[发明专利]可形成包含共聚物的凝胶的组合物以及可用的共聚物

说明书

本发明的一个主题为一种可形成包含共聚物的凝胶的组合物。所述组合物为含水组合物，且所述共聚物为星型共聚物。本发明的另一个主题为可用的共聚物，具体是用于这些组合物的共聚物。

凝胶形式的组合物用于各行业，例如天然气和油田的开采行业、化妆品行业、家庭护理产品行业以及涂料特别是油漆行业。

为了制得凝胶，已知在含水制剂中使用称为缔合聚合物的两亲聚合物。还已知使用称为粘弹性表面活性剂的某些表面活性剂。还已知使用聚离子聚合物和带相反电荷的化合物的组合。因此，在水中产生物理相互作用，导致形成凝胶。还已知使用具有化学交联的体系，例如瓜耳树胶或瓜耳树胶衍生物与含硼化合物例如硼砂的组合。所有的这些技术使得能制备具有不同性质的凝胶，所述性质例如有关可逆性、有关在各种温度、压力和pH条件下的行为、有关在各种剪切速率下的流变性质特别是凝胶的强度和/或产品的用量。

文献WO 01/16187描述了使用包含亲水嵌段和疏水嵌段的两亲二嵌段共聚物形成凝胶，其中所述亲水嵌段包含疏水单元。

文献WO 03/006532描述了使用阳离子桥连聚合物和包含核和在核外围的大分子支链的星型共聚物(微凝胶)形成凝胶，所述大分子支链各自包含聚丙烯酰胺或聚丙烯酸羟乙酯中性中间亲水嵌段和在pH为7下为阴离子的聚丙烯酸亲水外围嵌段。

此外，文献WO 00/02939描述了一种制备星型共聚物(或微凝胶)的方法以及制得的星型共聚物。该文献以非常通用的方式在第18页，第5-7行教导了星型共聚物在含水组合物中可用作流变控制剂。但是，该文献未公开凝胶的形成，也未确定可用作流变控制剂的共聚物或共聚物家族。在实施例中描述的共聚物包括聚合物有机核和由疏水均聚物(苯乙烯)或疏水无规共聚物(甲基丙烯酸异丁酯/甲基丙烯酸乙基己酯)制成的支链。各实施例未公开嵌段共聚物形式的支链。

文献WO 01/77198描述了另一种制备星型共聚物(或微凝胶)的方法以及制得的星型共聚物。该文献教导了产品的形状和形态变化多端(第22页)。该文献非常概括地在第24页，第15行教导了星型共聚物在组合物中可用作流变控制剂。该文献中描述的组合物通常为非含水组合物。在实施例中描述的共聚物包括聚合物有机核(基于甲基丙烯酸丁酯，通常为疏水的)和包含中间疏水嵌段(基于甲基丙烯酸丁酯)和亲水外围嵌段(基于甲基丙烯酸)的二嵌段共聚物支链。这些共聚物不能在含水介质中制备凝胶。

文献WO 2004/014535描述了一种制备星型共聚物(或微凝胶)的方法以及制得的星型共聚物。所述共聚物包括聚合物有机核和聚合物支链，如果需要，可包括各种单体的组合，以调节某些性质。单体的组合见述于第21页，第16-27行。该文献未描述这些组合的具体排列。在实施例中描述的共聚物包括聚合物有机核(基于丙烯酰胺)和丙烯酰胺均聚物支链，或者聚合物有机核(基于丙烯酸丁酯)和丙烯酸丁酯均聚物支链。

仍在寻找可形成具有不同性质的凝胶的新型体系，所述性质例如有关可逆性、有关在各种温度、压力和pH条件下的行为、有关在不同剪切速率下的流变性质特别是凝胶的强度和/或有关产品的用量。因此，可调节这些新型凝胶在各行业领域中的制剂的性质和/或使其易制备或使用。为了达到该效果，仍在寻找可提供这些改进的新型化合物。

因此，本发明提供了一种星型共聚物，所述共聚物包含核和在核外围的大分子支链，所述大分子支链各自包含：

-与核相连或至少部分包括在核内的中间嵌段A；和

-与嵌段A相连的外围嵌段B；

-嵌段A和B为这样的嵌段：

-嵌段A为亲水嵌段，嵌段B为疏水嵌段；或

-嵌段A为亲水嵌段，嵌段B为亲水、阳离子或潜阳离子嵌段。

所述新型星型共聚物可用于含水组合物，特别是用于形成凝胶，或者可以其他方式使用。

因此，本发明还提供了一种含水组合物，所述组合物包含：

-水；

-共聚物；和

-任选的至少一种表面活性剂。

本发明还提供了一种用于控制粘弹性凝胶形成的方法，所述方法包括以下步骤：

a)制备含水组合物，所述组合物包含：

-水；

-共聚物；和

-任选的表面活性剂；和

b)通过搅拌和/或加入表面活性剂和/或加热形成凝胶。

本发明还提供了包含共聚物、水和任选的表面活性剂的用于开采油矿或气矿的流体，最好是压裂液，或者共聚物和任选的表面活性剂在所述流体(优选压裂液)中的用途，或者在开采油矿或气矿的过程中上述方法的用途。

定义