專利名稱：丙烯酰胺型大單體和梳型共聚物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酰胺型大單體及其制備方法，以及由該丙烯酰胺型大單體制備的梳型共聚物及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
提高原油采收率是解決國內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展同日益嚴(yán)峻的石油能源供需緊張矛盾的最重要的方法。而我國是世界范圍內(nèi)開展化學(xué)驅(qū)油技術(shù)規(guī)模最大、最為發(fā)達(dá)的國家之一。 以聚合物為主，輔以表面活性劑或堿的二元或三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)更是處于世界領(lǐng)先水平， 能在二次采油的基礎(chǔ)上提高原油采收率10 20個百分點。但隨著聚合物驅(qū)油規(guī)模的深入發(fā)展，老油田殘余油分布的復(fù)雜化；各大油田中、低滲透油藏的開發(fā)率低；油藏長期注水導(dǎo)致油藏空隙結(jié)構(gòu)、滲透率以及巖石表面潤濕性等發(fā)生重大變化；復(fù)合驅(qū)油劑導(dǎo)致的色譜分離以及地層傷害問題嚴(yán)重制約著我國原油采收率的進(jìn)一步提高，因此，探索適用于中、低滲透油藏以及聚合物驅(qū)后油藏的高效增粘高分子以及高分子表面活性劑是維系油田開采可持續(xù)發(fā)展的必要組成，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義，而合成開發(fā)新型的高分子功能單體是制備這類高分子驅(qū)油劑的重要前提。表面活性大單體是一類末端含有可聚合基團(tuán)的兩親性線性大分子，通過大分子單體的共聚可以非常方便地制備支鏈分子量均一的梳型共聚物，改變大分子單體的加入量還能改變聚合物接枝密度，制備得到結(jié)構(gòu)可控的嵌段聚合物和高接枝密度聚合物，同時能調(diào)節(jié)共聚物的增粘性和表面活性。這種具有枝節(jié)的梳型共聚物較線性聚合物結(jié)構(gòu)上更具剛性和鏈伸展性，因而表現(xiàn)出更好的耐溫、抗鹽性能。大分子單體的高位阻造成聚合物主鏈上活性功能基團(tuán)的均勻分布以及能使聚合物分子舒展而有利于平鋪在巖石/水及油/水界面上，從而降低其界面張力。目前用于合成兩親梳型共聚物的表面活性大單體主要是(甲基)丙烯酸酯類、烯丙基醚類以及馬來酸酯類不飽和大單體。(甲基)丙烯酸酯類和馬來酸酯類表面活性大單體表現(xiàn)出較好的反應(yīng)活性和表面活性，但是由于酯類化合物在用作驅(qū)油劑使用時容易水解，而失去增粘性和表面活性。王芳平等合成了丙烯酸/辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯共聚物，所得的聚合物表現(xiàn)出較好的表面活性，在淡水和鹽水中的表面張力分別為39. 8和32. 3mN/m (物理化學(xué)學(xué)報，2008，24 (2) :350-354)，但是這種聚合物的抗溫性能不好。錢錦文等將辛基酚聚氧乙烯醚與馬來酸酐在95°C下反應(yīng)，合成了辛基酚聚氧乙烯醚馬來酸單酯(OPMA)，并在水溶液中與丙烯酰胺(AM)單體進(jìn)行共聚合，獲得了高分子表面活性劑P (AM-co-OPMA)，濃度為1. 5g/L共聚物水溶液的表面和界面張力分別為53. 94mN/m 和5.41mN/m(高分子學(xué)報，2008，(10) :955-960)，該聚合物的表面活性不高。烯丙基醚類大單體具有較好耐溫性，但是由于其反應(yīng)活性較差，在共聚時活性單體的添加量受到限制，所制備的共聚物分子量偏低且結(jié)構(gòu)不規(guī)整，所以目前還未有性能較好的共聚物驅(qū)油劑產(chǎn)品報道
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有表面活性大單體的缺點，提供一種不易水解、表面活性高的丙烯酰胺型大單體和耐溫抗鹽性好的梳型共聚物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種丙烯酰胺型大單體，其中，該丙烯酰胺型大單體具有式(1)所
示的結(jié)構(gòu)，
權(quán)利要求
1.一種丙烯酰胺型大單體，其特征在于，該丙烯酰胺型大單體具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酰胺型大單體，其中，&為碳原子數(shù)為8-14的烷基或碳原子數(shù)為14-20的烷苯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的丙烯酰胺型大單體，其中，π2的取值范圍為1-60。
4.一種丙烯酰胺型大單體的制備方法，其特征在于，該制備方法包括在取代反應(yīng)的條件下，在催化劑的存在下，將式( 所示的丙烯酰胺與式C3)所示的鹵代聚氧乙烯醚在有機(jī)溶劑中接觸，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，&為碳原子數(shù)為8-14的烷基或碳原子數(shù)為 14-20的烷苯基。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，π2的取值范圍為4-15。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，所述取代反應(yīng)的條件包括反應(yīng)溫度為 20-80°C，反應(yīng)時間為5-48小時，所述式(2)所示的丙烯酰胺與所述式(3)所示的鹵代聚氧乙烯醚的重量比為0.2-1. 6 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，X為氯、溴或碘。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，所述式(2)所示的丙烯酰胺為羥甲基(甲基)丙烯酰胺和/或羥乙基(甲基)丙烯酰胺；所述式C3)所示的鹵代聚氧乙烯醚為選自氯代辛基酚聚氧乙烯醚、氯代壬基酚聚氧乙烯醚、氯代十二醇聚氧乙烯醚、氯代十四醇聚氧乙烯醚和氯代十四烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，所述催化劑的用量與所述式( 所示的丙烯酰胺和所述式C3)所示的鹵代聚氧乙烯醚的總量的重量比為0.05-1. 5 1。
11.根據(jù)權(quán)利要求4或10所述的制備方法，其中，所述催化劑為選自鈉、鉀、氫化鈉、氫化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、叔丁醇鈉和叔丁醇鉀中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，所述式( 所示的丙烯酰胺和所述式(3) 所示的鹵代聚氧乙烯醚的總量與所述有機(jī)溶劑的重量比為1 3-50。
13.根據(jù)權(quán)利要求4或12所述的制備方法，其中，所述有機(jī)溶劑為選自四氫呋喃、N, N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亞砜和乙醚中的至少一種。
14.一種梳型共聚物，其特征在于，該梳型共聚物含有式(4)所示的結(jié)構(gòu)單元A和式 (5)所示的結(jié)構(gòu)單元B，以該梳型共聚物為基準(zhǔn)，所述結(jié)構(gòu)單元A的含量為0. 1-20重量％， 所述結(jié)構(gòu)單元A與結(jié)構(gòu)單元B的摩爾比為0.0001-0. 016 1，所述梳型共聚物的特性粘數(shù) [η]為 1200-1500mL/g,
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的梳型共聚物，其中，民為碳原子數(shù)為8-14的烷基或碳原子數(shù)為14-20的烷苯基。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的梳型共聚物，其中，π2的取值范圍為4-15。
17.權(quán)利要求14-16中任意一項所述的梳型共聚物在聚合物驅(qū)油劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種丙烯酰胺型大單體和梳型共聚物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的丙烯酰胺型大單體本身具有良好的表面活性，可以作為一類性能良好的低分子表面活性劑，并且在與其它單體共聚制備共聚物時，可以通過改變該丙烯酰胺型大單體的含量來調(diào)節(jié)共聚物的增粘性和表面活性，且該共聚物可以在三次采油中作為增粘劑和高分子表面活性劑使用。另外，由該丙烯酰胺型大單體與丙烯酰胺類單體共聚所得到的梳型共聚物較丙烯酸酯具有更好的抗水解性和耐溫性，并且分子結(jié)構(gòu)中包含的乙氧基團(tuán)，能夠絡(luò)合二價金屬離子，可以進(jìn)一步提高該共聚物的抗鹽性，共聚物中較長的支鏈所形成的梳型結(jié)構(gòu)有利于提高共聚物的增粘性和表面活性。
文檔編號C09K8/588GK102453252SQ201010520018
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者于芳, 吳江勇, 楊捷, 王建宇, 王曉春, 高文驥 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院