加热产生的苯酚、甲醛、水蒸汽混合气体通过冷凝塔回流，回流6h，回流后的液体返回反应釜中继续反应；
46.步骤13：步骤11中苯酚与甲醛加热反应期间持续进行搅拌，待生成可流动的酚醛树脂后，将酚醛树脂趁热从反应釜内取出，即得到a剂。
47.b剂的制备方法步骤为：
48.步骤21：聚乙烯醇的制备：取一定量的乙酸乙烯预热后加入溶剂和引发剂混合，送入聚合釜内在65-70℃的温度条件下进行聚合反应4-6h,将聚合反应得到的聚乙酸乙烯与氢氧化钠甲醇溶液送入混合器内高速混合，充分混合后送入皮带醇解机内进行醇解，醇解结束后得到固化的聚乙烯醇，将固化的聚乙烯醇进行粉碎、压榨、干燥脱除溶剂后得到成品聚乙烯醇；
49.步骤22：聚乙烯醇的溶解：在反应釜中加入500g聚乙烯醇，然后再加入5500g工业用水，开启搅拌装置和冷凝塔，同时逐渐加热至90℃，直到聚乙烯醇完全溶解；
50.步骤23：聚乙烯醇的缩醛化反应：在搅拌下加入盐酸，在取样口检测，调节ph值至2～3，取550g乙醛加入到5～10l的反应釜内，该过程需缓慢进行，继续搅拌35min，停止加热，加入15％的氢氧化钠溶液，调节ph值为7～8，得到聚乙烯醇缩乙醛；
51.步骤24：提纯：步骤23得到的聚乙烯醇缩乙醛，继续搅拌，开启冷凝塔，进行回流提纯，通过取样口进行取样，检测纯度，直至到达指标要求，停止(2)性能实验评价。
52.一：实验用水为现场水，取自大港油田采油一厂二区四五区块回注污水，实验标准执行sy/t3805-2016凝胶强度测定方法，测试本稳定型复合凝胶体系溶液的凝胶体系强度，经两组实验测试，如附图1所示，24小时强度大于8000mpa.s、48小时强度大于15000mpa.s、7d强度14000mpa.s、15d强度13800mpa.s、30d强度12900mpa.s计算粘度保留率大于85％，达到现场调剖堵水技术要求。
53.二：实验用水为现场水，取自大港油田采油三厂区块回注污水,实验标准执行sy/t3805-2016凝胶强度测定方法，测试本稳定型复合凝胶体系溶液的凝胶体系强度，，经两组
实验测试，如附图2所示，24小时强度大于8000mpa.s、48小时强度大于12000mpa.s、7d强度11000mpa.s、15d强度10800mpa.s、30d强度10300mpa.s计算粘度保留率大于80％，达到现场调剖堵水技术要求。
54.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。