[發明專利]一種部分水解的丙烯酰胺聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210525764.3
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103864987A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 伊卓;黃鳳興;趙方園;張文龍;劉希
• 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: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F8/12;C09K8/588
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種部分水解的丙烯酰胺系聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

水解度是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）產品的一個重要指標，適宜的水解度不僅可以增加水溶性，同時可以提高增稠性能。目前生產高分子量部分水解HPAM主要為后水解工藝，即丙烯酰胺聚合后得到的膠體先進行一次造粒，然后將膠粒與堿接觸進行水解，再進行二次造粒，經干燥、粉碎、篩分得到產品。水解很大程度決定是否能夠成功改性聚丙烯酰胺膠體。如CN1240799A、CN1498908A公開了將聚丙烯酰胺膠體造粒后與固態堿接觸，形成部分水解聚丙烯酰胺顆粒，可以合成出高分子量陰離子型聚丙烯酰胺。CN101029099A公開了一種聚丙烯酰胺的快速水解方法，造粒后加堿作為水解劑，通過微波輻射方式快速完成水解反應。CN102060965A公開聚丙烯酰胺膠體顆粒在螺桿的傳送過程中向螺桿前部連續勻速加入一定比例氫氧化鈉，待聚丙烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉后，進行聚丙烯酰胺膠體顆粒的水解反應。盡管上述現有專利技術對聚丙烯酰胺水解設備、水解條件，如溫度、時間等參數有所涉及，但均未考慮水解過程中熱氧降解對聚合物分子量的影響。

在較低溫度下聚丙烯酰胺膠體水解不完全，為使膠體水解反應完全，往往需要大幅延長水解反應時間，造成產量偏低，因此工業上實際采用的水解溫度多在80-90℃，水解時間1-4小時，所用水解劑多為氫氧化鈉粒堿，經捏合后，粒堿直接與熱的聚丙烯酰胺膠體接觸實現水解反應。但高溫往往造成聚合物的熱氧降解。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種部分水解的丙烯酰胺聚合物及其制備方法和應用，該方法制備部分水解的丙烯酰胺聚合物時，可以在兼具高的水解效率的同時，保證制得的部分水解的丙烯酰胺聚合物分子量高。

本發明提供了一種部分水解的丙烯酰胺聚合物的制備方法，該方法包括在水解條件下，將丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物接觸反應，其中，所述水解條件包括：水解溫度為50-120℃，水解時間為0.5-6h，且丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物的接觸反應在反應體系的氣相中的氧氣的體積含量為3%以下進行。

本發明還提供了一種部分水解的丙烯酰胺聚合物，該部分水解的丙烯酰胺聚合物是通過本發明提供的方法制備的。

本發明進一步提供了上述丙烯酰胺聚合物在聚合物驅油劑中的應用。

采用本發明的部分水解的丙烯酰胺聚合物的制備方法，能夠使制得的部分水解的丙烯酰胺聚合物分子量高。究其原因可能為，由于粒堿溶解放熱，膠體顆粒和粒堿的接觸界面溫度會更高，因此在80-90℃的高溫水解條件下，在實現聚丙烯酰胺的側基酰胺基水解成羧基的同時，高溫造成的聚合物主鏈熱氧降解是分子量降低的主要因素，因此消除或降低由于熱氧降解造成丙烯酰胺聚合物分子量降低的不良影響，可以提高部分水解的丙烯酰胺聚合物的分子量。

具體實施方式

本發明提供一種部分水解的丙烯酰胺聚合物的制備方法，該方法包括在水解條件下，將丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物接觸反應，其中，所述水解條件包括：水解溫度為50-120℃，水解時間為0.5-6h，且丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物的接觸反應在反應體系的氣相中的氧氣的體積含量為3%以下進行。

本發明中，反應體系是指丙烯酰胺聚合物膠體顆粒、無機堿性化合物、反應容器和反應容器中的氣相集合而成的整體。

本發明中，丙烯酰胺聚合物膠體顆粒是指含丙烯酰胺的單體經水溶液自由基聚合形成的聚合物通過造粒機造粒形成的小膠粒，其中，膠粒中含有丙烯酰胺聚合物和水，以膠體顆粒的重量為基準，丙烯酰胺聚合物的含量可以為10-50重量%，優選為15-35重量%。

根據本發明的方法，通常情況下，該方法還包括在丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物接觸反應前，將丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物混合均勻后再進行水解反應。將丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物混合均勻可以采用為本領域公知的方法，例如，將丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物混合均勻可以在捏合機上進行，也可在螺帶式混合機上進行，優選將丙烯酰胺聚合物膠體顆粒與無機堿性化合物在捏合機上混合均勻。

根據本發明的方法，本發明中的丙烯酰胺聚合物膠體顆粒可以由丙烯酰胺聚合物膠體造粒得到。將丙烯酰胺聚合物膠體造粒為本領域公知的造粒方法，例如，可以采用造粒機進行造粒。優選地，造粒后丙烯酰胺聚合物膠體顆粒的直徑為4-6毫米。