【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及材料表面改性领域，具体是一种快速在粘土材料表面形成稳定疏水层的材料改性方法及其应用。
技术介绍
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技术介绍
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1、粘土是一种大自然常见的物质，广泛分布于地层中，同时，粘土还是一种非常实用的建筑材料。粘土材料中如蒙脱石等是由独特的层状结构组成，在与水接触时，会发生吸水膨胀，水分子在材料层状结构中间聚集，导致其层间距增大，使材料本身体积增大，结构不稳定，在油井钻探、道路施工等过程中容易引发裂缝，甚至坍塌。粘土材料表面疏水改性是解决粘土在水环境中稳定性的一个有效方法。通过在粘土表面嫁接或者改性疏水基团，在水环境和粘土结构中形成空气间隙，使环境中的水难以进入到粘土层间中，防止粘土体积膨胀和结构变化。在钻井开采、道路施工等领域，如何快速无死角的在粘土表面形成疏水改性结构是研究的热点。粘土材料表面疏水改性方法主要有化学法和物理法，物理法是聚合物改性剂通过静电力和范德华力等包覆在粘土材料表面，利用高分子聚合物的低表面能特性，达到粘土材料表面疏水的目的，化学法是利用粘土材料表面的化学结构与有机官能团形成化学键合，使高分子聚合物嫁接在粘土材料表面，形成疏水结构，由于形成化学键合，疏水层与粘土材料表面结合力更强，疏水效果更加稳定。中国石油化工股份有限公司将粘土疏水改性应用于防止钻井过程中的防止塌方功能，专利cn109971439b和cn109971438b公布了通过制备疏水改性的淀粉溶液，形成钻井液，在钻井过程中改性井壁粘土，达到防止水化塌方的目的。汉高股份有限及两合公司专利cn109563313b采用一种基于季铵的化
技术实现思路
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1、本专利技术的目的就是为了解决现有问题，而提供一种粘土材料表面快速疏水改性方法及其应用。本申请通过气相化学法，可以在短时间内在粘土表面修饰一层疏水改性层，且均匀的在粘土材料表面生长改性层，可以完全包覆在粘土表面，不会存在缺陷，另外，化学键结合疏水基团，结构相对稳定，可以保证疏水特性可以长时间稳定存在。
2、为了实现以上技术目的，本专利技术的技术措施如下：
3、一种粘土材料表面快速疏水改性方法，所述的改性方法为气体状态聚合物单体在粘土材料表面发生快速聚合，形成疏水改性层，其改性方法包括以下步骤：
4、步骤一，将聚合物单体的分别放置于单独的腔体内，一个进气管路和一个出气管路与各腔体相连，形成并联结构；
5、步骤二，分别给各聚合物单体所在腔体进行加热，形成气态聚合物单体；
6、步骤三，在进气口通入还原性气体，将形成的气态聚合物单体混合并经过出气口到达粘土材料表面，与粘土表面羟基发生反应，并发生聚合反应，在粘土材料表面形成疏水改性层，达到粘土材料表面快速疏水改性的目的。
7、作为优选，所述粘土材料为粘土块体。
8、作为优选，所述步骤一中聚合物单体为有两个或三个氯原子取代的硅烷结构的一种，比如或者其中r1，r2，r3为氢原子或者烷基基团(甲基，乙基，丙级，异丙基等)。
9、作为优选，所述步骤二中加热温度最低为低于聚合物单体的沸点30℃，最高为其沸点。
10、作为优选，所述步骤三中的还原气体为氨气、氢气、氮气/氢气混合气中的一种或多种混合。
11、作为优选，所述氮气/氢气混合气为氮气占95％，氢气占5％。
12、本专利技术还提供一种改性材料在包括钻井、修路、架桥领域中的应用。
13、本专利技术的有益效果在于：
14、1、本专利技术方法方便快捷，可以在短时间内在粘土表面修饰一层疏水改性层，防止粘土中蒙脱石等组分吸收空气中水分，引起其结构不稳定。
15、2、本专利技术中气态改性方法可以均匀的在粘土材料表面生长改性层，可以完全包覆在粘土表面，不会存在缺陷。
16、3、本方法获得的改性基团是化学键结合，结构相对稳定，可以保证疏水特性可以长时间稳定存在。
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1.一种粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于，所述的改性方法为气体状态聚合物单体在粘土材料表面发生快速聚合，形成疏水改性层，其改性方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于：所述粘土材料为粘土块体。
3.根据权利要求1所述的粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于：所述步骤一中聚合物单体为有两个或三个氯原子取代的硅烷结构的一种，比如或者其中R1，R2，R3为氢原子或者烷基基团。
4.根据权利要求1所述的粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于：所述步骤二中加热温度最低为低于聚合物单体的沸点30℃，最高为其沸点。
5.根据权利要求1所述的粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于：所述步骤三中的还原气体为氨气、氢气、氮气/氢气混合气中的一种或多种混合。
6.根据权利要求5所述的粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于：所述氮气/氢气混合气为氮气占95％，氢气占5％。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述方法制备的改性材料在包括钻井、修路、架桥领域中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于，所述的改性方法为气体状态聚合物单体在粘土材料表面发生快速聚合，形成疏水改性层，其改性方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于：所述粘土材料为粘土块体。
3.根据权利要求1所述的粘土材料表面快速疏水改性方法，其特征在于：所述步骤一中聚合物单体为有两个或三个氯原子取代的硅烷结构的一种，比如或者其中r1，r2，r3为氢原子或者烷基基团。
4.根据权利要求1所述的粘土...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊伟，胡锦源，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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