一种聚醚胺基壳聚糖及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种聚醚胺基壳聚糖，具有式I所示的结构；式I中，a为1200～3100，m为1～16，n为1～2，o为0～4，p为2～3。本发明专利技术提供了一种上述技术方案所述聚醚胺基壳聚糖的制备方法，包括：将壳聚糖、碱性化合物、脲类化合物和水进行混合，得到混合物；将所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物进行反应，得到中间产物；将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基壳聚糖。本发明专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖具有较好的抑制性能和降滤失性能。本发明专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖可应用于钻井液中，在钻井液中添加本发明专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖能够使钻井液具有较好的抑制性能和降滤失性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚醚胺基壳聚糖及其制备方法和应用
本专利技术涉及壳聚糖
，尤其涉及一种聚醚胺基壳聚糖及其制备方法和应用。
技术介绍
壳聚糖是甲壳素脱去乙酰基后生成的衍生物，是一种含有胺基的多糖，呈碱性，壳聚糖无毒性、具有良好的生物相容性和生物可降解性，得到了研究者的广泛关注，研究表明，壳聚糖分子链上含有大量的羟基、胺基等活性基团，这些活性基团的存在使其很容易进行衍生改性，因而基于壳聚糖及其衍生物制备的功能材料越来越受人们关注；壳聚糖的改性研究大量集中在向壳聚糖分子中引入亲水基团来增加其溶解性能，壳聚糖分子中的2位胺基和6位羟基是化学反应的主要活性位，2位胺基的活性要大于6位羟基的活性，因此直接在2位胺基上引入特定基团可得到特定性能的壳聚糖衍生物。壳聚糖及其衍生物在众多领域得到了广泛的应用，但在钻井液中的应用较少，如申请号为201410044923.7的中国专利提供了一种壳聚糖接枝共聚物絮凝-杀菌剂的制备方法，这种方法制备得到的壳聚糖接枝共聚物絮凝-杀菌剂可用于循环冷却水、造纸污水、生活污水、钻井液中的杀菌处理，能够杀灭水体中的病毒、细菌、藻类浮游物并随水体中的胶体、悬浮颗粒凝聚沉降下来；申请号为201410062056.X的中国专利提供了一种壳聚糖衍生物，这种壳聚糖衍生物包括羧甲基壳聚糖为主链以及接枝在主链上的多巴胺基团，这种壳聚糖衍生物在钻井过程中能够起到稳定井壁的作用。虽然现有技术中的壳聚糖衍生物能够应用于钻井液中，但是这些壳聚糖衍生物的抑制性能以及降滤失性能较差，限制了钻井液的广泛应用；因此，目前市场上急需一种抑制性能和降滤失性能较好的壳聚糖衍生物。专利技术内容有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚醚胺基壳聚糖及其制备方法和应用，本专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖具有较好的抑制性能和降滤失性能。本专利技术提供了一种聚醚胺基壳聚糖，具有式I所示的结构：式I中，a为1200～3100，m为1～16；n为1～2，o为0～4，p为2～3。优选的，所述式I中，a为2000～2500，m为5～10。本专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖在壳聚糖上引入聚醚胺基，这种聚醚胺基壳聚糖具有较好的抑制性能和降滤失性能。实验结果表明，质量浓度为1％的本专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖水溶液在150℃下高温滚动16小时，页岩一次回收率＞96％，页岩相对回收率＞98％；将本专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖加入到钻井液基浆中能够使钻井液基浆的中压滤失量降低82％～86％，高温高压滤失量降低82％～86％。本专利技术提供了一种上述技术方案所述的聚醚胺基壳聚糖的制备方法，包括：将壳聚糖、碱性化合物、脲类化合物和水混合，得到混合物，所述壳聚糖具有式II所示的结构：式II中，a为1200～3100；将所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物进行反应，得到中间产物；所述氯代醇类化合物包括氯乙醇或氯丙醇；所述二醇类化合物包括乙二醇或聚乙二醇；所述氯代环氧化物包括环氧氯丙烷或1,2-环氧氯丁烷；将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基壳聚糖；所述有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。优选的，所述壳聚糖、碱性化合物、脲类化合物、水、氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物和有机胺的质量比为(16～20):(3～6):(1～3):(120～200):(10～15):(10～15):(6～10):(8～12)。优选的，所述脲类化合物包括尿素、硫脲或磷酸脲。优选的，所述氯代醇类化合物为氯乙醇。优选的，所述二醇类化合物为聚乙二醇。优选的，所述氯代环氧化物为环氧氯丙烷。优选的，所述有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。本专利技术提供的方法制备得到的聚醚胺基壳聚糖具有较好的抑制性能和降滤失性能。此外，本专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖的制备方法工艺简单，反应条件温和，便于操作。本专利技术提供了一种聚醚胺基壳聚糖在钻井液中的应用，所述聚醚胺基壳聚糖为上述技术方案所述的聚醚胺基壳聚糖，或上述技术方案所述的方法制备得到的聚醚胺基壳聚糖。在本专利技术中，所述聚醚胺基壳聚糖具有较好的抑制性能和降滤失性能，这种聚醚胺基壳聚糖能够应用于钻井液中，可作为钻井液的页岩抑制剂和降滤失剂使用，在钻井液中添加这种聚醚胺基壳聚糖能够使钻井液具有较好的抑制性能和降滤失性能。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种聚醚胺基壳聚糖，具有式I所示的结构：式I中，a为1200～3100，m为1～16；n为1～2，o为0～4，p为2～3。在本专利技术的实施例中，所述式I中a为2000～2500；在其他的实施例中，所述式I中a为2200～2300。在本专利技术的实施例中，所述式I中的m为5～10；在其他的实施例中，所述式I中的m为6～8。在本专利技术的实施例中，所述聚醚胺基壳聚糖的数均分子量为500000～1500000；在其他的实施例中，所述聚醚胺基壳聚糖的数均分子量为800000～1200000；在另外的实施例中，所述聚醚胺基壳聚糖的数均分子量为900000～1000000。本专利技术提供的聚醚胺基壳聚糖具有较好的抑制性能和降滤失性能。本专利技术提供了一种上述技术方案所述的聚醚胺基壳聚糖的制备方法，包括：将壳聚糖、碱性化合物、脲类化合物和水混合，得到混合物，所述壳聚糖具有式II所示的结构：式II中，a为1200～3100；将所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物进行反应，得到中间产物；所述氯代醇类化合物包括氯乙醇或氯丙醇；所述二醇类化合物包括乙二醇或聚乙二醇；所述氯代环氧化物包括环氧氯丙烷或1,2-环氧氯丁烷；将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基壳聚糖；所述有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。本专利技术对所述混合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的混合技术方案，将壳聚糖、碱性化合物、脲类化合物和水混合均匀，使壳聚糖溶解即可。在本专利技术的实施例中，可以在搅拌的条件下将壳聚糖、碱性化合物、脲类化合物和水进行混合。得到混合物后，本专利技术将所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物进行反应，得到中间产物。在本专利技术的实施例中，所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物反应的温度为95℃～150℃；在其他的实施例中，所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物反应的温度为100℃～140℃；在另外的实施例中，所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物反应的温度为110℃～130℃。在本专利技术的实施例中，所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物反应的时间为2小时～5小时；在其他的实施例中，所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物反应的时间为3小时～4小时。得到中间产物后，本专利技术将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基壳聚糖。在本专利技术的实施例中，所述中间产物和有机胺反应的温度为60℃～110℃；在其他的实施例中，所述中间产物和有机胺反应的温度为70℃～100℃；在另外的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚醚胺基壳聚糖，具有式I所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种聚醚胺基壳聚糖，具有式I所示的结构：式I中，a为1200～3100，m为1～16，n为1～2，o为0～4，p为2～3。2.根据权利要求1所述的聚醚胺基壳聚糖，其特征在于，所述式I中，a为2000～2500，m为5～10。3.一种权利要求1或2所述的聚醚胺基壳聚糖的制备方法，包括：将壳聚糖、碱性化合物、脲类化合物和水混合，得到混合物，所述壳聚糖具有式II所示的结构：式II中，a为1200～3100；将所述混合物和氯代醇类化合物、二醇类化合物、氯代环氧化物进行反应，得到中间产物；所述氯代醇类化合物包括氯乙醇或氯丙醇；所述二醇类化合物包括乙二醇或聚乙二醇；所述氯代环氧化物包括环氧氯丙烷或1,2-环氧氯丁烷；将所述中间产物和有机胺进行反应，得到聚醚胺基壳聚糖；所述有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：司西强，王中华，魏军，吕跃滨，高小芃，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11