[發明專利]一種改性聚丙烯酰胺及其制備方法

有效

• 申請號: 200910176970.6
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN102030851A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 賀黎明;黃鳳興;王偉;馬京生
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08F8/10
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 韋慶文

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯酰胺聚合物，特別是涉及一種作為聚合物驅油劑時，具有較高穩定性的改性聚丙烯酰胺聚合物及其制備方法。

背景技術

隨著石油工業三次采油技術的發展，對聚合物驅油劑聚丙烯酰胺溶液的穩定性提出了很高的要求。

影響聚丙烯酰胺聚合物穩定性的因素很多，包括熱、氧、鹽、微生物及機械剪切等，其中由溶解氧引起的氧化降解作用非常明顯，導致其性能嚴重下降，因此提高聚丙烯酰胺聚合物在較高溫度和鹽度下的抗氧穩定性已是一個十分重要的問題。目前，為了抑制聚丙烯酰胺聚合物在高溫油藏和深井條件下的氧化降解，穩定其水溶液黏度，通常在聚合物水溶液中添加穩定劑，包括抗自由基型酚類抗氧劑(如264等)、還原型抗氧劑(如硫脲等)，或復合型穩定劑等。

盡管取得了一定效果，但是這些穩定劑在使用過程中都存在明顯缺點。首先幾乎所有的酚類抗氧劑都是油溶性的，因此并不適合用于水溶性的聚丙烯酰胺溶液中；其次還原型抗氧劑如硫脲等盡管是水溶性的，但在聚丙烯酰胺老化過程中，硫脲不斷被消耗，濃度逐漸降低，穩定作用很快下降，因此硫脲抗氧化降解的作用有限，不得不通過提高濃度來彌補損失，用量的增加無疑增加了驅油的成本。此外，一些文獻報道了通過添加硫脲和過渡金屬化合物組成的水溶性復合型抗氧穩定劑，以提高聚丙烯酰胺水溶液的穩定性。例如中國專利CN1376729A提出一種復合型抗氧穩定劑，將硫脲和鈷化合物復配，以產生協同效應，從而減少穩定劑用量并提高抗氧效率，盡管復合型抗氧穩定劑效果好于單一抗氧穩定劑，但是過渡金屬化合物容易造成潛在的環境污染，因此沒有相關的現場應用試驗報道。

發明內容

作為具有良好抗氧穩定性的水溶性聚合物驅油劑，本發明提供了一種改性聚丙烯酰胺及其制備方法。

本發明的改性聚丙烯酰胺是這樣實現的：

一種改性聚丙烯酰胺，所述改性聚丙烯酰胺是以通式1表示的聚合物，其分子量為5×10⁶～20×10⁶，

[通式1]

式中，含疏水性受阻酚抗氧劑基團的結構單元的數量為x₂，該結構單元在所述聚合物中沿主鏈呈無規則分布，所述x₂占x₁與x₂之和的0.1～2.0mol％。

本發明將受阻酚抗氧劑基團引入水溶性聚丙烯酰胺高分子鏈中，提供了一種新型的具有抗氧穩定性和良好水溶性的聚丙烯酰胺聚合物。

根據反應原料聚丙烯酰胺的不同，本發明所述改性聚丙烯酰胺聚合物的分子量為(5～20)×10⁶；改性產物中98.0～99.9mol％的結構單元為原水溶性丙烯酰胺的結構單元；0.1～2.0mol％的結構單元為含疏水性受阻酚抗氧劑基團的結構單元，這些結構單元沿主鏈無規則分布。

由于在聚丙烯酰胺的主鏈上引入了酚類抗氧基團，因此直接提高了聚丙烯酰胺的抗氧穩定性；由于控制了引入的疏水性受阻酚基團的含量(少于2mol％)，因此改性后的聚合物仍然具有良好的水溶性；由于酚類抗氧基團為疏水結構，因此改性的聚丙烯酰胺具有特殊的流變性，具有較強的疏水締合能力，在溶液中可以形成超分子聚集體，增加了聚合物的表觀分子量，溶液的粘度和穩定性也隨之增加。

本發明的改性聚丙烯酰胺的制備方法是這樣實現的：一種改性聚丙烯酰胺的制備方法，依次包括以下步驟：

(1)β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯在堿性條件下進行水解反應，生成β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸，所述水解反應如下所示：

(2)β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸和二氯亞砜進行酰氯化反應，生成β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰氯，所述酰氯化反應如下所示：

(3)β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰氯和聚丙烯酰胺進行聚丙烯酰胺改性反應，生成所述改性聚丙烯酰胺，所述改性反應如下所示：