專利名稱：油基型有機(jī)化合物使用水分散的應(yīng)用技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
有機(jī)化合物簡稱有機(jī)物。含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽等少數(shù)簡單含碳化合物除外)或碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏目偡Q。部分有機(jī)化合物來自動植物，但絕大多數(shù)是以石油、天然氣、煤等作為原料，通過人工合成方法制得。和無機(jī)物相比，有機(jī)物的數(shù)目多達(dá)幾百萬種，一般具有較大的揮發(fā)性，較低的熔點和沸點，溶于有機(jī)溶劑，能燃燒，反應(yīng)緩慢等特性。(摘自《辭?！?眾所周知油基型(不溶于水或微溶于水的有機(jī)化合物，為敘述方便而作此稱謂，下同)有機(jī)化合物是難溶于水的一個種類龐大的物質(zhì)。部分有機(jī)化合物若能使用水作分散介質(zhì)而應(yīng)用，那么對社會、對經(jīng)濟(jì)的影響是深遠(yuǎn)的、廣大的(如乳化瀝青、乳化農(nóng)藥以及有機(jī)對高分子化合物乳此的應(yīng)用等)。
背景技術(shù)：
然而要使這些有機(jī)化合物能使用水作分散介質(zhì)而得以應(yīng)用，是需要一定的條件及工藝。如乳化瀝青的生產(chǎn)首先將瀝青熔化，然后將熔化的瀝青注入熱的乳化劑(如肥皂、松脂等)水溶液中，經(jīng)劇烈攪拌而制成。其性能和用途與一般瀝青材料相似，使用時不需加熱。其它的有機(jī)化合物要實現(xiàn)使用水作分散介質(zhì)而得以應(yīng)用，方法與乳化瀝青的生產(chǎn)大同小異(當(dāng)然液態(tài)形的有機(jī)化合物，不存在熔化)。那就是選用相應(yīng)的乳化劑，在一定的工藝條件下(如加熱、加酸或加堿及最后酸堿中和等)，根據(jù)需要乳化的有機(jī)化合物種類及分子量大小不同，工藝及方法有所不同。分子量極大的有機(jī)化合物，工藝更為復(fù)雜。如目前某些有機(jī)高分子化合物實現(xiàn)了以水作為分散介質(zhì)的應(yīng)用，其產(chǎn)品稱之為某某某乳液，所采用的乳液共聚法工藝就很復(fù)雜，需要改建或新建工廠，重新設(shè)計工藝設(shè)備，資金投入大，且生產(chǎn)工藝要求高，成本與使用有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的應(yīng)用相比，成本并沒有下降。

發(fā)明內(nèi)容
本人通過多年研究及實驗，偶然發(fā)明了只選用聚乙烯醇(對某些有機(jī)化合物可填加相應(yīng)的乳化劑及各種助劑)，只需簡單混合就能實現(xiàn)有機(jī)化合物能使用水作分散介質(zhì)而得以應(yīng)用的技術(shù)，具體實施方式
首先將聚乙烯醇水(可按需要與否，添加或不添加甲醛等助劑，從而制成107膠或106膠，下同)，然后與難溶于水的液態(tài)有機(jī)化合物相互混合，并攪拌，使之混合均勻，即制成了各種能夠用水分散的有機(jī)化合物。本人對液體石蠟、鄰苯二甲二丁脂、瀝青(選用汽油先將其溶解，填加了相應(yīng)的乳化劑及各種助劑)。部分有機(jī)溶劑(汽油、甲苯、二甲苯等)。以及部分有機(jī)高分子化合物(如聚脂樹脂、不飽和聚脂樹脂、酚醛樹脂、聚氨脂、丙烯酸脂類樹脂，環(huán)氧樹脂，以及氯化橡膠、過氯乙烯樹脂，油性漆類等等)做了實驗。有機(jī)化合物都能很好地分散于聚乙烯醇水溶液里，并有良好的穩(wěn)定性，可加水對其進(jìn)一步稀釋。加稀酸，稀堿及鹽，對其分散穩(wěn)定性也沒有影響。對有機(jī)化合物原有的各種物理、化學(xué)性能也有所的提高，應(yīng)用性能更好。
說明對于固態(tài)有機(jī)化合物應(yīng)先使用相應(yīng)的有機(jī)溶劑將其溶解為液態(tài)理論上講，加入乳化劑以各種助劑對分散液的各種物理性能是很重要的，本人也選用過乳化劑(平平加0-25)、增塑劑(鄰笨二甲酸二丁脂)甚至各種洗衣粉，洗滌劑，加入聚乙烯醇水溶液內(nèi)進(jìn)行對比實驗，由于條件有限，其效果優(yōu)劣，難以判斷。
本人認(rèn)為該發(fā)明的應(yīng)用是很廣闊的，有許多的應(yīng)用也是本人現(xiàn)今難以一一列出?，F(xiàn)僅舉幾例。
1有機(jī)高分子化合物(如聚脂樹脂、不飽和聚脂樹脂、酚醛樹脂、聚氨脂、丙烯酸脂類樹脂，環(huán)氧樹脂，以及氯化橡膠、過氯乙烯樹脂，油性漆類等等)能實現(xiàn)以水作為分散介質(zhì)而得以應(yīng)用，不僅節(jié)約了大量的有機(jī)溶劑即大量的社會發(fā)展所需的石油、天然氣資源，更節(jié)約了大量的有機(jī)化合物在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯藏、保管等過程中的安全生產(chǎn)使用費用，而且更有利于環(huán)境保護(hù)。而這些實現(xiàn)了以水作為分散介質(zhì)而得以應(yīng)用的有機(jī)化合物，在應(yīng)用中更可以按產(chǎn)品、使用所需選用與各類礦物膠粘劑(如硅溶膠，分子式H2sin3，氧化鎂、氯化鎂等)復(fù)合使用，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
如實現(xiàn)了以水作為分散介質(zhì)的若有機(jī)高分子化合物中加入硅溶膠，會極大地改善高分子化合物的各種物理性能，如作為涂料，會極大地提高有機(jī)高分子化合物涂膜的表面硬度、耐磨性、耐候性、耐久性、耐高溫性、阻燃性。特別是耐久性，是值得推薦的，因為它減少了使用頻率，也就是節(jié)約了寶貴的石油、天然氣等資源。
如實現(xiàn)了以水作為分散介質(zhì)的有機(jī)高分子化合物與礦物膠粘劑氧化鎂、氯化鎂復(fù)合使用可以生產(chǎn)出各種價廉物美的人造石、人造板等即發(fā)揮了有機(jī)、無機(jī)材料的各自材質(zhì)優(yōu)點，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，既提高了產(chǎn)品品質(zhì)，又節(jié)約了合成樹脂原料，同時又減少了生產(chǎn)成本說明生產(chǎn)人造石，面層可選用不飽和聚酯樹脂、甲基丙烯酸甲脂等作膠粘劑，底層選用氧化鎂、氯化鎂或氧化鎂、氯化鎂與有機(jī)高分子化合物復(fù)合作膠粘劑。生產(chǎn)人造板，可選用氧化鎂、氯化鎂與有機(jī)高分子化合物復(fù)合作膠粘劑，生產(chǎn)高性能的有無機(jī)膠粘劑復(fù)合板、防火板、建筑模型板等等2可實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全地開采可燃冰以下摘錄于人民網(wǎng)二00四年十月十日《我國著手大灶“能源版圖”，加快開發(fā)新型能源》。
----甲烷水合物，也稱“可燃冰”。甲烷水合物深埋在大洋洋底以及懸浮在北極永久凍結(jié)帶中。美國地質(zhì)勘測局估計，甲烷水合物的全球資源能量相當(dāng)于已探明石油、天然氣及煤炭等能源總儲量所生產(chǎn)能量的兩倍。
但是沒有人知道如何開采這些能源比較經(jīng)濟(jì)。甲烷水合物散步于沉淀物中，難以像石油或天然氣那樣用泵抽吸出水面。挖泥也不奏效，因為那意味著要鏟起幾噸的泥土，然后提升帶洋面進(jìn)行分離。
天然“可燃冰”埋藏于海底的巖石中，和石油、天然氣相比，它不易開采和運(yùn)輸，世界上至今還沒有完美的開采方案。中國科學(xué)院院士、中國學(xué)會理事汪集在一份資料上認(rèn)為，首先是開采這種水合物會給生態(tài)造成一系列嚴(yán)重問題。因為“可燃冰”中存在兩種溫室氣體甲烷和二氧化碳。甲烷是絕大多數(shù)“可燃冰”中的重要成分，同時也是一種反應(yīng)快速、影響明顯的溫室氣體?！翱扇急敝屑淄榈目偭看笾率谴髿庵屑淄閿?shù)量的3000被。作為短期溫室氣體，甲烷比二氧化碳所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)要大得多。
有學(xué)者認(rèn)為，在導(dǎo)致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍。如果在開采中甲烷氣體大量泄露于大氣中，造成的溫室效應(yīng)將比二氧化碳更加嚴(yán)重。而“可燃冰”礦藏哪怕受到最小的破壞，甚至是自然的破壞，都足以導(dǎo)致甲烷氣的大量散失。而這種氣體進(jìn)入大氣，無意會增加溫室效應(yīng)，進(jìn)而使地球生溫更快。
同時，陸緣海邊的“可燃冰”開采起來十分困難，至今尚沒有非常成熟的勘探和開發(fā)的技術(shù)方法，一旦住了井噴事故，就會造成海水汽化，發(fā)生海嘯船翻。此外，“可燃冰”也可能是引起地址災(zāi)害的主要因素之一。由于“可燃冰”經(jīng)常作為沉積物的膠結(jié)物存在，它對沉積物的強(qiáng)度起著關(guān)鍵的作用。“可燃冰”的形成和分解能夠影響沉積物的強(qiáng)度，進(jìn)而誘發(fā)海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。美國地質(zhì)調(diào)查所的電查表明，“可燃冰”能導(dǎo)致大陸斜坡上發(fā)生滑坡，這對各種海底設(shè)施是一重極大的威脅。由此可見，“可燃冰”作為未來新能源的同時也是一種危險的能源?！翱扇急钡拈_發(fā)利用就像一柄“雙刃劍”，需要加以小心對待。
目前，“可燃冰”的開采方法主要有熱激化法、減壓法和注入法三種。開采的最大難點是保證井底穩(wěn)定，使甲烷氣不泄漏、不引發(fā)溫室效應(yīng)。針對這些問題，日本提出了“分子控制”的開采方案?！翱扇急睔獠氐淖罱K確定必須通過鉆探，其難度比常規(guī)海上汽油鉆探要大得多，一方面是水太深，另一方面由于“可燃冰”遇減壓會迅速分解，極易造成井噴。日益增多的成果表明，由自然或認(rèn)為因素所引起的溫壓變化，均可使水合物分解，造成海底滑坡、生物滅亡和氣候變暖的功能環(huán)境災(zāi)害。因而研究天然氣水合物的鉆采方法已迫在眉睫，盡快開展室內(nèi)外“可燃冰”分解、合成方法和鉆采方法的研究工作刻不容緩。
目前，在可燃冰開采研究方面，國際上借鑒石油開發(fā)中的技術(shù)和經(jīng)驗，逐步發(fā)展了一系列新的技術(shù)方法，大體分為以下三種
熱開采法即向可燃冰礦層注入熱氣—蒸汽、熱水、熱鹽水等，或利用火驅(qū)法，提升礦層地溫達(dá)到分解可燃冰的目的。此法熱損耗大，效率較低。近年，人們試驗直接在井下加熱，如采用井下電磁加熱方法，使采收率達(dá)到70％，較其它方法更為有效。
化學(xué)試劑法我利用某些化學(xué)試劑如甲醇、乙醇、乙二醇的功能摻入可燃冰改變其平衡條件、促其發(fā)生失穩(wěn)作用進(jìn)行開采。此法降低能耗明顯，但費用昂貴。
減壓法開采可燃冰層下面往往存在的游離氣，以便降低礦層壓力，促使可燃冰分解。(摘自人民網(wǎng)可燃冰使粵成能源大省及經(jīng)濟(jì)參考報2004年10月14日13:04:45)以上說明，開采可燃冰必須做到兩點一、經(jīng)濟(jì)，二、安全。
選擇溶解力強(qiáng)、蒸發(fā)速度慢、閃點高的難溶于水的有機(jī)溶劑(如二甲苯、環(huán)己酮、醋酸丁酯等)，或溶解力強(qiáng)，不蒸發(fā)的有機(jī)高分子化合物(如苯乙烯，聚脂樹脂、聚氨脂的單組分，因為對可燃冰即甲烷來講，有機(jī)高分子化合物也是它的良好溶劑)，然后(單獨或幾種有機(jī)高分子化合物)與聚乙烯醇水溶液(可添加各種相應(yīng)助劑)相混合并攪拌，使有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物均勻得分散于聚乙烯醇水溶液中。在鉆井開采可燃冰時，將這種有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物水溶液注入可燃冰被鉆開的空間內(nèi)。讓有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物將固態(tài)的可燃冰溶解成液態(tài)甲烷和水，而液態(tài)甲烷在流動的過程中，也必分散于聚乙烯醇水溶液中。然后將其抽出，由于甲烷在攝氏20度以上就易氣化，很容易將甲烷分離出來，并根據(jù)運(yùn)輸條件，在將甲烷氣體液化或固化。而有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物水溶液可重復(fù)使用(當(dāng)然應(yīng)視情況添加有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物，以及聚乙烯醇水溶液，以保持相應(yīng)的濃度)。本人條件有限，不可能用可燃冰作實驗，但本人也選用了聚苯乙烯泡沫塑料、瀝青等，加入到有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物聚乙烯醇水溶液中，聚苯乙烯泡沫塑料、瀝青等都能被溶解用很好地分散于有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物的聚乙烯醇水同業(yè)中，切有較好的穩(wěn)定性。理論相通，(注甲烷化學(xué)式Ch4，最簡單的有機(jī)化合物。難溶于水，溶于乙醇、乙醚及其它有機(jī)溶劑。摘自《辭海》)。本人認(rèn)為以上敘述是可行的。
采用本辦法開采可燃冰首先解決了經(jīng)濟(jì)問題。原因很明顯，那就是有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物水溶液可重復(fù)使用，無浪費或浪費極小。選用的有機(jī)溶劑與甲烷的氣化點相差很大，而有機(jī)高分子化合物不存在氣化，稍微加熱甲烷就氣化而分離出來，分離成本極低，(甚至不需人工假如，攝氏20度以上自然氣候條件下都可達(dá)到)。
采用本辦法可采可燃冰也解決了完全問題。由于可燃冰一邊被有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物溶解，緊接著分散于聚乙烯醇水溶液中，在低溫開采，在被水溶液包裹的情況下，氣化而造成井噴的可能性大大減小。
采用本辦法比目前公認(rèn)的開采可燃冰的方法先進(jìn)。如①比注入熱水法經(jīng)濟(jì)安全。將熱水注入可燃冰中(使可燃冰溶化)，首先要將水加熱，而假如需能源，加熱成本高。其次將熱水注入可燃冰中，會使甲烷由于溫度上升，產(chǎn)生氣化造成井噴的危險性會增加，而控溫開采就會又增加開采成本等技術(shù)難題。而采用電加熱開采可燃冰的方法，同樣會遇到注入熱水開采可燃冰的成本及安全問題。同時大量的電能來源也是難題(茫茫大海架設(shè)電線不可能，是能使用大量的電池)。
②比目前認(rèn)為可采用的注入劑法經(jīng)濟(jì)實用。目前認(rèn)為可采用的注入劑法，注入的大多是易熔于水中的有機(jī)溶劑(如甲醇、乙醇、乙二醇等)，首先這類有機(jī)溶劑沒有本辦法選用的有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物溶解力強(qiáng)，即溶解等量的可燃冰本方法使用的有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物用量小，即相比成本較低。
本方法使用的有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物只取溶解的作用，大量需要分散的作用，大部分用聚乙烯醇水溶液代替，使有機(jī)溶劑或有機(jī)高分子化合物的用量更少。更重要的是選用易溶于水的有機(jī)溶劑，無論是甲醇、乙醇或乙二醇等，這類有機(jī)溶劑與可燃冰中的甲烷性質(zhì)相近，氣化點相差不大，互相分離較為困難，分離成本高，重復(fù)利用較困難(因為容易氣化而浪費)。而本人以上所述方法最大的優(yōu)點就是分離極為容易，分離成本低，重復(fù)利用容易實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1選用聚乙烯醇(包括添加各種相應(yīng)的乳化劑及各種助劑)為主料，使有機(jī)化合物(如瀝青、汽油、甲苯、二甲苯、聚脂樹脂、不飽和聚脂樹脂、酚醛樹脂、聚氨脂、丙烯酸脂類樹脂，環(huán)氧樹脂，以及氯化橡膠、過氯乙烯樹脂，油性漆類等等)，實現(xiàn)以水作為分散介質(zhì)的基料而使用的各種應(yīng)用。
2選用聚乙烯醇(包括添加各種相應(yīng)的乳化劑及各種助劑)為主料，實現(xiàn)的以水作為分散介質(zhì)有機(jī)高分子化合物(如聚脂樹脂、不飽和聚脂樹脂、酚醛樹脂、聚氨脂、丙烯酸脂類樹脂，環(huán)氧樹脂，聚氯乙烯糊樹脂以及氯化橡膠、油性漆類等等)作為基料，加入無機(jī)礦物膠粘劑氧化鎂、氯化鎂，硅溶膠(分子式H2sio3)等的復(fù)合使用的各種應(yīng)用。
3，選用聚乙烯醇(包括添加各種相應(yīng)的乳化劑及各種助劑)為主料，實現(xiàn)的以水作為分散介質(zhì)有機(jī)溶劑及有機(jī)高分子化合物作為基料，開采可燃冰的應(yīng)用。
全文摘要
“油基型有機(jī)化合物使用水分散的應(yīng)用技術(shù)”選用了極其廉價的物質(zhì)，從而簡單直接(只需相互混合攪拌)就能實現(xiàn)將難溶于水的有機(jī)化合物(如瀝青、汽油、甲苯、二甲苯、聚脂樹脂、不飽和聚脂樹脂、酚醛樹脂、聚氨脂、丙烯酸脂類樹脂，環(huán)氧樹脂，以及氯化橡膠、過氯乙烯樹脂，油性漆類等等)制成了各種能使用水分散的有機(jī)化合物，極大地拓展有機(jī)化合物的使用空間，減少了大量的有機(jī)溶劑及合成樹脂的使用量，節(jié)約了大量的石油、天燃?xì)赓Y源，節(jié)約了有機(jī)化合物的使用成本。該發(fā)明應(yīng)用極廣，對經(jīng)濟(jì)、社會的影響極其廣大、深遠(yuǎn)。如應(yīng)用該發(fā)明能生產(chǎn)價廉物美的人造石、人造板，能實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全地開采可燃冰等等。
文檔編號C08L29/04GK1880362SQ200510085678
公開日2006年12月20日 申請日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者周東祥 申請人:周東祥