[发明专利]AM/AA/N‑β‑CD聚合物‑离子液[bquin]BF4复合粘土稳定剂及其合成方法

摘要

本发明涉及一种石油工业用于抑制粘土水化膨胀的聚合物‑离子液复合粘土稳定剂及其合成方法。单六位烯丙胺基β‑环糊精、丙烯酰胺和丙烯酸在水溶液中，pH为7、35℃下，过硫酸铵和亚硫酸氢钠引发，反应8小时后用无水乙醇提纯，烘干得聚合物；喹啉与溴代正丁烷60℃回流48小时，得溴化1‑正丁基‑喹啉盐，再与氟硼酸钠在乙腈中搅拌3天，经过滤、旋蒸、干燥得四氟硼酸1‑正丁基‑喹啉盐([bquin]BF4)。聚合物与[bquin]BF4在50℃下回流4小时，得聚合物‑离子液复合物。本聚合物‑离子液复合物具有良好的水溶性、稳定性及抑制粘土膨胀能力，对膨润土的防膨率可达90.3％。

主权项

AM/AA/N‑β‑CD聚合物‑离子液[bquin]BF4复合粘土稳定剂，其特征在于：该复合粘土稳定剂是由包含丙烯酰胺代号AM、丙烯酸代号AA、单六位烯丙胺基β‑环糊精代号N‑β‑CD三种结构单元的AM/AA/N‑β‑CD三元共聚物与离子液四氟硼酸1‑丁基‑喹啉盐代号[bquin]BF4通过复合反应形成；所述单体N‑β‑CD的制法：在单口烧瓶中加入一定量1.5％的氢氧化钠溶液，降至室温后，加入0.05molβ‑环糊精搅拌至澄清后，加入由30mL乙腈溶液稀释的0.05mol对甲苯磺酰氯，在常温20～25℃下搅拌反应2小时，反应完全后，将溶液置于冰箱中冷藏一晚，真空抽滤，得白色固体OTs‑β‑CD，并在45℃烘箱中烘12小时；将2mmol OTs‑β‑CD溶于过量的烯丙基胺中，完全溶解后加入少量对苯二酚，于80℃下回流反应2天，反应结束后，旋蒸去过量的烯丙基胺，再用二甲基甲酰胺溶解产物，在大量的丙酮中沉淀，真空抽滤，重复3次后得目标产物所述的单六位烯丙胺基β‑环糊精代号N‑β‑CD，产物在45℃烘箱中烘12小时；所述AM/AA/N‑β‑CD聚合物制法：在250ml三颈烧瓶先称取6.6800g的AM、3.0000g的AA、0.0200g的N‑β‑CD单体，配成单体总质量百分浓度为20％的水溶液，用NaOH溶液调节pH为7，通氮气20min；然后加入引发剂过硫酸铵溶液和亚硫酸氢钠溶液，过硫酸铵和亚硫酸氢钠摩尔比为1:1，引发剂加入量为单体总质量的0.5％，继续通入氮气10‑20min，在温度35℃下反应4‑8h；最后用无水乙醇洗涤三次，粉碎、烘干、制得所述AM/AA/N‑β‑CD三元聚合物；所述离子液[bquin]BF4制法：0.05mol喹啉与0.05mol溴代正丁烷在60℃下回流48小时，100mL×3乙酸乙酯洗涤产品，生成酒红色溴化1‑正丁基‑喹啉盐代号[bquin]Br；0.05mol[bquin]Br与0.05mol氟硼酸钠溶于乙腈，在60℃下搅拌回流3天进行离子交换，过滤掉生成的白色固体，旋转蒸发除去乙腈溶剂，50℃真空干燥10小时得淡黄色所述四氟硼酸1‑正丁基‑喹啉盐([bquin]BF4)；所述AM/AA/N‑β‑CD聚合物‑离子液[bquin]BF4复合物制法：100mL质量浓度为0.5％的所述AM/AA/N‑β‑CD溶液与100mL质量浓度为1.2％的所述的[bquin]BF4溶液在50℃下回流2‑4h，发生复合反应生成所述的AM/AA/N‑β‑CD聚合物‑离子液[bquin]BF4复合粘土稳定剂。