[发明专利]一种聚丙烯酰胺纳米复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明提供一种聚丙烯酰胺纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明采用聚丙烯酰胺与纳米无机相原位聚合方法合成聚丙烯酰胺纳米复合材料，所述纳米无机相是采用非离子型表面活性剂对插层改性层状硅酸盐处理后，加入含镁铝的水滑石浆液反应而得，具体步骤维持反应釜中为无氧环境，将纳米无机相与助溶剂、络合剂、氧化剂、还原剂、助剂加入丙烯酰胺水溶液体系，经过聚合插层复合反应形成聚丙烯酰胺纳米复合材料。该复合材料具有纳米微粒分散均匀、分子量更高的特性，兼具抗高温抗盐及油田高效保护储层的纳米效应，且制备方法可用于工业化。

主权项

一种聚丙烯酰胺纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：将丙烯酰胺单体与纯水按重量比1:(2.5‑3.5)的比例混合，基于所述丙烯酰胺单体的质量加入0.3‑0.6%的助溶剂、0.2‑0.3%的络合剂和0.2‑0.3%的助剂，控制频率30‑35Hz搅拌20min以上，成为丙烯酰胺反应体系；调节上述丙烯酰胺反应体系pH值9‑10，基于所述丙烯酰胺单体的质量加入0.5‑1.5％的纳米无机相，搅拌均匀成为反应物混合体系；将上述反应物混合体系转移到聚合釜，在无氧环境下，基于所述丙烯酰胺单体的质量加入0.8‑1.0%的氧化剂和0.8‑1.0%的还原剂，引发聚合反应生成聚合反应产物，反应过程中当反应体系的温度达到80‑90℃，反应体系温度不再升高，保温维持3‑5h，即得所需的聚合反应产物；上述聚合反应产物经造粒、干燥即为所述聚丙烯酰胺纳米复合材料；其中，所述纳米无机相的制备步骤包括：将层状硅酸盐与水按质量份1:(10‑20)在反应釜中混合，维持搅拌20‑30min，形成溶胀体系；基于所述层状硅酸盐的质量，将上述溶胀体系在70‑80℃下加入1‑10%的插层剂，30‑35Hz下搅拌反应10‑12h，之后基于所述层状硅酸盐的质量加入1‑2%的非离子型表面活性剂，继续反应4‑6h，得到插层反应体系；基于上述插层反应体系的体积，加入20‑30％的含镁铝的水滑石浆液，于60‑65℃反应3‑5h，得到所述纳米无机相；所述的纳米无机相的聚集体，具有在其它基体中再分散特性;所述含镁铝的水滑石浆液是采用水溶性镁盐和铝盐以及2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸的混合物在碱性条件下经共沉淀而得到；所述丙烯酰胺单体为结晶型单体；所述插层反应体系中，层状硅酸盐插层片层间距为2‑4nm，且所述纳米无机相的聚集体的平均粒径为0.9‑1.5微米。