[發明專利]一種水溶性支化聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410156158.8
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103910830A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 呂鑫;張健;梁守成;李強;靖波;唐恩高;周永豐
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;上海交通大學
• 主分類號: C08F283/02
• 分類號: C08F283/02;C08F220/56;C08F4/40;C08F8/12;C09K8/588
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

技術領域

本發明涉及一種水溶性支化聚合物及其制備方法與應用。

背景技術

部分水解聚丙烯酰胺是一種線型高分子聚合物，是水溶性高分子化合物中應用最為廣泛的品種之一，聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝劑、增稠劑、紙張增強劑以及液體的減阻劑等，廣泛應用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦冶、地質、輕紡、建筑等工業領域。HPAM易溶于水，幾乎不溶于苯、乙醚、酯類、丙酮等一般有機溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險品，無毒、無腐蝕性。尤其在石油工業用途廣泛，隨著聚合物驅在油田的工業化應用，增大了對該產品的需求。目前應用較多的是線型部分水解聚丙烯酰胺。然而，在使用聚丙烯酰胺驅油的實踐過程中也發現了一些問題。比如聚丙烯酰胺的剪切降解是較嚴重的問題之一。在部分水解聚丙烯酰胺的注入泵前后取樣分析，可以發現其粘度下降10～30%。因此目前人們廣泛采用共聚的方法來提高聚丙烯酰胺的抗剪切、熱降解和氧化降解能力。然而通過共聚的方法很難保證高分子產物的合成，另外共聚單體的種類非常有限，所以可以選擇的余地很小。此外通過共聚物盡管能夠提高產物的抗剪切、熱降解和氧化降解的能力，但提高的幅度有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種水溶性支化聚合物及其制備方法與應用。

本發明所提供的一種水溶性支化聚合物的制備方法，包括如下步驟：

（1）將丙烯酰胺溶于水中，并加入鈰鹽進行反應；

（2）向步驟（1）的反應體系中加入端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽，繼續進行反應；

（3）向步驟（2）的反應體系中繼續加入丙烯酰胺和氟碳兩親表面活性劑，繼續進行反應；

所述氟碳兩親表面活性劑是按照下述方法制備的：

1）將全氟辛基磺酰氟溶于乙酸乙酯中，與多乙烯多胺混合，加熱后再加入氫氧化鈉或氫氧化鉀，反應完畢后得到雙全氟辛基磺酰胺；

2）將所述雙全氟辛基磺酰胺與2-氯乙醇在有機溶劑中混合，再加入氫氧化鈉或氫氧化鉀進行反應，得到N,N-乙醇雙全氟辛基磺酰胺；

3）將所述N,N-乙醇雙全氟辛基磺酰胺與雙氧水混合，再加入氫氧化鈉或氫氧化鉀進行反應，得到所述氟碳兩親表面活性劑；

（4）將步驟（3）的反應體系置于烘箱中；然后加入氫氧化鈉，經水解反應即得所述水溶性支化聚合物。

上述的制備方法中，步驟（1）中，所述鈰鹽為CeCl₃、Ce（NO₃）₃和Ce₂（SO₄）₃中至少一種；

步驟（2）中，所述端羥基聚醚酯多元醇的結構式如式Ⅰ所示：

上述的制備方法中，步驟（1）中，所述丙烯酰胺、所述水與所述鈰鹽的質量比可為68～72：390～420：0.03～0.04，具體可為68：390：0.04、69：400：0.03、71：400：0.03或72：400：0.035；

所述反應的溫度可為45℃～50℃，具體可為45℃～48℃、45℃、48℃或50℃；

所述反應的時間可為1.5小時～2.0小時，具體可為1.5小時或2.0小時。

上述的制備方法中，步驟（2）中，所述端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽的加入量與步驟（1）中加入的所述丙烯酰胺的質量比可為0.005～0.006：0.03～0.04：68～72，具體可為0.005：0.04：68、0.005：0.04：69、0.0054：0.03：71或0.006：0.035：69；

所述反應的溫度可為45℃～50℃，具體可為45℃～48℃、45℃、48℃或50℃；

所述反應的時間可為1.5小時～2.0小時，具體可為1.5小時或2.0小時。

上述的制備方法中，步驟（3）中，所述丙烯酰胺和所述氟碳兩親表面活性劑的加入量與步驟（1）中加入的所述丙烯酰胺的質量比可為2～3：0.8～1.0：68～72，具體可為2：0.8：71、2：0.8：69、2.5：0.85：72或3：0.9：68；

所述反應的溫度可為45℃～50℃，具體可為45℃～48℃、45℃、48℃或50℃；

所述反應的時間可為1.5小時～2.0小時，具體可為1.5小時或2.0小時。

制備所述氟碳兩親表面活性劑方法可參見中國發明專利200910077705.2中的記載，具體條件如下：

步驟1）中，氫氧化鈉或氫氧化鉀與所述全氟辛基磺酰氟的摩爾比可為0.05～0.1：0.8～2.0；