一种中空PVA纤维及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107268104A(43)申请公布日2017.10.20(21)申请号201610213439.1C09K8/62(2006.01)(22)申请日2016.04.07(71)申请人中国石油化工集团公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石化集团四川维尼纶厂(72)发明人王建李海英王华全蔡霞张振宇(74)专利代理机构重庆弘旭专利代理有限责任公司50209代理人周韶红(51)Int.Cl.D01F6/50(2006.01)D01F1/10(2006.01)D01D5/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种中空PVA纤维及其制备方法和用途(57)摘要一种中空PVA纤维，由聚合度为1000～3500，醇解度为99.0～99.9(mol)%的PVA纺丝制备而得，其中PVA纤维断面为中空结构，中空部份直径0.1~100μm。本发明加入到油气田压裂液中，使得压裂液有很好的携砂功能，利于压裂液返排，可以降低难以完全溶解又难以从井底排出的瓜胶等其它成分的使用量，从而减轻对环境的伤害；加入到油气田固井剂中，可以增强固井材料的强度和韧性，还可以起到防漏的作用；加入到油气田压裂暂堵剂中，具有良好的降虑失作用，在欲暂堵的部位形成一层遮蔽层，使压裂液顺利转向；本发明残留在环境中的成分最终会分解成无毒的碳氢化合物，不会对环境造成破坏。CN107268104ACN107268104A权利要求书1/1页1.一种中空PVA纤维，其特征在于：由聚合度为1000～3500，醇解度为99.0～99.9(mol)%的PVA纺丝制备而得，所述PVA纤维断面为中空结构，中空部份直径0.1～100μm。2.如权利要求1所述的中空PVA纤维，其特征在于：所述中空PVA纤维含有金属元素，所述金属元素为铜、钛、钒、硼中的一种或一种以上元素；所述金属元素在PVA纤维中的质量含量为0.05～5.0%。3.如权利要求1或2所述的中空PVA纤维，其特征在于：所述中空PVA纤维还可含有分子量为500~5000的聚乙二醇。4.如权利要求1-3任一项所述中空PVA纤维的制备方法，采用以下步骤：（1）纺丝原液的制备：将聚合度为1000～2500，醇解度为99.2～99.9(mol)%的PVA以及包括硫酸铜、四氯化钛、硼酸在内的原料溶于水中配成纺丝原液，其中PVA在原液中的质量浓度为13～18%，硫酸铜相对于PVA的质量浓度为2～5%，四氯化钛相对于PVA的质量浓度为0.5～2.0%，硼酸相对于PVA的质量浓度为0.5～2.0%，将原液升温至95～110℃，保持压力0.01～0.15MPa，溶解3～15小时后进入纺丝工序；（2）纺丝：将PVA原液用计量泵送至纺丝组件，将PVA原液从喷丝头小孔喷入凝固浴中，纺丝组件的喷丝板采用喷丝孔中间通入气体的复合喷丝板；凝固浴的成分为硫酸钠和氢氧化钠，其中硫酸钠浓度320～380g/l，氢氧化钠的浓度30～70g/l，凝固浴温度40～50℃，采用-1～2倍的喷丝头拉伸倍数，从喷丝头喷出的丝在凝固浴中的停留时间为10～30s；（3）纺丝后处理:对初生纤维进行中和水洗干燥,拉伸热定型工序,热定型温度170～260℃,热拉伸倍数2～15,热定型时间3～20分钟，制得中空PVA纤维。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述纺丝原液在溶解3～15小时后进入纺丝工序前，50℃时的粘度为5000～20000mPa·s。6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于：所述纺丝原液中还添加钒酸钠，钒酸钠相对于PVA的质量浓度为0.2～1.2%。7.如权利要求1-3任一项所述中空PVA纤维在油气田压裂液中的用途。8.包含权利要求1-3任一项所述中空PVA纤维的油气田压裂液，其特征在于：所述PVA纤维在油气田压裂液中的质量含量为0.1～2.5%。9.如权利要求8所述的油气田压裂液，其特征在于：所述油气田压裂液还包含稠化剂,交联剂和破胶剂；所述稠化剂为胍胶；所述交联剂为硼酸、硼砂、有机硼、有机锆、硫酸铝、硝酸铝、四氯化钛、硫酸钛、硫酸锌、有机钛中的一种或几种组合；所述破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵、重铬酸钾、高锰酸钾、淀粉酶或有机酸。10.如权利要求8或9所述的油气田压裂液，其特征在于：所述油气田压裂液在常温下的粘度为80～200mPa·s。11.如权利要求1-3任一项所述中空PVA纤维在油气田压裂暂堵液中的用途。12.包含权利要求1-3任一项所述中空PVA纤维的油气田压裂暂堵液，其特征在于：所述PVA纤维在油气田压裂暂堵液中的质量含量为0.2～3.0%。13.如权利要求1-3任一项所述中空PVA纤维在油气田固井剂中的用途。14.包含权利要求1-3任一项所述