專利名稱：一種改善有機(jī)土分散性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善有機(jī)土在非極性溶劑中的分散性以及膠體體系穩(wěn)定性的方 法，屬于有機(jī)土應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為滿足環(huán)保、鉆速等要求，現(xiàn)今油基鉆井液基油傾向于采用粘度較小的礦物油，亦 或是氣制油等，同時(shí)潤滑脂、低極性涂料等亦多采用非極性烷烴類溶劑作為基油溶劑，但常 用起增稠作用的有機(jī)土在這些非極性溶劑中的分散性普遍較差。倘若從有機(jī)土制備工藝過 程考慮，并加以改進(jìn)，以制備在此些溶劑中分散性較好有機(jī)土，則常常會(huì)使得過程復(fù)雜，工 業(yè)化較難。中國專利文獻(xiàn)CN86105312公開了一種《改善有機(jī)粘土分散性的方法》，通過下列 程序制備易于在液體有機(jī)組合中分散的一種有機(jī)粘土使一種蒙脫石在水中懸浮，形成一 種流動(dòng)的懸浮液用一種無機(jī)鹽的溶液處理此懸浮液，其陽離子最好為二價(jià)，該鹽的濃度應(yīng) 能使蒙脫石粘土基本上完全絮凝，使絮凝的蒙脫石粘土懸浮液與一種季銨化合物混合，后 者的四個(gè)烷基中至少有一個(gè)為10-24個(gè)碳原子；接著使所得到的產(chǎn)物脫水。上述專利是從有機(jī)土制備過程考慮，加以改進(jìn)，以制得分散性較好有機(jī)土，亦即重 在分散性較好有機(jī)土的制備過程，此方法過程有些許繁瑣，且其采用濕法制備，用水量較 大，耗能相對較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有有機(jī)土在非水介質(zhì)尤其是一些商業(yè)有機(jī)土在非極性溶劑中存在 的分散性能差以及其膠體分散體系穩(wěn)定性差的問題，提供一種改善有機(jī)土分散性的方法， 以有效提高有機(jī)土在非水介質(zhì)尤其是非極性溶劑中的分散性與穩(wěn)定性并能夠獲得穩(wěn)定的 有機(jī)土膠體分散體系。本發(fā)明的改善有機(jī)土分散性的方法，包括以下步驟(1)取有機(jī)土、有機(jī)溶劑和油溶性非離子型表面活性劑，其中有機(jī)土質(zhì)量為三者總 質(zhì)量的0. 2% 一5%，油溶性非離子型表面活性劑的質(zhì)量為有機(jī)土質(zhì)量的10% —200%。(2)將有機(jī)土、有機(jī)溶劑和油溶性非離子型表面活性劑三者以任意順序混合(可 以先將有機(jī)土分散于有機(jī)溶劑中配制有機(jī)土分散體系，再向有機(jī)土分散體系中加入油溶性 非離子型表面活性劑；或者將有機(jī)土與油溶性非離子型表面活性劑一同分散于有機(jī)溶劑 中；或者先將油溶性非離子型表面活性劑加入有機(jī)溶劑制成溶液，再將有機(jī)土加入該溶液 中)，制成混合液；將此混合液于室溫下攪拌使其分散均勻；而對于室溫下為固態(tài)的油溶性 非離子型表面活性劑(如Span-60)，與有機(jī)土和有機(jī)溶劑混合后進(jìn)行攪拌時(shí)，需要在保證 該固體油溶性非離子型表面活性劑溶解溫度下進(jìn)行(該溫度通常大于50°C，且一般小于 2000C )；攪拌使其分散均勻后即得到分散性較好以及穩(wěn)定性較高的有機(jī)土膠體分散體系。對于常溫下為固體的油溶性非離子型表面活性劑也可以將其與有機(jī)土室溫下混合研磨粉碎后制成混合物，再將該混合物分散于有機(jī)溶劑中。所述有機(jī)土是以單長碳鏈季銨化合物(如十八烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲 基溴化銨等)或多長碳鏈季銨化合物(如雙十八烷基二甲基氯化銨、雙氫化牛油基二甲基 氯化銨、雙氫化牛油基甲基芐基氯化銨等)等各種季銨化合物改性膨潤土、蒙脫土或類似 衍生物所制各種商業(yè)有機(jī)土，或是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用這些改性劑濕法精制的有機(jī)土。季銨化合物 陽離子長碳鏈為10-24個(gè)碳原子的飽和和不飽和烷基，其余可為1-24個(gè)碳原子的飽和和不 飽和烷基或7-10個(gè)碳原子的芳香烷基，陰離子可為Cl_、Br_、Γ、0H_、CH3S04_等。有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，主要為有機(jī)土應(yīng)用領(lǐng)域各常用有機(jī)溶劑，也就是一些常 用非極性烷烴類有機(jī)溶劑，如混合烷烴類有機(jī)溶劑(如氣制油、石蠟油等)和正構(gòu)烷烴類有 機(jī)溶劑(如正辛烷等)。油溶性非離子型表面活性劑主要為一些多元醇脂肪酸酯，包括Span系列(如 Span-80、Span-60等)和甘油酯系列(如甘油單油酸酯等)。本發(fā)明通過添加處理劑來改善有機(jī)土的分散性以及體系膠體穩(wěn)定性，操作實(shí)施簡 便，可有效提高有機(jī)土在非極性溶劑中的分散程度以及分散體系膠體穩(wěn)定性，適用于改善 商業(yè)有機(jī)土在常用非極性烷烴類溶劑中的分散性，可明顯縮短有機(jī)土在非極性溶劑中分散 所需時(shí)間，降低能耗，減少成本，同時(shí)添加劑安全環(huán)保，效果明顯，在油基鉆井液等體系中與 其他處理劑配伍性較好，且適用對象較為廣泛。


圖1是添加Span-80和未添加Span-80各有機(jī)土分散體系穩(wěn)定性比較圖片。圖2是實(shí)驗(yàn)室自制有機(jī)土在三種油相中的分散性以及采用添加劑Span-80改善后 的效果比較圖片。圖3是以甘油單油酸酯作為添加劑改善有機(jī)土分散性以及體系膠體穩(wěn)定性的比 較圖片。圖4是以Span-60作為添加劑其在一定條件下改善有機(jī)土分散性以及體系膠體穩(wěn) 定性的比較圖片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例是先配制有機(jī)土分散體系，向有機(jī)土分散體系中添加適量油溶性非離子 型表面活性劑，通過適當(dāng)?shù)募羟凶饔?實(shí)施例中攪拌方式皆采用弱剪切)，得到分散性較好 以及穩(wěn)定性較高的有機(jī)土分散體系，具體過程如下將0.3g有機(jī)土分散于相應(yīng)量的氣制油中，后向該分散體系中添加0.09g Span-80 (S80,占有機(jī)土質(zhì)量的30，制得有機(jī)土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的有機(jī)土氣制油分散體 系(2. Owt% )，將混合物(總重15g)于室溫下以每分鐘300轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速電磁攪拌12小時(shí)，后 轉(zhuǎn)移至25ml比色管中，靜置，記錄90分鐘時(shí)比色管上部析出游離油高度，并計(jì)算底部有機(jī) 土膠體分散體系高度占總分散體系高度百分?jǐn)?shù)，即得出成膠率。下表為三種有機(jī)土不添加 任何添加劑和添加Span-80后的成膠率對比
權(quán)利要求
一種改善有機(jī)土分散性的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)取有機(jī)土、有機(jī)溶劑和油溶性非離子型表面活性劑，其中有機(jī)土質(zhì)量為三者總質(zhì)量的0.2％ 5％，油溶性非離子型表面活性劑的質(zhì)量為有機(jī)土質(zhì)量的10％ 200％；(2)將有機(jī)土、有機(jī)溶劑和油溶性非離子型表面活性劑三者以任意順序混合，制成混合液，將此混合液于室溫下攪拌使其分散均勻；而對于室溫下為固態(tài)的油溶性非離子型表面活性劑，與有機(jī)土和有機(jī)溶劑混合后進(jìn)行攪拌時(shí)，需要在保證該固體油溶性非離子型表面活性劑溶解的溫度下進(jìn)行；攪拌使其分散均勻后即得到分散性較好以及穩(wěn)定性較高的有機(jī)土膠體分散體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有機(jī)土分散性的方法，其特征在于，對于常溫下為固體 的油溶性非離子型表面活性劑，是將其與有機(jī)土室溫下混合研磨粉碎后制成混合物，再將 該混合物分散于有機(jī)溶劑中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改善有機(jī)土分散性的方法，其步驟為(1)取有機(jī)土、有機(jī)溶劑和油溶性非離子型表面活性劑；(2)將有機(jī)土、有機(jī)溶劑和油溶性非離子型表面活性劑三者以任意順序混合，制成混合液；將此混合液于室溫下攪拌使其分散均勻，而對于室溫下為固體的油溶性非離子型表面活性劑，其與有機(jī)土和有機(jī)溶劑混合后進(jìn)行攪拌時(shí)，需要在保證該固體油溶性非離子型表面活性劑溶解溫度下進(jìn)行；攪拌使其分散均勻后即可得分散性較好以及穩(wěn)定性較高的有機(jī)土膠體分散體系。本發(fā)明操作實(shí)施簡便，可有效提高有機(jī)土在非極性溶劑中的分散程度以及分散體系膠體穩(wěn)定性，可明顯縮短有機(jī)土在非極性溶劑中分散所需時(shí)間，降低能耗，減少成本。
文檔編號C01B33/44GK101948116SQ201010254510
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者劉尚營, 孫德軍, 孫海港, 田榮劍, 鄧義成, 陳忠華 申請人:山東大學(xué);中海油田服務(wù)股份有限公司