一种自组装纳米粒子复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种自组装纳米粒子复合材料及其制备方法和应用。该复合材料通过季铵盐、两亲性嵌段聚合物、醇和溶剂的自组装得到，其中季铵盐的结构通式为式I，两亲性嵌段聚合物的结构通式为式II，醇的结构通式为R5‑

【技术实现步骤摘要】
C
20
的直链烷基。
[0011]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，所述季铵盐选自十烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。
[0012]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，所述两亲性嵌段聚合物选自泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、泊洛沙姆338和泊洛沙姆124中的一种或多种。
[0013]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，R5为C
1-C8的直链烷基。
[0014]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，所述醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或多种。
[0015]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，所述溶剂为去离子水。
[0016]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，季铵盐的用量为0.1-2重量％，优选为0.15-1重量％，更优选为0.2-0.5重量％；两亲性嵌段聚合物的用量为1-5重量％，优选为2-4重量％，更优选为2-3重量％；醇的用量为0.1-2重量％，优选为0.1-1.5重量％，更优选为0.2-1.3重量％；溶剂的用量为91-98.8重量％，优选为93.5-97.75重量％，更优选为为95.2-97.6重量％。
[0017]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，制备得到的自组装纳米粒子复合材料中包括具有核壳结构的纳米粒子。更优选地，所述纳米粒子的外壳具有亲水性，内核具有疏水性。更优选地，所述纳米粒子优选为球形或类球形，更优选地，所述纳米粒子的直径为20-40nm。
[0018]本专利技术第二方面提供了一种自组装纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019]步骤A：将去离子水、季铵盐和两亲性嵌段聚合物混合，得到混合溶液；
[0020]步骤B：将所述混合溶液与醇进行混合。
[0021]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，在步骤A中，混合的时间优选为15-60min，更优选为20-40min。
[0022]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，在步骤B中，混合的时间优选为5-15min。
[0023]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，季铵盐的结构通式为式I，两亲性嵌段聚合物的结构通式为式II，醇的结构通式为R
5-OH；
[0024][0025]式I中，R1、R2、R3、R4相同或不同，各自独立地为C
1-C
30
的直链烷基；X选自卤素；
[0026]式II中，m、n为30-150的整数；
[0027]R5为C
1-C
10
的直链烷基。
[0028]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，式I中，R1、R2、R3、R4各自独立地为C
1-C
20
的直链烷基。
[0029]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，所述季铵盐选自十烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。
[0030]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，所述两亲性嵌段聚合物选自泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、泊洛沙姆338和泊洛沙姆124中的一种或多种。
[0031]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，R5为C
1-C8的直链烷基。
[0032]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，所述醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或多种。
[0033]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，所述溶剂为去离子水。
[0034]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式，以复合材料的总重量计，季铵盐的用量为0.1-2重量％；两亲性嵌段聚合物的用量为1-5重量％；醇的用量为0.1-2重量％；溶剂的用量为91-98.8重量％。
[0035]本专利技术第三方面提供了由上述的方法制备得到的自组装纳米粒子复合材料。
[0036]根据本专利技术所述的复合材料的一些实施方式，制备得到的自组装纳米粒子复合材料中包括具有核壳结构的纳米粒子；更优选地，所述纳米粒子的外壳具有亲水性，内核具有疏水性。更优选地，所述纳米粒子优选为球形或类球形，更优选地，所述纳米粒子的直径为20-40nm。
[0037]本专利技术第四方面提供了上述的自组装纳米粒子复合材料或根据上述的制备方法得到的自组装纳米粒子复合材料在压裂液中的应用。
[0038]本专利技术第五方面提供了一种压裂液，包括稠化剂、交联剂、粘土稳定剂、自组装纳米粒子复合材料和水，以及任选的助排剂，其中，所述自组装纳米粒子复合材料为上述的自组装纳米粒子复合材料或根据上述的制备方法得到的自组装纳米粒子复合材料。
[0039]根据本专利技术所述的压裂液的一些实施方式，以压裂液的总重量计，稠化剂的用量为0.3-0.5重量％，优选为0.5-0.15重量％；自组装纳米粒子复合材料的用量为0.1-5重量％，优选为0.5-3重量％；交联剂的用量为0.1-0.3重量％，优选为0.15-0.25重量％；粘土稳定剂的用量为0.1-0.5重量％，优选为0.2-0.4重量％；水的用量为93.5-99.4重量％，优选为96.05-98.6重量％；助排剂的用量为0-0.2重量％，优选为0.05-0.15重量％。
[0040]根据本专利技术所述的压裂液的一些实施方式，所述交联剂可以为本领域常规的交联剂，例如选自有机锆、有机硼和疏水缔合交联剂中的一种或多种。
[0041]根据本专利技术所述的压裂液的一些实施方式，所述粘土稳定剂可以为本领域常规的粘土稳定剂，例如选自有机粘土稳定剂、无机粘土稳定剂和复合型粘土稳定剂中的一种或多种。
[0042]根据本专利技术所述的压裂液的一些实施方式，所述助排剂可以为本领域常规的助排剂，例如选自氟碳助排剂、碳助排剂和复合助排剂中的一种或多种。
[0043]根据本专利技术所述的压裂液的一些实施方式，所述稠化剂可以为本领域常规的稠化剂，例如选自聚合物稠化剂、胍胶和田菁胶中的一种或多种。
[0044]本专利技术的有益效果：
[0045]在本专利技术中，通过自组装的方法制备一种自组装纳米粒子复合材料，使用该复合材料制备的压裂液，可降低压裂液的界面张力，降低毛细管力，启动残余油，从而提高驱油效果。同时，该纳米粒子具备大体积疏水内腔(内核)，可携带油溶性功能成分(稀释剂、催化剂、氧化剂等)进出孔喉，达到降黏目的。而且该自组装纳米粒子复合材料以及使用该自组装纳米粒子复合材料制备的压裂液具有优异的稳定性。
附图说明
[0046]图1为本专利技术实施例6至实施例9的制界面张力图；
[0047]图2为本专利技术实施例6至实施例9的降粘率图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自组装纳米粒子复合材料，通过季铵盐、两亲性嵌段聚合物、醇和溶剂的自组装得到，其中季铵盐的结构通式为式I，两亲性嵌段聚合物的结构通式为式II，醇的结构通式为R
5-OH；式I中，R1、R2、R3、R4相同或不同，各自独立地为C
1-C
30
的直链烷基；X选自卤素；式II中，m、n为30-150的整数；R5为C
1-C
10
的直链烷基。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，式I中，R1、R2、R3、R4各自独立地为C
1-C
20
的直链烷基；更优选地，所述季铵盐选自十烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述两亲性嵌段聚合物选自泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、泊洛沙姆338和泊洛沙姆124中的一种或多种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合材料，其特征在于，R5为C
1-C8的直链烷基；优选地，所述醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或多种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合材料，其特征在于，所述溶剂为去离子水。6.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，姚奕明，贾文峰，杜涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：