流变改进剂组合物及其使用方法

专利名称：流变改进剂组合物及其使用方法
技术领域：
本发明涉及用于水性介质的流变改进剂聚合物。该组合物包含阳离子聚合物或可被阳离子化的聚合物以及阴离子聚合物。该组合物的 电势(zeta potential)不等于零。 本发明具有多种用途，例如用于地下岩层的处理液、清洁组合物和亲水化个人护理配制物，其可以为洗手皂或洗体皂(液体或条状)、唇膏、沐浴露、卸妆水、皮肤清洁剂、头发调理剂、皮肤或头发增湿剂的形式。
背景技术：
一直存在这样一种尚待解决的需求,需要能够对水性介质的流变性能和美学性能加以改进的聚合物组合物。合成的流变改进剂聚合物通常属于以下四种类型之一碱溶性乳液(“ASE”)聚合物、疏水改性的碱溶性乳液(“HASE”)聚合物、疏水改性的乙氧基化聚氨酯(“HEUR”)聚合物、以及疏水改性的非离子型多元醇(“HNP”)。HASE通常为在低pH下具有低粘度的乳液。为了提高粘度，将该乳液中和至PH为7以上，优选为8以上。当该乳液被中和时，HASE溶胀并增粘。疏水改性(例如烷氧基化萜烯组分)的作用就像粘着剂，并且丙烯酸酯类延伸的亲水刷(acrylate-based extended hydrophilic brushes)能够像粘胶(viscous gels)那样建立溶胀的3-D结构。图I示出HASE聚合物在碱性pH下发生溶胀的理想化图。特别地，图I示出含有HASE胶乳颗粒4的低粘度乳液2与碱反应，形成了具有HASE 3D网络8的粘稠溶液6。HASE和ASE聚合物例如可参见美国专利No. 3，035, 004、美国专利No. 5，292，843、美国专利No. 6，897，253、美国专利No. 7，288，616、美国专利No. 7，378，479和美国专利公开No. 2006/0270563中描述的那些，这些聚合物均已广泛用作水性体系中的流变改进剂。然而，仍然存在一种需求，需要一种组合物，其具有提高的对高盐浓度的耐受性、以及提高的对它们的某些用途中所涉及的潜在高温的耐受性。例如，需要一种改进的聚合物组合物，该聚合物组合物用于各种从地下岩层中采收天然气和原油的方法。其中一种技术为，对地下岩层进行水力压裂从而提高油和/或气的产量。通过以下方法引起压裂在高压(以下称为注入压力)下向井中注入粘性压裂液或压裂泡沫，从而形成裂缝。当裂缝形成时，将颗粒状材料(称为“支撑试剂”或“支撑剂”)置于岩层中，从而在注入压力释放后保持裂缝处于被支撑的状态。通常使用涂覆和/或未涂覆的颗粒作为支撑剂，从而使由于对地下岩层(例如含油层或含气层)进行水力压裂而形成的裂缝保持开裂状态。根据裂缝的形式，通常用于支撑裂缝的颗粒通常包括砂粒或烧结陶瓷颗粒，通过使支撑剂悬浮于另外的液体或泡沫中，从而将所述支撑剂携带至裂缝中，由此使用在所述液体或泡沫中的支撑剂浆料填充所述裂缝。在压力释放后，支撑剂形成结块，从而起到支撑裂缝使之处于打开状态的作用。由此，通过在地层中提供引导性通道，支撑剂提高了油和/或气的产量。水力压裂处理所起到的促进作用的程度主要取决于地层参数、裂缝的渗透性和裂缝的支撑宽度。在油田压裂中，需要一种支撑剂载体，该支撑剂载体为能够防止支撑剂或砂粒在位于裂缝中时发生沉降的粘弹性介质。市场上存在两种常见的化学品天然聚合物(瓜尔胶等)和粘弹性表面活性剂体系(VES)。瓜尔胶和VES是现有的用于压裂液的支撑剂载体。瓜尔胶为多糖，并且已经被使用了数十年。用于压裂的VES已经被使用了约十年。粘弹性表面活性剂(VES)液体为不含聚合物的液体，其可产生适合压裂作业的粘度而不需使用聚合物添加剂。VES液体的粘性是通过表面活性剂分子在水性溶液中的自聚集而产生的。近年来更多地使用合成聚合物(例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯和其它共聚物)本身，或者将其与VES或瓜尔胶组合使用和/或使用各种交联剂。 Li 等人的名称为 “High Temperature Fracturing Fluids and Method of Use”的美国专利申请公开No. 2009/0145607公开了用于处理地下岩层的处理液，其包含含有多糖、聚丙烯酰胺、交联剂和小于O. I重量％的任意粘土组分的水性溶液，其中所述聚丙烯酰胺以占所述处理液重量的大约O. 01%至大约1%的量存在。在一个实施方案中，所述多糖选自羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)、羟丙基瓜尔胶、瓜尔胶及其组合。Yang等人的美国专利申请公开No. 2006/0270563公开了 HASE共聚物，其也称为pH响应性聚合物。Yang等人还公开了包含水和该pH响应性聚合物以及支撑剂的水力压裂组合物。许多不含聚合物的水性压裂液基于粘弹性表面活性剂的。粘弹性表面活性剂液体的主要优点为易于制备、地层损害最小并且支撑剂块体中的保留渗透性高。粘弹性表面活性剂液体在美国专利Nos. 4，615，825,4, 725，372,4, 735，731、CA-1298697、美国专利Nos. 5，551，516,5, 964，295,5, 979，555和6，232，274中有所公开。一种公知的包含粘弹性表面活性剂的不含聚合物型水性压裂液已经被Schlumberger集团公司商业化,商品名为ClearFRAC，所述水性压裂液还包含由季铵盐、N-二十二碳烯基-N，N-双(2-羟乙基)_N_甲基氯化铵、以及异丙醇和卤水(brine)形成的混合物，所述卤水优选含有3重量％的氯化铵和4重量％的氯化钾。已公开的名称为“HydraulicFracturing Process and Compositions，，的 PCT 申请WO 87/01758公开了使用水性水力压裂液的压裂方法。所述压裂液包含(a)水性介质，和(b)增稠量的增稠剂组合物，该增稠剂组合物包含(i)水溶性或水分散性互聚物，所述互聚物具有与之化学键合的悬垂疏水基团，(ii)非离子表面活性剂，其具有能够与位于所述有机聚合物上的疏水基团缔合的疏水基团，以及(iii)水溶性电解质。另外，所述压裂液优选含有稳定量的硫代硫酸盐。例如，将丙烯酰胺与丙烯酸十二烷基酯的互聚物与非离子表面活性剂(HLB为10至14)组合使用，从而使KCl和硫代硫酸钠的稀水性溶液增稠；该水性溶液在作为高温水力压裂液的应用中具有优异的性能。名称为“Water-Dispersible Hydrophobic Thickening Agent” 的美国专利No. 4，432,881公开了一种具有提高的低剪切粘度的水性液体介质，其通过以下方法实现将(I)具有悬垂疏水基团的水溶性聚合物(例如丙烯酰胺丙烯酸十二烷基酯共聚物)和(2)水分散表面活性剂(例如油酸钠、或十二烷基聚乙烯氧基乙二醇单乙醚)分散在水性介质中。该增稠的水性介质适合用于需要使用粘性液体，其中该粘性液体在经历剪切、加热或高电解质(盐)浓度时能够保持其粘度的应用中。这类应用包括在油采收工艺中的应用，如液体淌度控制剂、压裂液和钻探泥浆(drilling muds),以及在许多应用中用作液压液和润滑剂。此外，名称为“Methodof Using a Foamed Fracturing Fluid” 的美国专利No. 5，566，760公开了包含表面活性剂和疏水改性聚合物的压裂液。在这些压裂液中，表面活性剂分子在气泡与所述聚合物分子之间的形成界面，这些聚合物分子形成与纯聚合液体的聚合网络相似的聚合网络。此外，该专利中未提到粘弹性表面活性剂或所述压裂液对烃类的响应性。除了压裂以外，可使用其它技术来进一步改进从地下岩层中采收烃类。还需要一 种改进的处理液，从而在石油已经通过压力衰减(一次开采)而从地层中产生之后，采用所述改进的处理液来处理地下岩层的“提高原油采收率”的技术。在压力衰减过程中，地层与 生产井之间或者生产井与生产井之间的压差迫使地层中所含的石油流向其可被采收的开采井。通常，利用压力衰减可以采收地层中最初所含石油的大约35%。这样，在地层中留下了大量的石油。另外，某些地层所包含的石油太过粘稠，因而不能利用压力衰减法来有效地从地层中进行采收。由于需要从地层中采收更大百分比的石油，已经开发了多种方法以采收那些不能仅利用压力衰减技术或二次开采技术进行采收的石油。这些方法通常被称为“提高石油采收率技术”(E0R)。Pauls等人的美国专利No. 7，727，937 (其内容以引用的方式并入本文)公开了用于工业和/或地下作业的酸性处理液，更具体而言，该专利提供了包含澄清的黄原胶凝剂的酸性处理液及其用于工业和/或地下作业的方法。在一个实施方案中，所述酸性处理液包含水性基液、酸和含有澄清的黄原胶的胶凝剂。Hough等人的美国专利No. 7，789，160 (其内容以引用的方式并入本文)公开了用于从地下岩层中采收原油的水性液体及其使用方法，所述水性液体包含这样的组合物，该组合物包含由水、水溶性嵌段共聚物、无机盐和由HLB小于12的非离子型表面活性剂构成的组中的至少一者形成的混合物。美国专利申请公开No. 2003/0134751公开了 向粘弹性表面活性剂基体系中添加聚合物，能够调整基液的流变性能。所述聚合物根据其分子量和在液体中的浓度，可以表现出不同功能(破裂剂、粘度增强剂或粘度恢复增强剂)。所述方法和组合物用于调整基于阴离子、阳离子、非离子型和两性离子表面活性剂的粘弹性表面活性剂液体的粘度。美国专利申请公开No. 2005/0107503A1公开了一种用于采收烃类的水性粘弹性压裂液。该压裂液包含粘弹性表面活性剂和疏水改性聚合物。所述粘弹性表面活性剂通常为离子。根据其头部基团的电荷，其可以为阳离子、阴离子或两性离子。在目前所使用的方法中，更有前景的方法为被称为表面活性剂驱油(surfactantflood)的提高石油采收率法。将包含表面活性剂的水性液体注入富含石油的地层中，从而从地层中置换石油并且采收所置换的石油。目前所使用的另一种有前景的方法为被称为化学驱油(chemicalflooding)的提高石油采收率法，其通常涉及使用聚合物和/或表面活性剂块。在聚合物驱油过程中，注入聚合物溶液以将石油置换流向生产井。该聚合物溶液被设计成能够在所注入的聚合物溶液与被该聚合物置换之前所存在的油/水库之间产生令人满意的流度比。然而，使用聚合物不是总能令人满意，因为许多聚合物溶液对卤水的类型和浓度敏感，这能够影响该溶液的表观粘度。在表面活性剂驱油过程中，将含有表面活性剂的水性溶液注入富含石油的地层中。由于表面活性剂溶液所提供的界面张力低，导致残留的油滴变形，并且该油滴通过孔间狭道(pore throat)而被置换，由此采收被置换的石油。希望提供一种用于地下岩层(例如天然气田和/或油田)的高温稳定压裂液和EOR液体。还需要提高粘度以改善用于家庭和工业的个人护理组合物和清洁组合物。在家庭和个人护理中，需要聚阴离子和阳离子聚合物能够稳定地组合，从而用于个人护理产品2合I香波和调理剂。对家庭护理而言，其用于去垢剂与软化剂合一。

发明内容
本发明人出乎意料地开发了用于提高液体粘度的组合物，所述组合物包含由阳离子或可阳离子化多糖或合成聚合物以及它们的共混物与阴离子聚合物及其共混物形成的混合物，其中所述混合物表现出比单个组分更高的粘度。在一个实施方案中，本发明为用于提高液体粘度的组合物，所述组合物包含以下物质的混合物(A)至少一种重均分子量为35，000g/mol至10，000, 000g/mol、更典型地为在大约200，000g/mol至大约3，000, 000g/mol范围内的第一聚合物，该第一聚合物选自由以下物质组成的组中的至少一者(I)阳离子多糖，其具有季铵化氨基官能团并且所述阳离子多糖的阳离子电荷密度为0. 3晕当量/克(meq/g)至2晕当量/克，典型地为0. 4晕当量/克至I. 7晕当量/克，(2)可阳离子化的多糖，其具有伯氨基，并且在100°C至250°C的温度下，所述可阳离子化的多糖可被至少部分阳离子化为阳离子电荷密度为0. 3毫当量/克至2毫当量/克，典型地为0. 4毫当量/克至I. 7毫当量/克的阳离子聚合物，以及(3)可阳离子化的聚合物，其具有由伯氨基、仲氨基和叔氨基组成的组中的至少一者，并且在100°C至250°C的温度下，所述可阳离子化的聚合物可被至少部分阳离子化为阳离子电荷密度为0. 3毫当量/克至2毫当量/克，典型地为0. 4毫当量/克至I. 7毫当量/克的阳离子聚合物；(B)至少一种重均分子量为 30，000g/mol 至 10，000, 000g/mol (例如 30，000g/mol至500，000g/mol,更典型地为50，000g/mol至500，000g/mol)的第二聚合物,该第二聚合物选自由以下物质组成的组(I)阴离子聚合物，其选自由聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和丙烯酸酯共聚物(例如HASE ;烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯和/或乙基丙烯酸酯与丙烯酸和/或丙烯酰胺的共聚物)组成的组，至少一种所述阴离子聚合物的阴离子电荷密度为0. I毫当量/克至20毫当量/克，通常为0. 4毫当量/克至15毫当量/克，或者通常为I毫当量/克至15毫当量/克，或者通常为I毫当量/克至10毫当量/克，或者通常为I毫当量/克至5毫当量/克，或者通常为9毫当量/克至15毫当量/克，其中所述阴离子聚合物具有选自由羧酸根基团、硫酸根基团、磺酸根基团、磷酸根基团或膦酸根基团组成的组的官能团，以及(2)至少一种可水解的聚合物，其选自由聚丙烯酸烷基酯、聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸烷基酯与聚丙烯酰胺的共聚物组成的组，所述至少一种可水解的聚合物的重均分子量为30，000g/mol至10，000, 000g/mol，并且在100°C至250°C的温度下，其可被至少部分水解为阴离子电荷密度为0. I毫当量/克至20毫当量/克(典型地为0. 4毫当量/克至15毫当量/克，或者典型地为I毫当量/ 克至15毫当量/克，或者典型地为I毫当量/克至10毫当量/克，或者典型地为I毫当量/克至5毫当量/克，或者典型地为9毫当量/克至15毫当量/克)的阴离子聚合物，其中所述可水解的聚合物任选地具有选自由硫酸酯、磺酸酯、磷酸酯或膦酸酯组成的组中的官能团；其中，所述组合物在25°C的温度下的ζ电势在0. 5mV至IOOmV或-0. 5mV至-IOOmV的范围内，典型地在ImV至60mV或-ImV至_60mV的范围内，更典型地在14mV至50mV或-14mV至-50mV的范围内，更典型地在30mV至50mV或-30mV至-50mV的范围内；或者所述组合物为这样的前体该前体在100°C至250°C的温度下能够转化为具有如下ζ电势的组合物，所述 电势在25°C下为0. 5mV至IOOmV或-0. 5mV至-100mV，典型地为ImV至60mV或-ImV至_60mV，更典型地为14mV至50mV或_14mV至_50mV，更典型地为30mV至50mV 或-30mV 至-50mV。在本发明中，所述组合物的ζ电势在25°C下不为零。因此，用正电荷范围和负电荷范围代表性地表示4电势的范围。在本说明书的以下部分中，诸如0.5mV至IOOmV和-0. 5mV至-IOOmV这样的范围将被写作+/-0. 5mV至+/_100mV。该术语排除了例如-0. 4mV至+0. 4mV的范围。通常，可阳离子化多糖和可阳离子化聚合物在pH为7至11时被阳离子化。通常适于阳离子化的pKa也在7至11的范围内。阴离子聚合物通常含有羧酸根基团、硫酸根基团、磺酸根基团、膦酸根基团、磷酸根基团，或者为中性但可水解得到负电荷，例如但不限于上述聚丙烯酰胺。典型的阴离子聚合物包含选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸和马来酸的羧酸酯官能性。典型的酸单体提供含有羧酸酯、硫酸酯、磺酸酯、膦酸酯或磷酸酯的官能团，这些官能团包括(例如)烯键式不饱和羧酸单体，例如丙烯酸和甲基丙烯酸；烯键式不饱和二元羧酸单体，例如马来酸和富马酸；烯键式不饱和二元羧酸烷基单酯单体，例如马来酸丁基甲基酯；烯键式不饱和磺酸单体，例如乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和苯乙烯磺酸；以及烯键式不饱和膦酸单体，例如乙烯基膦酸和烯丙基膦酸；它们任意一者的盐；以及它们任意的混合物。可供替代的是，也可以使用相应的烯键式不饱和酸酐或酸性氯化物单体(例如马来酸酐)，并且随后将其水解以提供具有两个酸性基团的悬垂部分。通常通过乳液或胶乳聚合、溶液聚合或本体聚合来合成阴离子聚合物和阳离子聚合物。基于湿的(含水的)状态(on a wet (aqueous) basis),所述组合物还可以包含浓度为0. I重量％至25重量％ (例如2重量％至5重量％)的一价盐和/或浓度为0. 01重量％至25重量％ (例如2重量％至5重量％)的二价盐。例如，基于湿的(含水的)状态,所述组合物还可以包含浓度为2重量％至25重量％的一价盐和/或浓度为2重量％至25重量％的二价盐，其中所述组合物为在20°C下不发生相分离的第一组合物，而与所述第一组合物具有相同的组成但不具有所述阳离子聚合物的第二组合物通常在20°C下发生相分离，特别是在存在二价盐的情况下，更易发生相分离。例如，所述组合物可包含氯化钙。为了耐受高盐(如卤水)和高温，将阴离子聚合物与阳离子聚合物混合。阴离子聚合物(例如丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯)通常不能耐受盐。理论上来说，阳离子聚合物遮蔽了(mask)大部分或全部的阴离子聚合物(例如丙烯酸酯)，从而在一价盐和二价盐的存在下建立更加稳定的缔合。除了耐盐以外，这两种聚合物在非常高的温度下(>300 T)具有出人意料的相互作用。在这些极端的温度下，所述体系表现出粘度增加。通常，利用布氏(Brookfield)流变计在350 °F的温度下进行测定，所述组合物在 100秒―1下的粘度为至少50cp。这优选用于地下岩层。如由不等于零的ζ电势所显示的那样，所述组合物满足等式I :(AWXACD) - (CWXCCD)不等于 O I。在等式I中，AW为阴离子聚合物的重量，ACD为阴离子聚合物的电荷密度，CW为阳离子聚合物的重量，并且CDD为阳离子聚合物的电荷密度。也就是说，例如，对于所述组合物整体而言，[C00l + [+NHx]不等于O。另外，在所述组合物中，阴离子聚合物与阳离子聚合物的典型比例为I至100:100至I。这种包含阴离子聚合物和阳离子聚合物的组合物可以用于(例如)压裂地下岩层的组合物、提高石油采收率、个人护理及工业和家庭清洁产品。所述组合物通常包含O. I重量份至15重量份或O. 5重量份至10重量份，更典型地为I重量份至5重量份的阴离子聚合物，以及O. I重量份至15重量份或O. 5重量份至10重量份，更典型地为I重量份至5重量份的阳离子聚合物。典型组合物的阴离子聚合物包含HASE聚合物。所述HASE聚合物包含(a) 一种或多种第一单体单元，其各自独立地在每个单体单元中包含至少一个二环庚基-聚醚基团、二环庚烯基-聚醚基团或支链(C5-C5tl)烷基-聚醚基团，其中在所述二环庚基-聚醚基团或二环庚烯基-聚醚基团的一个或多个成环碳原子上，每个碳原子可以任选地被一个或两个(C1-C6)烷基取代，和(b)任选包含一种或多种第二单体单元，其各自独立地在每个单体单元中包含至少一个直链或支链(C5-C5tl)烷基-聚醚悬垂基团，前提是所述第一单体单元和所述第二单体单元不能同时包含支链(C5-C5tl)烷基-聚醚基团，并且重均分子量为大于或等于约 30，000g/mol 的,例如 30，000g/mol 至 10，000, 000g/mol。


图I示出HASE聚合物溶胀的理想化图。图2示出利用阳离子聚合物遮蔽HASE聚合物中的全部或大部分丙烯酸酯的理想化图。图3示出HASE聚合物的结构的理想化图。图4示出实施例I的数据图。
图5示出实施例2中在pH 12和2%KC1的条件下，对3重量％HASE聚合物A的混合物进行高温、高压流变测试的结果的数据图。图6示出比较例3中在pH 12以及2%KC1和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDM)的条件下，对3重量％HASE聚合物A的混合物进行测试的数据的数据图。图7示出实施例4的4%HASE溶液的总电荷。图8示出实施例4中在2%KC1的条件下,不同总电荷对具有4重量％活性聚合物水平的HASE聚合物G与PQlO (聚季铵盐-10)的组合物的粘度性质的影响的数据图。图9示出实施例5中各种HASE和聚阳离子的粘度情况的数据图。图10示出实施例6中，与CARB0P0L相比，多种HASE组合物的粘度情况的数据图。
图11示出实施例6中，比较HASE聚合物I和L的数据图，HASE聚合物I和L均具有8. 3%的烷基和I. 7%的诺卜醇，但分子量不同。图12示出实施例7中。在具有阳离子聚合物的共混物中，大分子单体I和大分子单体II的不同比率对粘度行为的影响的数据图。图13示出实施例8的瓶子，其中这些瓶子含有不同的HASE聚合物与实施例11的阳离子瓜尔胶溶液的混合物。图14示出实施例9中的不同阴离子聚合物与阳离子瓜尔胶或PQ 10的效果。图15示出实施例10的瓶子，这些瓶子含有溶于甲苯中的不同HASE聚合物与实施例9的阳离子瓜尔胶溶液的混合物。图16示出实施例11中的溶于2重量％KC1中的不同阳离子聚合物与HASE聚合物的效果。图17比较了实施例12中的溶于2重量％KC1中的单取代阳离子聚合物和HASE聚合物与双取代阳离子聚合物和HASE聚合物的效果。图18示出实施例12中对两种阴离子聚合物的混合物的粘度测试的结果，该混合物包含溶于2重量％KC1中的2%HASE聚合物G和I. 5重量％聚丙烯酰胺。图19示出比较例14中对合成聚合物与纤维素基聚合物(均为阴离子聚合物)的混合物的粘度测试的结果，该混合物包含溶于2重量％KC1中的2重量％HASE聚合物G和I. 5重量 ％JAGUAR 418 (CMHPG)。图20示出实施例15中对2种具有相反电荷的粘稠溶液的组合的粘度测试的结果，所述2种溶液即为溶于2重量％KC1溶液中的2重量％HASE阴离子聚合物和I. 5重量％JAGUAR C-1000 (阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵)。图21示出实施例16中对2种具有相反电荷的粘稠溶液的不同组合的比较结果，从而比较溶于2重量％KC1溶液中的不同阴离子聚合物和JAGUAR C-1000(阳离子瓜尔胶羟
丙基三甲基氯化铵)的效果。图22示出实施例17中在375 °F下进行高温稳定性测试从而比较2种具有相反电荷的粘稠溶液的不同组合的结果，由此比较溶于2重量％KC1溶液中的不同阴离子聚合物和JAGUAR C-1000 的效果。图23示出实施例18中在375 °F下进行高温稳定性测试从而比较2种具有相反电荷的粘稠溶液的不同组合的结果，由此比较溶于2重量％KC1溶液中的不同HASE阴离子聚合物和 JAGUAR C-1000 或 P0LYCARE 400 (PQ 10)的效果。
图24示出实施例19中在375 °F下进行高温稳定性测试从而比较2种具有相反电荷的粘稠溶液的不同组合的结果，从而比较溶于2重量％KC1溶液中的不同HASE阴离子聚合物和 JAGUAR C-1000 或 P0LYCARE 400 (PQ 10)的效果。
具体实施例方式本文中所用的术语“烷基”是指一价饱和直链或支链烃基，更通常为一价饱和直链或支链(C1-C4tl)烃基，例如，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、己基、辛基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、三十烷基和四十烷基。本文中所用的术语“烷氧基”是指被烷基取代的氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基或丁氧基，所述烷氧基可任选地在该基团的一个或多个碳原子上被进一步取代。
本文中所用的术语“烷氧基烷基”是指被一个或多个烷氧基取代基取代的烷基，更通常为(C1-C22)烧氧基-(C1-C6)烧基，例如甲氧基甲基和乙氧基丁基。本文中所用的术语“烯基”是指含有一个或多个碳-碳双键的不饱和直链或支链烃基(更通常为不饱和直链或支链的(C2-C22)烃基)，诸如(例如)乙烯基、正丙烯基、异丙烯基。本文中所用的术语“水性介质”和“水性媒介”在本文中是指任何以水为主要组分的液体介质。因此，该术语包括水本身以及水性溶液和分散液。本文所用的术语“芳基”是指含有一个或多个六元碳环(该六元碳环的不饱和度可由3个共轭双键来表示)的一价不饱和烃基，所述芳基可以在其环的一个或多个碳上被羟基、烷基、烷氧基、烯基、卤素、卤代烷基、单环芳基或氨基取代，所述“芳基”例如是如苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、氯苯基、三氯甲基苯基、三异丁基苯基、三苯乙烯基苯基和氨基苯基。 本文所用的术语“芳烷基”是指被一个或多个芳基取代的烷基，更通常为被一个或多个(C6-C14)芳基取代基取代的(C1-C18)烷基，所述“芳烷基”例如是如苯基甲基、苯基乙
基和三苯基甲基。本文所用的术语“芳氧基”是指被芳基取代的氧基，诸如(例如)苯氧基、甲基苯氧
基、异丙基甲基苯氧基。本文所用的符号“二环[d. e. f] ”涉及二环庚基和二环庚烯基环体系，其根据命名多环化合物的冯拜尔系统(von Baeyer system)进行命名，其中，二环体系命名中的前缀“二环”表示所述体系中环的数目，其后为三个阿拉伯数字组成的数字串，这些阿拉伯数字按照数字递减的顺序排列，用句号隔开并括到方括号中，表示与两个共用原子(“桥头原子”)相连的各个非环链中各自的骨架原子数(不包括所述桥头原子)。桥头原子为环体系上的与三个或更多个骨架原子(不包括氢)结合的任意骨架原子。二环体系(仅包括主环和主桥)通过以下方式命名前缀二环-(表示环的数目);表示桥的长度的数字(即，不包括桥头原子的骨架原子的数目)，用句号隔开并括到方括号中。这三个数字按照数字递减的顺序排列(例如[3.2. I]);表示骨架原子的总数目的烃的名称。例如，式I的结构的名称为二环[3. 2. I]辛烷。1 CD本文所用的涉及有机基团的术语“ (Cx-Cy) ”(其中X和y均为整数)表示这样的基团，每个所述基团可含有X个碳原子至I个碳原子。本文中所用的术语“环烯基”是指含有一个或多个环状烯环的不饱和烃基(通常为不饱和的(C5-C22)烃基)，在所述环烯基中的一个或多个成环碳原子上，每个碳原子可任选地被一个或两个(C1-C6)烷基取代，例如环己烯基、环庚烯基，“二环烯基”是指包含两个稠环的环烯基环体系，例如二环庚烯基。本文中所用的术语“环烷基”是指包含一个或多个环状烷基环的饱和烃基(更通常为(C5-C22)饱和烃基)，在所述环烷基中的一个或多个成环碳原子上，每个碳原子可任选地被一个或两个(C1-C6)烷基取代，例如(诸如)环戊基、环庚基、环辛基，“二环烷基”是指包含两个稠环的环烷基环体系，例如二环庚基。本文所用的表达方式“不含”特定物质是指该组合物不含可度量含量的该物质。 本文中所用的术语“杂环基”是指包含环或稠环体系的饱和或不饱和的有机基团，通常每个环或每个环体系含有4到16个环原子,其中在每个环或每个环体系中，这种环原子包括碳原子以及至少一个杂原子(如O、N、S、或P)，这些环原子中的一个或多个可以任选地被取代，所述杂环基例如为苯硫基、苯并噻吩基、噻嗯基、吡喃基、苯并呋喃基、占吨基、批咯烷基(pyrolidinyl)、吡咯基、吡啶基(pyradinyl)、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、喷哚基、醌基、咔唑基、啡啉基、噻唑基、噁唑基、吩噁嗪基、或磷杂苯基(pho sphabenzeny I)。本文中所用的术语“羟烷基”是指被一个或多个羟基取代的烷基(更通常为(C1-C22)烷基)，诸如(例如)羟甲基、羟乙基、羟丙基和羟癸基。本文中所用的术语“疏水性表面”是指这样的表面，该表面表现出斥水的趋势从而阻碍被水润湿，这通过水接触角大于或等于70°、更典型地是大于或等于90°、和/或表面自由能小于或等于约40达因/厘米来证明。本文中所用的术语“亲水性表面”是指这样的表面，该表面表现出对水的亲合性从而表现为可被水润湿，这通过水接触角小于70°、更典型地是小于60°、和/或表面能大于约40达因/厘米、更典型地是大于或等于约50达因/厘米来证明。本文中涉及疏水性表面而使用的术语“亲水化”是指使这种表面更为亲水，从而使疏水性更弱，这通过水接触角减小来表明。经处理的疏水性表面的亲水性增强的一个指示为与未经处理的表面的水接触角相比,经处理的表面的水接触角减小。本文所用的术语“(甲基)丙烯酸酯”总括和择一地指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，术语“(甲基)丙烯酰胺”总括和择一地指丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，因此，例如“(甲基)丙烯酸丁酯”是指丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸丁酯。本文中涉及聚合物或其任何部分而使用的术语“分子量”是指所述聚合物或所述部分的重均分子量(“Mw”)，其中聚合物的Mw为根据该聚合物的组成，利用水性洗脱液或有机洗脱液(例如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等)通过凝胶渗透色谱法、光散射法(DLS或MALLS)、粘度测定法或许多其它标准技术测得的值，并且聚合物的某一部分的Mw为根据已知技术由用于形成所述部分的单体、聚合物、引发剂和/或转移剂的量而计算得到的值。
除非另外说明，否则本文所用的某基团可“任选地被取代”或“任选地被进一步取代”的表达方式通常明确地或通过其所涉及的语境表示该基团可被一个或多个无机或有机取代基团(诸如(例如)烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂原子或杂环基)取代，或者被一个或多个能够与金属离子配位的官能团(如羟基、羰基、羧基、氨基、亚氨基、酰氨基、膦酸、磺酸或砷酸盐)取代，或者被其无机酯或有机酯(诸如(例如)其硫酸酯或磷酸酯)取代，或者被其盐取代。本文所用的与指定的化合物有关的“重量份”或“pbw”是指该指定的化合物的量，不包括(例如)任何所涉及的溶剂。在一些情况中，也给出了市售来源的化合物的商品名，这些商品名通常被括到括号中。例如，以下表述“IOpbw的椰油酰胺基丙基甜菜碱(“CAPB”，如Mirataine BET C-30)”是指IOpbw真正的甜菜碱化合物,其以商品名为“Mirataine BETC-30”的市售可得的甜菜碱化合物水溶液的形式添加，并且IOpbw不包括包含在所述水溶液中的水。本文所用的某组合物“基本不含”某特定物质的表达方式是指该组合物含有不大于非显著量的该物质，并且“非显著量”是指不会对组合物的所需性质造成可度量的影响的 量。利用杨氏方程来评价表面能COS ( Θ )*ylv=ysv-ysl其中Θ为接触角，Ysv为固相与气相间的界面能，Ysl为固相与液相间的界面能，且Ylv为液相与气相间的界面能，并且Ysv表示固体的表面能。本文所用的术语“表面活性剂”是指当溶于水中时能够减少表面张力的化合物。本文中涉及基材而使用的术语“水接触角”是指通过常规图像分析法(即，通过在25°C下将水滴设置在表面(通常为基本上平坦的表面)上，对所述水滴进行照相，并测量照相图像中所示的接触角)所测量的、表面上的水滴所表现出的接触角。ζ 电势本文中所用的ζ电势为表示胶体体系中的动电势的科学术语。在胶体化学文献中，通常使用希腊字母zeta表示，因此为ζ电势。ζ电势为粒子之间的斥力或引力大小的度量。ζ电势为胶体颗粒之间的相互作用大小的表征，并且测量ζ电势以用来获得胶体体系的稳定性。大部分水性介质中的胶态分散液都携带表面电荷。颗粒表面的酸性基团的解离会产生负电荷表面。相反，碱性表面会携带正电荷。表面电荷的量取决于表面基团的酸碱强度以及溶液的pH值。通过在带负电的颗粒的情况中降低pH值,或者在带正电的颗粒的情况中升高PH值来抑制表面的离子化，由此可将表面电荷降低至零。表面活性剂离子可以被特定地吸附至颗粒的表面上，在阳离子表面活性剂的情况中，这产生带正电的表面，而在阴离子表面活性剂的情况中，这产生带负电的表面。Zeta Potential an Introduction in 30Minutes, Zetasizer Nano Series Technical Note,第 3 页(早于 2010 年 9 月)。颗粒表面的净电荷的增加会影响周围界面区域中的离子分布，这将导致浓度增加的抗衡离子(与该颗粒带相反电荷的离子)靠近该表面。因此，每个颗粒周围都存在双电层。围绕颗粒的液体层以两部分存在；离子紧密结合的内区(腹层)和离子不太紧密缔合的外(扩散)区。在扩散层中存在名义上的边界，在该边界中，离子和颗粒形成稳定的统一体。当颗粒移动时(例如，由于重力)，位于所述边界中的离子跟随其一起移动。在边界之外的那些离子与本体分散体保持静止。所述边界(水力剪切的表面)处的电势即为 电势。从理论角度来说，ζ电势为界面双电层(DL)中，相对于整个液体远离该界面的点的滑动面处的电势。也就是说，ζ电势为分散介质与附着在分散颗粒上的液体稳定层之间的电势差。ζ电势被广泛地用于对位于双电层上的电荷的量进行量化。ζ电势不应与电极电势或电化学电势混淆(因为 电势的变化通常不涉及电化学反应)。在水性介质中，样品的pH影响其ζ电势。例如，如果向具有负ζ电势的悬浮液中加入碱，则颗粒倾向于获取更多的负电荷。如果向该悬浮液中加入足量的酸，那么将达到电荷被中和的点。额外添加酸将导致正电荷增加。ζ电势不能直接测量，但是可利用理论模型和实验测定的电泳迁移率或动态电泳 迁移率来计算。动电现象和电声现象是计算ξ电势的常用数据来源。然而，为了本发明的目的，利用动电现象，特别是电泳来计算 电势。电泳用于估算颗粒的 电势，而泳动电势/电流则用于多孔体和平的表面。电泳为带电颗粒在所施加的电场的影响下，相对于其所悬浮的液体进行的运动。当对电解液施加电场时，悬浮于电解液中的带电颗粒被吸引至带相反电荷的电极。作用于颗粒的粘滞力倾向于对抗这种运动。当这两种相反的力达到平衡时，颗粒以恒定的速度移动。该速度取决于电场强度或电压梯度、介质的介电常数、介质的粘性和ζ电势。颗粒在单位电场中的速度称为其电泳迁移率。Henry方程表明ζ电势与电泳迁移率有关-UE=(2ez €(匕&))/311，其中服=电泳迁移率，2=4电势，ε =介电常数，n=粘度，并且f( K a) =Henry函数。κ (称为德拜长度)的单位是长度的倒数，并且κ-I经常被用作双电层厚度的度量。参数“a”是指颗粒半径，因此K a度量颗粒半径与双电层厚度的比率。 电势的电泳测定通常在水性介质和合适的电解质浓度中进行。此情况中的F(Ka)为I. 5,并且其被称为斯莫鲁霍夫斯基近似值(Smoluchowski approximation)。因此由迁移率来计算ζ电势更适用于符合斯莫鲁霍夫斯基模型(Smoluchowskimodel)的体系，即，大于约O. 2微米的颗粒分散在含有大于10_3摩尔的盐的电解质中。对于在低介电常数介质(例如非水性介质)中的小颗粒而言，f(Ka)变为1.0，并且可进行等同的简单计算。这称为休克尔近似值(Huckel approximation)。因此，位于具有一定ζ电势的分散液中的颗粒将以与该ζ电势的大小成比的速度向带相反电荷的电极迁移。经典微量电泳体系的精髓是两端具有电极的毛细管，该毛细管的两端施加有电势。颗粒向电极移动，测量其速度并利用单位电场强度表示以作为其迁移率。早期的方法包括这样的方法利用超显微镜技术直接观查单个粒子，并且在所测量的距离内手动跟踪它们的行进。虽然该方法仍然在世界范围内被许多研究组使用，但其具有一些缺点，不仅需要进行艰苦的测量，而且特别是要面对小或很难散射的颗粒。更通常地，利用激光多普勒测速仪技术测量该速度。测量由这些移动的颗粒所引起的入射激光束的频移或相移以作为颗粒迁移率，并且输入分散体粘度和介电常数，并且应用斯莫鲁霍夫斯基理论，从而该迁移率转化为 电势。
可得自Malvern Instruments (英国)的 ZETASIZER NANO Series 联合使用激光多普勒测速仪和相分析光散射仪(PALS)(在一专利技术中称为M3-PALS)测量颗粒的电泳迁移率。可得自Malvern Instruments 的 ZETASIZER NANOSeries 的 ζ 电势测量体系包括六个主要组成。首先，使用激光提供光源，从而照明样品中的粒子。对测量ζ电势而言，该光源被分开以提供入射光束和基准光束。入射激光束穿过样品室的中心，并且检测到角度约为13°的散射光。当向该样品室施加电场时，移动穿过测量空间的任意颗粒将导致能够检测到光强度，该光强度以与该颗粒的速度成比例的频率发生波动，并且该信息通过数字信号处理器而后传输到计算机中。ZETASIZER NANO软件产生频谱，通过该频谱计算电泳迁移率，由此计算ζ电势。所检测到的散射光的强度必须在一定的范围内，使得检测器能够成功地测量该强度。这是利用衰减器实现的，衰减器调节到达样品的光强度，从而调节散射的光强度。为了校正室壁厚度和分散体折射中的任何差异，安装补偿光以保持最佳的校准。阳离子聚合物 所述组合物的阳离子聚合物包含选自由阳离子改性多糖、可阳离子化多糖和聚乙烯胺及共聚物(例如乙烯基胺/乙烯基醇共聚物和乙烯基胺/丙烯酰胺共聚物)组成的组中的至少一者。阳离子聚合物的重均分子量为35，000g/mol至10，000，000g/mol，更典型地在约 200，000g/mol 至约 3，000，000g/mol 的范围内。将阳离子电荷密度定义为在所需pH下，给定聚合物上的由永久阳离子基团或质子化基团提供的阳离子电荷的量。阳离子聚合物的阳离子电荷密度通常为0. 3毫当量/克至2毫当量/克，更通常为0. 4晕当量/克至I. 7晕当量/克。电荷密度(当量/克或毫当量/克)=电荷密度为每单位重量的电荷数。I当量电荷为I克当量物质上的电荷量，即 6.022X 1023 电子电荷(Grant & Hackh，s Chemical Dictionary FifthEdition, McGraw-Hill Book Company (1987))。由于市售商品的电荷密度低，本领域技术人
员通常优选使用毫当量/克。阳离子电荷密度(CXD)相当于每单位重量的阳离子电荷数，特别地为每克阳离子聚合物的阳离子单元的当量。I当量阳离子电荷为I摩尔阳离子电荷。因此，如果聚合物具有100当量/摩尔的阳离子电荷，并且其重均分子量为lOOOg/mol，那么平均CXD为(IOOeq/mol)/ (1000g/mol),等于0. leq/g或100meq/g。通常,对聚合物而言，由阳离子聚合物的组成来计算平均CCD。也可通过以下方式获得相同的平均CCD值为了制备阳离子聚合物而向其它组分加入的阳离子当量数除以所制得的阳离子聚合物的总重量。也可计算阳离子聚合物的单个分子的CCD。如果聚合物的单个分子的阳离子电荷为 100eq/g，并且分子量为 1000g/mol，则 CCD 为(100eq/mol) / (1000g/mol)，等于 0. leq/g或 100meq/g。为了计算(XD，如果组合物处于适于将可阳离子化基团阳离子化的pH下，那么，所述可阳离子化基团属于具有阳离子电荷的基团。对于多糖，电荷密度等于每个糖环的电荷数/该衍生化糖环的分子量。因此，对于阳离子衍生化的多糖，CCD为每个糖环的电荷数/该衍生化糖环的重量。如果阳离子聚合物为以单体糖环作为其单体单元的阳离子取代多糖，并且每摩尔的阳离子取代基和任选的非阳离子(通常为非离子型)取代基具有I当量阳离子，那么，可以由下式计算平均CCD，其中丽是指分子量CCD=[(X摩尔阳离子取代基/摩尔单体单元)]/[(未改性的单体单元的丽(g/mol)) + ((X摩尔阳离子取代基/摩尔单体单元)X阳离子取代基的丽(g/mol))] + (Y摩尔非阳离子取代基/摩尔单体单元)X (非阳离子取代基的MW(g/mol))]
对于多糖，未改性的单体糖环单元的OH位点为阳离子取代基的位点。对于多糖，阳离子取代通常用术语取代度(DS)描述。取代度(DS)为相对于可得羟基的总数/每个单体糖单元，被取代羟基的数目。大多数多糖(瓜尔胶、纤维素、淀粉等)的单体糖单元平均具有3个可官能化的羟基。因此，DS必然在O至3.0的范围内。O. IDS相当于每个糖单元中具有O. I个官能化的羟基。也就是说，O. IDS相当于每10个糖单元中具有I个阳离子基团。由于分子和分母中的摩尔可以抵消，这也相当于I摩尔阳离子取代/10摩尔单体单元。假设阳离子化试剂的分子量为加入到环上的阳离子取代基的分子量，并且非阳离子化(通常为非离子型)试剂的分子量为加入到环上的非阳离子取代基的分子量，则多糖的I摩尔糖单元环的CCD按照下式计算CO) meq/g=[DSX (1000meq/eq)]/[(糖单元的 MW(g/mol)) + (DSX 离子化试剂的MW(g/mol)) + (MSX 非阳离子试剂的 MW(g/mol))]丽表示分子量(g/mol)。作为更多的背景，应当指出的是，lg/mol=l道尔顿(Dalton)。MS表示摩尔取代该术语用于理论上能够形成低聚物(环氧丙烷、环氧乙烷)的试齐U。相比之下，术语DS用于理论上不能低聚化的试剂。因此，在多糖的单体糖单元平均具有3个羟基的情况中，MS可以大于3. 0，而DS在O至3. O的范围内。因此,如果重复单体单元为糖单元，QUAB151为阳离子化试剂,并且轻丙基(HP)为非阳离子取代基，则该式可以简化为如下等式CO) meq/gm=[ (DS) X (1000meq/eq) ]/[(未改性的糖单元的 MW(g/mol)) + (DSXQUAB151 的 MW(g/mol)) + (MSXHP 单元的 MW(g/mol))]未改性的糖单体单元的MW=162g/mol。QUAB151的MW=151g/mol (阳离子化试剂);QUAB 151为活性物质2，3_环氧丙基三甲基氯化铵(缩水甘油基三甲基氯化铵；通常称为环氧化物)的水溶液的商品名，可购自QUAB Chemicals。其具有式 II
权利要求
1.一种用于增强流体粘度的组合物，其包含以下物质的混合物 (A)至少一种重均分子量为35，OOO至10，000，000的第一聚合物，该第一聚合物选自由以下物质组成的组中的至少一者 (1)阳离子多糖，所述阳离子多糖具有季铵化氨基官能团并且所述阳离子多糖的阳离子电荷密度为O. 3毫当量/克至2毫当量/克， (2)可阳离子化的多糖，其具有伯氨基，并且在100°C至250°C的温度下，所述可阳离子化的多糖可被至少部分阳离子化为阳离子电荷密度为O. 3毫当量/克至2毫当量/克的阳离子聚合物，以及 (3)可阳离子化的聚合物，其具有由伯氨基、仲氨基和叔氨基组成的组中的至少一者，并且在100°C至250°C的温度下，所述可阳离子化的聚合物可被至少部分阳离子化为阳离子电荷密度为O. 3毫当量/克至2毫当量/克的阳离子聚合物；· (B)至少一种重均分子量为30，000g/mol至10，000,000g/mol的第二聚合物,该第二聚合物选自由以下物质组成的组 (1)阴离子聚合物，其选自由聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和丙烯酸酯的共聚物组成的组，至少一种所述阴离子聚合物的阴离子电荷密度为0. I毫当量/克至20毫当量/克，其中所述阴离子聚合物具有选自由羧酸根基团、硫酸根基团、磺酸根基团、磷酸根基团或膦酸根基团组成的组的官能团，以及 (2)至少一种可水解的聚合物，其选自由聚丙烯酸烷基酯、聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸烷基酯与聚丙烯酰胺的共聚物组成的组，所述至少一种可水解的聚合物的重均分子量为30，000g/mol至10，000, 000g/mol，并且在100°C至250°C的温度下，所述至少一种可水解的聚合物可被至少部分水解为阴离子电荷密度为0. I毫当量/克至20毫当量/克的阴离子聚合物，其中所述可水解的聚合物任选地具有选自由硫酸酯、磺酸酯、磷酸酯或膦酸酯组成的组中的官能团； 其中，所述组合物在25°C的温度下具有0. 5mV至IOOmV或-0. 5mV至-IOOmV范围内的ζ电势。
2.权利要求I所述的组合物，其中所述组合物的pH为6至12，并且所述第一聚合物选自由具有季胺化氨基官能团并且阳离子电荷密度为0. 4毫当量/克至I. 7毫当量/克的阳离子多糖组成的组中的至少一者。
3.权利要求2所述的组合物，其中所述第一聚合物包含具有季铵化胺基官能性的阳离子聚合物，所述阳离子聚合物选自由以下物质组成的组半乳甘露聚糖胶及其衍生物、葡甘露聚糖胶及其衍生物、瓜尔胶、刺槐豆胶、卡拉胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、阳离子改性纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酰胺、聚乙烯醇、丙烯酰胺的共聚物、以及它们的组合。
4.权利要求I所述的组合物，其中所述组合物的pH为6至12，并且所述第一聚合物选自由具有伯氨基的可阳离子化的多糖组成的组中的至少一者。
5.权利要求I所述的组合物，其中所述组合物的pH为6至12，并且所述第一聚合物选自由可阳离子化的聚合物组成的组中的至少一者，所述可阳离子化的聚合物具有由伯氨基、仲氨基和叔氨基组成的组中的至少一者，并且在100°c至250°C的温度下，所述可阳离子化的聚合物能够被至少部分阳离子化或可被阳离子化为阳离子电荷密度为0. 47毫当量/克至I. 7毫当量/克的阳离子聚合物。
6.权利要求5所述的组合物，其中所述组合物的pH为6至12，并且所述第一聚合物选自由聚乙烯胺和聚乙烯胺共聚物组成的组中的至少一者，所述聚乙烯胺共聚物例如是例如乙烯基胺/乙烯基醇共聚物或乙烯基胺/丙烯酰胺共聚物。
7.权利要求I所述的组合物，其还包含基于湿的含水状态，浓度为2重量％至25重量％的一价盐，以及基于湿的含水状态，浓度为O. I重量％至25重量％的二价盐；其中所述组合物为在20°C下不发生相分离的第一组合物，而与所述第一组合物具有相同组成但不具有所述阳离子聚合物的第二组合物在20°C下发生相分离。
8.权利要求I所述的组合物，其还包含基于湿的含水状态，浓度为2重量％至25重量％的一价盐，和/或基于湿的含水状态，浓度为O. I重量％至25重量％的二价盐；其中使用布氏流变计在350 T的温度和的剪切速率下所测得的所述组合物的粘度为至少 50cp。
9.权利要求4所述的组合物，其中所述组合物包含氯化钙。
10.权利要求I所述的组合物，其中所述组合物的pH为6至12，并且所述阴离子聚合物选自由聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和水解的聚丙烯酰胺组成的组中的至少一者，它们各自包含选自由羧酸酯和磷酸酯组成的组中的官能团，并且所述丙烯酸酯共聚物包含聚丙烯酸与甲基丙烯酸的共聚物。
11.权利要求I所述的组合物，其中所述阴离子聚合物包含羧酸酯官能性，所述羧酸酯官能性选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、马来酸及其混合物组成的组。
12.权利要求I所述的组合物，其中所述阴离子聚合物包含具有结构I的单体单元
13.权利要求I所述的组合物，其中至少一种所述阴离子聚合物包含HASE阴离子聚合物，所述HASE阴离子聚合物包含 (a)—种或多种第一单体单元，其各自独立地在每个单体单元中包含至少一个二环庚基-聚醚基团、二环庚烯基-聚醚基团或支链(C5-C5tl)烷基-聚醚基团，其中在所述二环庚基-聚醚基团或二环庚烯基-聚醚基团的一个或多个成环碳原子上，每个碳原子可以任选地被一个或两个(C1-C6)烷基取代。
14.权利要求8所述的组合物，其中所述阴离子聚合物还包含 (b)一种或多种第二单体单元，其各自独立地在每个单体单元中包含至少一个直链或支链(C5-C5tl)烷基-聚醚悬垂基团，条件是所述第一单体单元和所述第二单体单元不能同时包含支链(C5-C5tl)烷基-聚醚基团。
15.权利要求9所述的组合物，其中(a)所述一种或多种第一单体单元各自独立地在每个单体单元中包含至少一个二环庚基-聚醚基团、二环庚烯基-聚醚基团，其中在所述二环庚基-聚醚基团或二环庚烯基-聚醚基团的一个或多个成环碳原子上，每个碳原子可以任选地被一个或两个(C1-C6)烷基取代，并且 (b)所述一种或多种第二单体单元各自独立地在每个单体单元中包含至少一个直链或支链(C5-C5tl)烷基-聚醚悬垂基团。
16.权利要求15所述的组合物，其中 (a)所述一种或多种第一单体单元各自独立地在每个单体单元中包含至少一个支链(C5-C50)烷基-聚醚基团，并且 (b)所述一种或多种第二单体单元各自独立地在每个单体单元中包含至少一个直链(C5-C50)烧基-聚醚悬垂基团。
17.权利要求15所述的组合物,其中所述阴离子HASE聚合物还包含至少一种第三单体单元，所述第三单体单元独立地包含至少一种酸性单体单元，每个酸性单体单元独立地包含羧酸-官能团、硫酸-官能团、磺酸-官能团、膦酸-官能团和磷酸-官能团。
18.权利要求17所述的组合物，其中所述阴离子HASE聚合物还包含至少一种第四单体单元，所述第四单体单元独立地包含由烷基、羟烷基、烷氧基烷基、环烷基、芳基、芳烷基或芳氧基组成的组中的至少一者。
19.权利要求18所述的组合物，其中所述第三单体单选自由丙烯酸基、甲基丙烯酸基和它们的混合物组成的组，并且所述第四单体单元选自由丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙基己酯组成的组中的至少一者。
20.权利要求19所述的组合物，其中所述聚阴离子HASE聚合物具有2重量份％至10重量份％的第一单体单元，所述第一单体单元衍生自具有式I的单体 其中，R4为CH3，并且M和N各自为O至200，其中，M和N各自为O至50，但是M和N不同时为O ;以及 O重量份％至10重量份％的C22、C16和C18直链烷基链的混合物。
21.权利要求I所述的组合物，其包含0.I重量份至15重量份的阴离子聚合物和O. I重量份至15重量份的阳离子聚合物。
22.权利要求I所述的组合物，其包含 (A)至少所述第一聚合物，所述第一聚合物选自由以下物质组成的组中的至少一者 (1)所述阳离子多糖，其具有季铵化氨基官能团，并且所述阳离子多糖的阳离子电荷密度为O. 4毫当量/克至I. 7毫当量/克， (2)所述可阳离子化的多糖，其具有伯氨基，并且在100°C至250°C的温度下，所述可阳离子化的多糖可被至少部分阳离子化为阳离子电荷密度为O. 4毫当量/克至I. 7毫当量/克的阳离子聚合物，以及 (3)所述可阳离子化的聚合物，其具有由伯氨基、仲氨基和叔氨基组成的组中的至少一者，并且在100°c至250°C的温度下，所述可阳离子化的聚合物可被至少部分阳离子化为阳离子电荷密度为O. 4毫当量/克至I. 7毫当量/克的所述阳离子聚合物； (B)至少所述第二聚合物，所述第二聚合物选自由以下物质组成的组 (1)所述阴离子聚合物，其选自由聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和丙烯酸酯共聚物组成的组，至少一种所述阴离子聚合物的阴离子电荷密度为O. 4毫当量/克至15毫当量/克，以及 (2)至少一种可水解的聚合物，其选自由聚丙烯酸烷基酯、聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸烷基酯与聚丙烯酰胺的共聚物组成的组，并且在100°C至250°C的温度下，所述至少一种可水解的聚合物可被至少部分水解为阴离子电荷密度为O. 4毫当量/克至15毫当量/克的阴离子聚合物，其中所述可水解的聚合物任选地具有选自由硫酸酯、磺酸酯、磷酸酯或膦酸酯组成的组中的官能团；其中，所述组合物在25°C下的ζ电势在ImV至60mV或-ImV至-60mV范围内，或者所述组合物为这样的前体其在100°C至250°C的温度下能够转化为在25°C下具有ImV至60mV或-ImV至-60mV范围内的ζ电势的组合物。
23.一种用于处理地下岩层的处理液，所述处理液包含权利要求I所述的组合物，其量为占所述处理液的大约O. Ol重量％至大约I重量％,其中水和溶解盐的量为大于所述处理液的50重量份％0。
24.权利要求23所述的处理液，其还包含支撑剂。
25.权利要求23所述的处理液，其还包含表面活性剂。
26.—种处理地下岩层的方法，其包括将权利要求23所述的处理液注入所述地下岩层。
27.权利要求26所述的方法，其中通过井眼向岩层中引入所述处理液包括将所述处理液引入温度为至少375 ° 的岩层部分中，同时保持液体粘度为至少50cP，所述粘度是通过布氏流变计在350 ° 的温度和100秒―1的剪切速率下测得的。
28.一种个人护理组合物，其包含权利要求I所述的组合物和个人护理用有益试剂。
29.一种促进个人护理的方法，其包括将权利要求I所述的组合物施用于使用者的皮肤或头发。
30.一种用于清洁织物或硬质表面的家庭护理或工业清洁组合物，其包含权利要求I所述的组合物和表面活性剂以及家庭护理或工业清洁剂用有益试剂。
31.一种清洁基材的方法，所述基材选自由硬质表面和织物组成的组，所述方法包括将权利要求I所述的组合物施用于所述基材上。
32.一种水性涂料组合物，其包含 (a)权利要求I所述的组合物； (b)至少一种颜料； (C)水；以及 (d)基于所述水性涂料组合物的总重量，其量小于5.O重量％的防冻剂；以及 (e)任选包含至少一种胶乳聚合物。
全文摘要
一种用于增强液体粘度的组合物，其包含以下物质的混合物至少一种阳离子或可阳离子化的聚合物，以及至少一种阴离子或可阴离子化(可水解)的聚合物。所述组合物在25℃下的ζ电势在0.5mV至100mV或-0.5mV至-100mV范围内，典型地在1mV至60mV或-1mV至-60mV范围内，或者所述组合物为这样的前体其在100℃至250℃的温度下可转化为在25℃下具有0.5mV至100mV或-0.5mV至-100mV范围内，典型地为1mV至60mV或-1mV至-60mV范围内的ζ电势的组合物。通常，在非常高的温度(>300℉)下，所述组合物表现出耐盐性和两种聚合物之间的相互作用，由此使得所述体系在极端温度下表现出粘度的增强。所述组合物可用于水力压裂、提高原油采收率、地层酸化、个人护理以及家庭和工业清洁剂。
文档编号C08L39/02GK102858883SQ201180018270
公开日2013年1月2日 申请日期2011年2月14日 优先权日2010年2月12日
发明者鲁埃拉·塔利丁·帕巴兰, 内梅西奥·马丁内斯-卡斯特罗, 苏布拉马尼安·克萨万, 马里·皮埃尔·拉博, 布鲁诺·朗格卢瓦 申请人:罗地亚管理公司