丙烯酸酯化合物和聚合物及其製備方法和應用的製作方法

2023-04-30 13:39:51 3

專利名稱：丙烯酸酯化合物和聚合物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及丙烯酸酯化合物和聚合物及其製備方法和應用。
背景技術：
丙烯醯胺類聚合物(PAM)是一種多用途的水溶性高分子，適用於染色、造紙、食品、建築、冶金、選礦、煤粉、油田、水產加工與發酵等行業，在工業中有著廣泛的應用。在油田開採中，丙烯醯胺共聚物作為採油助劑在三次採油中有著優異的表現，為我國油田穩產、 增產發揮了重要作用。現階段，我國石油工業面臨著高溫高鹽油藏的開採問題，基於目前嚴峻的能源環境，如何開採苛刻地質環境下的油藏，成為石油工業的巨大挑戰。製備高分子量並耐溫抗鹽型丙烯醯胺共聚物型採油助劑是目前應對該挑戰的主要方法。丙烯醯胺共聚物的分子量和結構對聚合物溶液的粘度有著顯著的影響。配置相同濃度的聚合物水溶液時，聚合物的分子量越高，相應的水溶液的粘度也越高，實際驅油效果也越好，同時聚合物的支鏈對增加驅油效果也有著非常顯著的影響，測試結果表明具有支鏈的高分子量丙烯醯胺共聚物在耐鹽性、抗剪切性以及提高採收率上都要明顯優於普通的丙烯醯胺共聚物。為了滿足目前的耐溫抗鹽的要求，科技工作人員合成了新型功能單體，如耐溫抗鹽單體，兩性離子單體和疏水單體等，再與丙烯醯胺共聚，通過提高功能單體的比例來提高溶液粘度。但是功能單體的純度，溶解性能以及空間位阻效應，使多元聚合體系更加複雜， 導致產物分子量難以提高，並且限制了丙烯醯胺共聚物結構的改善，從而限制了共聚物耐溫抗鹽性能的提高。因此要解決三次採油問題，需要克服丙烯醯胺共聚物中產物耐溫抗鹽性能難以提高的技術缺陷，以獲得較好耐溫抗鹽性能的產物，從而提高共聚物的綜合性能。

發明內容
為了克服丙烯醯胺共聚物產物耐溫抗鹽性能難以提高的技術缺陷，本發明提供了一種丙烯酸酯化合物及其聚合物。通常，可以使用大分子單體技術來引入長支鏈。一般地，需要首先合成大分子單體，然後分離聚合，在聚合的過程中加入合成好的大分子單體，合成含有長支鏈的聚合物。但是，本發明的發明人在研究中發現當大分子單體的分子量增加時，溶解性變小，聚合活性降低，無法有效的參與聚合。而且，本發明的發明人出乎意料的發現如果在丙烯酸的2-碳原子上連接溴甲基，溴甲基上連接的溴原子具有一定的離去能力，在自由基引發劑存在的情況下，溴原子會脫去同時形成新的可以聚合的雙鍵，在聚合的過程中形成大分子單體，可以參加聚合，形成支鏈來增加聚合物的分子量。同時，如果使用聚乙二醇單甲醚來酯化丙烯酸，可以使丙烯酸酯單體具有聚乙二醇單甲醚的側基，該側基具有一定的溫度敏感型，溫度增加時，含有該側基的丙烯酸酯單體合成的丙烯醯胺類聚合物在水中的溶解度也增加，可以提高由該聚合物製備的驅油劑的綜合性能。本發明提供了一種丙烯酸酯化合物，其特徵在於，該化合物具有式(1)所示的結
構，
權利要求
1.一種丙烯酸酯化合物，其特徵在於，所述化合物具有式(1)的結構，
2.一種丙烯酸酯化合物的製備方法，其中，該丙烯酸酯化合物具有式(1)所示的結構，
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述酯化條件包括在回流條件下，酯化時間為 6-24小時；相對於1重量份的第一有機化合物，2-溴甲基丙烯酸的用量為0. 1-2. 5重量份， 第一有機溶劑的用量為20-80重量份，阻聚劑的用量為0. 001-0. 05重量份，酯化反應催化劑的用量為0. 001-0. 05重量份。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其中，所述第一有機溶劑選自苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷和乙酸乙酯中的一種或多種。
5.根據權利要求2或3所述的方法，其中，所述酯化反應催化劑選自苯磺酸、對甲苯磺酸、鈦酸四丁酯、濃硫酸、萘磺酸、二壬基萘二磺酸，二壬基萘磺酸，十二烷基苯磺酸、氨基磺酸中的一種或多種。
6.一種丙烯酸酯化合物的製備方法，其中，該丙烯酸酯化合物具有式(1)所示的結構，
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述醇解條件包括醇解溫度為0-20°C，醇解時間為8-M小時；相對於1重量份的式(2)化合物，2-溴甲基丙烯醯氯或2-溴甲基丙烯醯溴的用量為0. 1-2. 5重量份，第二有機溶劑的用量為20-80重量份，阻聚劑的用量為 0. 001-0. 05重量份，醇解反應催化劑的用量為0. 001-0. 05重量份。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其中，所述第二有機溶劑選自氯仿、二氯甲烷、四氫呋喃、丙酮、二氯乙烷和吡啶中的一種或多種。
9.根據權利要求6或7所述的方法，其中，所述醇解反應催化劑選自三乙胺、N，N-二甲基氨基吡啶和吡啶中的一種或多種。
10.根據權利要求2、3、6或7所述的方法，所述阻聚劑選自對苯二酚、對羥基苯甲醚、對甲氧基苯酚、甲基氫醌、對苯醌、1，4-萘醌、對叔丁基鄰苯二酚、硝基苯、2，4- 二甲基-6-叔丁基苯酚、硝基苯酚、亞硝基苯酚、對甲氧基苯酚、十二烷基硫醇、乙硫醇、酚噻嗪、β-苯基萘胺、氯化亞銅和三氯化鐵中的一種或多種。
11.一種聚合物的製備方法，該方法包括在聚合條件下，將單體混合物與引發劑接觸，或者與引發劑和聚合助劑接觸，其特徵在於，所述單體混合物含有丙烯醯胺和單體Α，所述單體A為權利要求1所述的丙烯酸酯化合物。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，單體混合物與引發劑接觸，所述單體混合物與所述引發劑的重量比為1 5Χ10_6至1 8Χ10_4;或者所述單體混合物與引發劑和聚合助劑接觸，所述單體混合物、所述引發劑和聚合助劑的重量比為1 1 5Χ10—6至 1 8X1(T4 IXKT6S 1 5Χ1(Γ4。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，所述單體混合物的總重量與單體A的重量比為 1 lXl(r6g 1 8Χ1(Γ5。
14.根據權利要求11-13中任意一項所述的方法，其中，所述單體混合物還含有耐溫抗鹽單體，所述耐溫抗鹽單體選自2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸二甲胺基乙酯、丙烯酸二乙胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯和N，N- 二甲基丙烯醯胺中的一種或多種。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述單體混合物中，丙烯醯胺和耐溫抗鹽單體的重量比為1 0. 1-5。
16.根據權利要求11或15所述的方法，其中，所述引發劑含有氧化還原引發劑，或者含有氧化還原弓I發劑和偶氮弓I發劑。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述聚合的條件包括所述接觸由低溫段接觸和低溫段接觸之後的高溫段接觸組成，所述低溫段接觸的接觸條件包括接觸溫度為 0-20°C，接觸時間為4-12小時；所述高溫段接觸的接觸條件包括接觸溫度為60-80°C，接觸時間為1-2小時。
18.—種聚合物，所述聚合物為權利要求11-17中任意一項所述的方法製備得到。
19.根據權利要求18所述的聚合物，其中，所述聚合物具有17-26dl/g的特性粘數。
20.權利要求18或19所述的聚合物在製備驅油劑中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種丙烯酸酯化合物，該化合物具有式(1)所示的結構。本發明還提供了上述丙烯酸酯化合物的製備方法。本發明進一步提供了一種聚合物的製備方法，該方法包括在聚合條件下，將單體混合物與引發劑接觸，或者與引發劑和聚合助劑接觸，所述單體混合物含有丙烯醯胺，其特徵在於，所述單體混合物還含有上述丙烯酸酯化合物。本發明還提供了由上述聚合物的製備方法得到的聚合物。本發明還進一步提供了上述聚合物在製備驅油劑中的用途。本發明使用上述丙烯酸酯化合物與丙烯醯胺共聚製備出的丙烯醯胺共聚物，較現有丙烯醯胺共聚物，具有更好的耐溫抗鹽性能。
文檔編號C07C67/08GK102453254SQ20101051759
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月18日 優先權日2010年10月18日
發明者伊卓, 劉希, 劉曉光, 杜凱, 林蔚然, 祝綸宇, 計文希, 趙方園, 魏小林 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