[发明专利]一种氧化还原响应型智能缓蚀剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种氧化还原响应型智能缓蚀剂、制备方法及其应用，涉及油田金属智能防腐技术领域。其包括纳米容器和缓蚀药剂，纳米容器将缓蚀药剂包覆在其内部空间，纳米容器为含苯环和二硫键的中空介孔有机硅纳米容器，缓蚀药剂为2‑巯基苯并噻唑。其制备方法包括：首先制备含苯环和二硫键的中空介孔有机硅纳米容器；然后将纳米容器分散在饱和2‑巯基苯并噻唑的乙醇溶液中，进行缓蚀剂负载；离心清洗并真空干燥后即得。本发明智能缓蚀剂对氧化还原条件响应灵敏，制备方法简单，并且油田管道金属基材暴露在腐蚀环境中可实现缓蚀剂分子的主动和迅速释放。本发明在油井管道腐蚀防护和金属智能防腐涂层等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及油田金属智能防腐技术领域，特别涉及一种氧化还原响应型智能缓蚀剂、制备方法及其应用。

背景技术

随着我国多数油田的不断开采，很多油田已经进入生产开采的中后期阶段，为了提升油井产量，提高最终采收率，大多数油田采用注水驱采油技术。但是注水驱采油技术增加油井产量的同时，也会造成很严重的腐蚀问题，特别是注采(输)一体化交替生产模式的油井，在同一井筒条件下，注采(输)一体化交替生产模式的介质、流速、温度、溶解氧、硫化氢、二氧化碳、微生物等工况条件都不相同，注入和采出(输油)的腐蚀环境差别很大，这种交替的腐蚀环境给地面集输系统和井下管柱带来了严重的腐蚀，影响了油田正常的生产工作，并带来了极大的安全隐患。因此，为了减轻对采油设备及管道所造成的危害，必须采取一定的防腐技术，其中加入智能缓蚀剂是一种兼具适用范围广和成本低廉的有效措施。

直接将缓蚀剂分子加入到注水采油系统中，会导致缓蚀剂与采出油中的化学成分发生反应而失去活性，从而不能起到减缓和阻止注水采油系统腐蚀的目的。随着纳米科技的发展，智能缓蚀剂得到了人们广泛的关注。智能缓蚀剂是指一般采用纳米材料将缓蚀剂包覆在其内部空间，当金属材料发生腐蚀时，会在环境变化引起刺激响应，以释放缓蚀剂，从而减缓和阻止金属继续发生腐蚀。

现有技术有关智能缓蚀剂方面的研究报道主要有：

CN104725563A公开了一种具有智能pH值控制释放的缓蚀剂凝胶微球及其制备方法和应用，缓蚀剂凝胶微球是以环境pH值快速响应聚电解质为包覆材料，经一次聚合制备出具有环境pH值控制释放功能的缓蚀剂凝胶微球。具体是以丙烯酸(或甲基丙烯酸)，丙烯酰胺(或甲基丙烯酰胺)，N-N，亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为原料，通过溶液沉淀聚合制备出具有环境pH值控制释放功能的缓蚀剂凝胶微球。

CN104593779A公开了一种低pH可控释放的智能缓蚀剂的制备方法，低pH可控释放的智能缓蚀剂是由具有低pH响应性的水凝胶及具有缓蚀能力的缓蚀剂组成，即将缓蚀剂包覆于低pH敏感水凝胶中。可依据改变单体、交联剂的用量来调节pH敏感水凝胶溶胀度大小，从而控制缓蚀剂的释放速度。

上述现有技术中的智能缓蚀剂在减缓与金属发生腐蚀方面取得了一定的进步，然而其灵敏性还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的任务之一在于提供一种氧化还原响应型智能缓蚀剂，该智能缓蚀剂能够实现缓蚀剂的高负载量和氧化还原响应控制释放，能有效地阻止和减缓油田金属的腐蚀，具有较高的灵敏性。

其技术解决方案包括：

一种氧化还原响应型智能缓蚀剂，其包括纳米容器和缓蚀药剂，所述的纳米容器将所述的缓蚀药剂包覆在其内部空间，所述的纳米容器为含苯环和二硫键的中空介孔有机硅纳米容器，所述的缓蚀药剂为2-巯基苯并噻唑。

进一步的，上述的纳米容器为球形结构。

本发明的另一任务在于提供上述氧化还原响应型智能缓蚀剂的制备方法，其依次包括以下步骤：

S1、称取正硅酸乙酯作为前驱体，将其加入乙醇、去离子水和氨水的混合溶液中，在室温下搅拌反应；