專利名稱：用醚化氨基塑料樹脂粘合非固體氧化無機材料的方法以及所述材料與醚化氨基塑料樹脂 ...的制作方法
用醚化氨基塑料樹脂粘合非固體氧化無機材料的方法以及 所述材料與醚化氨基塑料樹脂的固化組合物本發(fā)明涉及一種用包含醚化氨基樹脂的可固化配制劑粘合非固結氧化無機材料 的方法，以及可通過所述方法獲得的固化組合物。本發(fā)明優(yōu)選實施方案包括一種穩(wěn)定由氧 化無機材料構成的地層的方法，其中將所述可固化組合物注入地層中并在存在于所述地層 中的溫度下固化。在油氣勘探中，經(jīng)常在未固結的砂和巖層中發(fā)現(xiàn)烴或常規(guī)烴-水混合物。由于開 采過程中發(fā)生的剪切力，開采可將砂粒與烴-水混合物一起從巖層中排出。砂粒例如可滲 入生產線、滲入地下和地表的泵送設備，以及滲入安裝的水分離器和管道系統(tǒng)中，并在其中 導致腐蝕、磨損或導致故障并降低功能。還已知開采鉆孔可通過含烴巖石的破裂(稱作壓裂)而增產。為保持所得裂縫即 使是在開采條件下也長期開放，將支撐劑如砂或鋁土礦顆粒泵入所得裂縫中。這種顆粒同 樣可由所述裂縫中排出。除上述問題外，這還可產生巖石中形成的裂縫再次閉合以及開采 的烴產率顯著降低的效果。現(xiàn)有技術公開了防止砂與烴-水混合物一起從地層中排入鉆孔、隨后的生產線和 所用設備中的各種技術。例如，可將礫石填料和機械濾砂器置于開采鉆孔中以抑制砂從鉆孔中輸出。這種 系統(tǒng)例如描述于CA 2，314，392或US 2008217002A1中。其次，可將流動樹脂泵入未固結的砂層中并在其中固化。在現(xiàn)有技術所述的系統(tǒng) 中，根據(jù)鉆孔中的溫度，可加入合適的硬化劑，例如有機胺?？蓪渲c硬化劑一起作為液 體直接或施加于載體如小砂粒上而泵入地層中。樹脂導致存在于地層中的砂粒接觸粘附， 使得砂粒不能再被排出，而烴仍可流經(jīng)現(xiàn)已固結的砂。固化的樹脂必須在鉆孔中在存在的礦床溫度下長期水解穩(wěn)定，還必須根本不被開 采的烴溶解。例如，GB 1，172，116和GB 1，453，001描述了泵入地層中的處于有機溶劑中的糠 醇基樹脂體系的用途。DE 2843452和CA 2637696描述了基于環(huán)氧樹脂的體系。在其他工業(yè)領域中，例如在采礦業(yè)中也需要通過合適的措施固結無機顆粒以防止 掘進時疏松巖石脫落，或保護巖石以防風化或氧化。例如CA 2497722描述了施加于巖石表 面并在此處成膜的雙組分彈性體樹脂體系的用途。其他實例包括防止灰塵蔓延或土壤固結。例如RU 2151301描述了通過用聚乙烯 醇縮丁醛和砂粘合灰塵而防止灰塵蔓延。地上應用中砂的固結同樣具有極大工業(yè)價值。例如，借助粘合劑由砂制備用于多 種不同應用，例如用于金屬澆鑄的模具。例如，申請CN 1075114A,DE 2400908,DE 1012035 和JP 02197348A2描述了脲甲醛樹脂在模具制備中的用途，其中使用不同的脲/甲醛摩爾 比和不同的硬化劑。還已知這種模具的使用性能可通過加入其他添加劑如糠醇(DE 1160141)， 將脲甲醛樹脂轉化成磺酸鹽(Yang，Ming 等 BeijingHuagong Daxue Xuebao, ZiranKexueban Q003)，30 (4)，第81-84頁)或加入含苯酚的添加劑(CS 247931)而改善。借助脲-甲醛體系固結地上和地下的砂層公開于US 2006240995、US6, 311，773、 RU 2048950 和 US 5，670，567 中。本發(fā)明的目的是尋找一種借助用于多種不同應用場合的樹脂粘合非固結的氧化 無機顆粒，尤其是二氧化硅的改進方法。在本文中，應優(yōu)選使用水基樹脂。因此，已發(fā)現(xiàn)一種通過使無機材料與包含至少一種可固化樹脂的可固化組合物接 觸，然后將所述樹脂熱固化而粘合非固結氧化無機材料的方法，其中所述樹脂為醚化氨基 樹脂，可固化組合物的量基于無機材料為0. 5 60重量％，且固化在大于0°C至280°C的溫 度下進行。另外，已發(fā)現(xiàn)可通過所述方法獲得的由無機顆粒和固化樹脂形成的固體組合物。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案包括一種穩(wěn)定由氧化無機材料構成的地層的方法，其中將 可固化組合物注入地層中并在存在于所述地層中的溫度下固化。在本發(fā)明另一實施方案中，本發(fā)明涉及可通過將一種或多種醚化氨基樹脂、一種 或多種硬化劑與二氧化硅顆粒、水和/或其他溶劑混合并將所得混合物在室溫或升高的溫 度下固化而獲得的固體組合物。在本發(fā)明另一實施方案中，本發(fā)明涉及醚化氨基樹脂和一種或多種硬化劑在生產 防水固體砂組合物中的用途。本發(fā)明的具體細節(jié)如下為實施本發(fā)明，使用包含至少一種醚化氨基樹脂的可固化組合物。氨基樹脂原則上是本領域技術人員已知的。這些為由具有NH基團的化合物與羰 基化合物形成的相對低分子量的縮聚產物。合適的具有NH基團的化合物的實例包括脲、三 聚氰胺、氨基甲酸酯或芳族胺。羰基化合物優(yōu)選包括甲醛，但也可為高級醛或酮。醚化氨基樹脂原則上也是本領域技術人員已知的。它們通過用醇將氨基樹脂的所 有或一些OH基團醚化而獲得。合適的醇尤其是脂族C1-Cltl 一元醇，優(yōu)選脂族C1-C4 一元醇， 以及C1-Cltl 二醇。實例包括甲醇、乙醇、丁醇、1，2_乙二醇或1，4_ 丁二醇。優(yōu)選可使用具有 氨基甲酸酯基團的醚化氨基樹脂。這些可通過使用至少部分C1-Cltl 二醇醚化，或將已用一 元醇醚化的化合物隨后用二醇醚化而獲得。醚化的氨基樹脂可商購獲得。也可將醚化氨基樹脂用其他添加劑改性以使用。這種添加劑的實例包括3-氨基 丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、(3-環(huán)氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷、聚四 氫呋喃或酚醛樹脂。可將氨基樹脂和醚化氨基樹脂固化成熱固性材料以使用。通常將硬化劑，優(yōu)選酸 性硬化劑用于該目的，但并非在每種情況下都絕對需要使用硬化劑。適于氨基樹脂的硬化 劑是本領域技術人員已知的。合適的硬化劑的實例包括無機或有機酸和/或其鹽。這種硬 化劑的實例包括氯化銨、硝酸銨或馬來酸。應當理解也可使用兩種或更多種硬化劑的混合 物。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述醚化氨基樹脂為醚化脲甲醛樹脂。這種樹脂可 通過使脲和甲醛反應，隨后醚化而獲得。醚化脲甲醛樹脂可商購獲得。優(yōu)選的醚化脲甲醛樹脂獲得通式⑴和/或(II)的結構單元
權利要求
1.一種通過使非固結氧化無機材料與包含至少一種可固化樹脂的可固化組合物接觸， 然后使所述樹脂熱固化而粘合非固結氧化無機材料的方法，其中所述樹脂為醚化氨基樹 脂，可固化組合物的量基于無機材料為0. 5 60重量％，且固化在大于0°C至280°C的溫度 下進行。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述醚化樹脂為包含通式(I)和/或(II)結構單元的 醚化脲甲醛樹脂
3.根據(jù)權利要求2的方法，其中所用的脲甲醛樹脂包含結構單元(II)。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項的方法，其中所述可固化組合物進一步包含至少一種溶劑c
5.根據(jù)權利要求4的方法，其中所述溶劑為水或水-醇混合物。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項的方法，其中所述可固化組合物進一步包含至少一種酸 性硬化劑。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項的方法，其中所述非固結氧化無機材料包括二氧化硅和 /或硅酸鹽礦物。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項的方法，其中所述非固結氧化無機材料包括氧化無機顆粒。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其中所述氧化無機顆粒的粒度為0.01 2mm。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法，其為穩(wěn)定由氧化無機材料構成的地層的方法， 其中將所述可固化組合物注入地層中并在存在于所述地層中的溫度下固化。
11.根據(jù)權利要求10的方法，其中所述地層為砂層。
12.根據(jù)權利要求10或11的方法，其中所述地層的溫度為5 200°C。
13.根據(jù)權利要求10-12中任一項的方法，其中所用可固化組合物在25°C下測量的粘 度為不大于30mPas。
14.根據(jù)權利要求10-13中任一項的方法，其中所用可固化組合物進一步包含至少一 種硅烷偶聯(lián)劑。
15.根據(jù)權利要求8或9的方法，其中將所述氧化無機顆粒與可固化組合物混合，成型為成型體并固化。
16. 一種可通過權利要求1-9中任一項的方法獲得的由無機顆粒和固化的樹脂組成的 固體組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用包含醚化氨基塑料樹脂的可固化配制劑粘合非固結氧化無機材料的方法以及通過所述方法獲得的固化組合物。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案涉及一種通過將可固化組合物注入地層中并在存在于地層中的溫度下使其固化而穩(wěn)定由氧化無機材料構成的地層的方法。
文檔編號C09K17/40GK102137726SQ200980133361
公開日2011年7月27日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權日2008年8月29日
發(fā)明者C·尼施克, C·施平德勒 申請人:巴斯夫歐洲公司