一种脲酚醛树脂交联剂及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种脲酚醛树脂交联剂，由甲醛和苯酚在碱催化剂作用下反应后再加入尿素反应得到，其中，甲醛和苯酚的摩尔比为3‑4：1，苯酚和甲醛的摩尔数总量与尿素的摩尔比为4‑5：1，催化剂用量占甲醛、苯酚、尿素三者质量之和的0.2‑0.5%。采用尿素对酚醛树脂进行改性，合成脲酚醛树脂交联剂，一方面减少酚醛树脂交联剂中活性基团的数量，防止脲酚醛树脂的固化，提高脲酚醛树脂的稳定性，另一方面，用尿素对酚醛树脂进行改性，使尿素过量，消耗掉过量的甲醛，在储存、运输、使用过程中不释放出甲醛，达到环保的要求。

A urea phenolic resin crosslinker and its synthesis method

The invention provides a urea phenolic resin crosslinking agent by phenol and formaldehyde in alkali catalyzed reaction after adding urea reaction, the molar ratio of formaldehyde and phenol was 3 4:1, the mole ratio of phenol and formaldehyde molar amount and urea were 4 5:1, catalytic agent for formaldehyde and phenol urea, three quality and 0.2 0.5%. The modified phenolic resin of urea, urea synthesis of phenolic resin crosslinking agent, on the one hand to reduce the number of active groups in phenolic resin crosslinker, prevent the curing of urea phenol formaldehyde resin, urea formaldehyde resin to improve the stability, on the other hand, modified phenolic resin with urea, urea in excess, consume excess formaldehyde, in storage, transportation and use of the process does not release formaldehyde, meet the requirements of environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种脲酚醛树脂交联剂及其合成方法
本专利技术属于油田化学
，具体涉及一种脲酚醛树脂交联剂及其合成方法。
技术介绍
针对长庆油田非均质性严重、有裂缝和大孔道或层内渗透率相差较大的油层，用聚合物凝胶调剖剂处理井筒附近地层，能够有效封堵所选地层，提高注水井的注入压力。酚醛树脂交联的聚合物凝胶调剖剂具有很好的抗温性和流动性，使用温度可达90℃，不易受油藏中矿物质物理化学作用的影响，凝胶强度易控制，可以长时间保持流动性和注入能力。它在地层中具有动态波及效果，并可扩大波及体积和提高驱油效率，满足长庆油田注水井调剖的要求。聚合物凝胶调剖剂的交联剂一般选择酚醛树脂，但酚醛树脂交联剂存在两个缺点：一是酚醛树脂交联剂分子中存在较多的活性基团，在高温下存放时间过长，可能引起后续的固化反应，失去交联性能；二是酚醛树脂溶液中存在反应剩余的甲醛，使得酚醛树脂交联剂在储存、运输、使用过程中存在环境污染的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的上述技术问题，提高脲酚醛树脂交联剂的稳定性，同时提高环保性。为此，本专利技术提供了一种脲酚醛树脂交联剂，由甲醛和苯酚在碱催化剂作用下反应后再加入尿素反应得到，其中，甲醛和苯酚的摩尔比为3-4：1，苯酚和甲醛的摩尔数总量与尿素的摩尔比为4-5：1，催化剂用量占甲醛、苯酚、尿素三者质量之和的0.2-0.5%。所述碱催化剂为氢氧化钠。本专利技术还提供了一种脲酚醛树脂交联剂的合成方法，包括以下步骤：步骤1）先将配方量的苯酚倒入反应器中，将碱催化剂分为两份，两份质量比为2:1，再将较多一份碱催化剂用水溶解后加入反应器中，之后反应器放入70-90℃的恒温水浴中，搅拌反应15-25min；步骤2）将配方量的甲醛分为质量比为4:1的两份，加入较大份甲醛于反应器中，在70-90℃的恒温水浴中继续搅拌反应35-40min；步骤3）将另一份碱催化剂用水溶解后加入反应器中，在70-90℃的恒温水浴中搅拌反应15-25min；步骤4）将另一份甲醛加入反应器中，在90℃恒温水浴中搅拌反应15-25min；步骤5）加入配方量的尿素，在90℃恒温水浴中搅拌反应15-25min，得到橙红色的液体，干燥即得。甲醛和苯酚的摩尔比为3:1，催化剂用量占甲醛、苯酚、尿素三者质量之和的0.3%，苯酚和甲醛的摩尔数总量与尿素的摩尔比为4.2：1。本专利技术还提供了一种调剖剂，包括脲酚醛树脂交联剂，还包括阳离子聚丙烯酰胺和水，其中，三者的质量百分数分别为：阳离子聚丙烯酰胺0.15%-0.6%，脲酚醛树脂交联剂0.2-0.3%，其余为水。所述阳离子聚丙烯酰胺阳离子聚合度大于10%，相对分子量大于500万。本专利技术的有益效果是：本专利技术用尿素对酚醛树脂进行改性，合成脲酚醛树脂交联剂，一方面减少酚醛树脂交联剂中活性基团的数量，防止脲酚醛树脂的固化，提高脲酚醛树脂的稳定性，另一方面，用尿素对酚醛树脂进行改性，使尿素过量，消耗掉过量的甲醛，在储存、运输、使用过程中不释放出甲醛，达到环保的要求。该脲酚醛树脂交联剂水溶解度大于25%，游离甲醛含量为0.80%，与阳离子聚丙烯酰胺交联形成凝胶型调剖剂，4～5天形成高形变凝胶，凝胶强度最高达到300000mPa·s。下面将做进一步详细说明。具体实施方式实施例1：本实施例提供了一种脲酚醛树脂交联剂，由甲醛和苯酚在碱催化剂作用下反应后再加入尿素反应得到，其中，甲醛和苯酚的摩尔比为3-4：1，苯酚和甲醛的摩尔数总量与尿素的摩尔比为4-5：1，催化剂用量占甲醛、苯酚、尿素三者质量之和的0.2-0.5%。本专利技术用尿素对酚醛树脂进行改性，合成脲酚醛树脂交联剂，一方面减少酚醛树脂交联剂中活性基团的数量，防止脲酚醛树脂的固化，提高脲酚醛树脂的稳定性，另一方面，用尿素对酚醛树脂进行改性，使尿素过量，消耗掉过量的甲醛，在储存、运输、使用过程中不释放出甲醛，达到环保的要求。实施例2：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种脲酚醛树脂交联剂的合成方法，包括以下步骤：步骤1）先将配方量的苯酚倒入反应器中，将碱催化剂分为两份，两份质量比为2:1，再将较多一份碱催化剂用水溶解后加入反应器中，之后反应器放入70-90℃的恒温水浴中，搅拌反应15-25min；步骤2）将配方量的甲醛分为质量比为4:1的两份，加入较大份甲醛于反应器中，在70-90℃的恒温水浴中继续搅拌反应35-40min；步骤3）将另一份碱催化剂用水溶解后加入反应器中，在70-90℃的恒温水浴中搅拌反应15-25min；步骤4）将另一份甲醛加入反应器中，在90℃恒温水浴中搅拌反应15-25min；步骤5）加入配方量的尿素，在90℃恒温水浴中搅拌反应15-25min，得到橙红色的液体，干燥即得。（1）苯酚与甲醛摩尔比对脲酚醛树脂交联剂水溶性的影响由于甲醛具有刺激气味，且随着甲醛加量的增加，反应激烈，不易控制，选择甲醛：苯酚摩尔比分别为1.5，2，3，4进行实验，在20℃下测量脲酚醛树脂交联剂的溶解度，见表1。表1不同甲醛苯酚摩尔比下脲酚醛树脂交联剂的溶解度如表1所示，随着甲醛与苯酚摩尔比增大，水溶性先增加后减少，原因是羟甲基酚增多，溶解度增加，但随着羟甲基酚分子浓度增大，分子间发生缩聚反应出现体型结构，使水溶性下降。一般甲醛加量不宜过多，过多的甲醛未参加反应，易造成环境的影响。甲醛、苯酚摩尔比为3：1最佳。（2）催化剂对脲酚醛树脂交联剂水溶性的影响选用NaOH作催化剂进行实验，测定不同催化剂用量下脲酚醛树脂交联剂的溶解度，见表2。表2催化剂加量对脲酚醛树脂交联剂水溶性的影响一般说来，脲酚醛树脂交联剂的缩聚程度不高，若使用的催化剂碱性越强，生成的脲酚醛树脂交联剂分子上羟甲基的含量越高，适当增加催化剂的用量，也有助于羟甲基酚的生成，提高脲酚醛树脂交联剂的水溶性。（3）反应温度对脲酚醛树脂交联剂水溶性的影响随着温度升高，合成的脲酚醛树脂交联剂会进一步进行聚合，由线性脲酚醛树脂变成体型脲酚醛树脂，从而影响水溶性，选择50℃，60℃，70℃，80℃，90℃进行实验，测定脲酚醛树脂交联剂的溶解度，见表3。表3反应温度对脲酚醛树脂交联剂溶解度的影响如表3所示，70℃合成的脲酚醛树脂交联剂水溶性最好，但考虑到催化剂大量放热及工业合成等客观条件的影响，最高温度不超过90℃，但尽量维持在70℃进行实验。反应温度越低，自缩聚反应速率越缓慢；当温度超过90℃时，多元羟甲基苯酚很快缩聚并形成体型结构，胶液黏度急剧上升，同时转变为不溶于水的脲酚醛树脂。（4）反应时间对脲酚醛树脂交联剂水溶性的影响虽然甲醛与苯酚的加成反应速率远大于多元羟甲基苯酚的缩聚反应速率，但是为了获得水溶性的甲阶脲酚醛树脂，反应温度和时间必须严格控制。反应时间对脲酚醛树脂交联剂水溶性的影响见表4。该反应时间是指整个合成过程的总反应时间。表4反应时间对脲酚醛树脂交联剂溶解度的影响如表4所示，通过合理控制反应时间，可以提高脲酚醛树脂交联剂的水溶性。控制反应时间为120min可以得到良好水溶性的脲酚醛树脂交联剂。（5）尿素加量对脲酚醛树脂交联剂水溶性的影响选择（苯酚+甲醛）：尿素的摩尔比分别为3.5，4，4.2，4.5，5进行实验。测定合成的脲酚醛树脂交联剂的溶解性，见表5。表5尿素对脲酚醛树脂交联剂溶解度的影响如表5所示，尿素用量不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脲酚醛树脂交联剂，其特征在于：由甲醛和苯酚在碱催化剂作用下反应后再加入尿素反应得到，其中，甲醛和苯酚的摩尔比为3‑4：1，苯酚和甲醛的摩尔数总量与尿素的摩尔比为4‑5：1，催化剂用量占甲醛、苯酚、尿素三者质量之和的0.2‑0.5%。

【技术特征摘要】
1.一种脲酚醛树脂交联剂，其特征在于：由甲醛和苯酚在碱催化剂作用下反应后再加入尿素反应得到，其中，甲醛和苯酚的摩尔比为3-4：1，苯酚和甲醛的摩尔数总量与尿素的摩尔比为4-5：1，催化剂用量占甲醛、苯酚、尿素三者质量之和的0.2-0.5%。2.根据权利要求1所述的一种脲酚醛树脂交联剂，其特征在于：所述碱催化剂为氢氧化钠。3.根据权利要求1所述的一种脲酚醛树脂交联剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）先将配方量的苯酚倒入反应器中，将碱催化剂分为两份，两份质量比为2:1，再将较多一份碱催化剂用水溶解后加入反应器中，之后反应器放入70-90℃的恒温水浴中，搅拌反应15-25min；步骤2）将配方量的甲醛分为质量比为4:1的两份，加入较大份甲醛于反应器中，在70-90℃的恒温水浴中继续搅拌反应35-40min；步骤3）将另一份碱催化剂用水溶解后加入反应器中，在70-...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭俊领，王石头，马丽萍，刘笑春，杨棠英，毕卫宇，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11