一種可聚合功能性單體及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種耐溫抗鹽驅油用共聚物及其制備方法。本發明的共聚物用于三次采油的驅油劑，能夠在常溫下擁有很高的聚合物水溶液表觀粘度，并且在高溫、高礦化度的條件下，聚合物水溶液仍然能夠保持很高的表觀粘度。
【專利說明】一種可聚合功能性單體及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種可聚合功能性單體及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 自由基聚合是制備乙烯基聚合物最有效的方法之一。目前使用的乙烯基聚合物中 70%以上是通過自由基聚合得到的。自由基聚合有許多優點，如適用單體多、聚合條件溫和、 聚合工藝簡單等。由于許多單體能進行自由基聚合，能用水為介質進行懸浮和乳液聚合，聚 合工藝操作簡便，其重現性好，因而自上世紀50年代以來已成為工業生產高分子產品的重 要技術。
[0003] 具有乳化功能的聚合單體，又稱可聚合乳化劑，它的分子結構中除含有親水親油 的乳化劑基團外，還含有可參加自由基聚合反應的功能基團，成為聚合物的一部分，因此乳 化劑分子不會再出現解吸，從而使聚合物粒子在凝聚過程中受到靜電斥力和更大的空間阻 礙作用，使膠乳的穩定性得以改善可聚合乳化劑的種類很多，丙烯酰胺類可聚合乳化劑具 有反應活性高、聚合物分子量高等獨特優點。
[0004] 聚合物驅油劑有合成聚合物、生化聚合物、天然聚合物的改性產物三大類。目前， 最常用的聚合物有兩類：一是以黃胞膠為代表的生物聚合物；二是以部分水解聚丙烯酰胺 及其衍生物為代表的合成聚合物，以HPAM為主。但HPAM耐溫抗鹽性能不理想，油藏條件下 的極限使用溫度僅為75°C，有鹽存在時粘度劇烈下降，二價金屬離子還會使其產生沉淀而 喪失粘度。另外，HPAM在剪切作用下會發生分子鏈斷裂，導致其增粘能力降低。研究表明， HPAM的耐溫性、抗鹽性和抗剪切性等性能較差，使其應用條件受到限制。黃胞膠具有一定的 抗鹽耐剪切性能，但黃胞膠在高溫地層內會發生熱氧化降解，用于三次采油的地層溫度一 般不宜高于60°C。另外黃胞膠的價格是HPAM的五倍，也限制了它的推廣。
[0005] 在聚合物分子鏈上引入一些較高熱穩定性單體單元、較大骨架的單體單元和強水 化能力的基團，從而增強聚合物熱穩定性和分子鏈的剛性，增強聚合物水化能力，使得聚合 物分子在高礦化度水溶液中可以保持較大的水動力學尺寸，這在一定程度上增強了聚合物 耐鹽能力。另外，功能單體的引入，使聚合物在高礦化度水質條件下水解受到限制，不會出 現與鈣鎂離子發生沉淀的現象，從而達到抗鹽的目的。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是：
[0007] 本發明的目的是提供一種可聚合功能性單體及其合成方法，可用作聚合乳化劑， 并用于耐溫抗鹽驅油用共聚物的合成，以改善驅油用聚合物的性能。
[0008] 本發明的可聚合功能性單體的產品技術方案是：
[0009] -種可聚合功能性單體，其結構如（I )式所示：
[0010]
【權利要求】
1. 一種耐溫抗鹽驅油用聚合物，其特征是通過以下方法制備： 第一步，將單體A與可聚合功能性單體B配成水溶液，用堿調節pH值為6?9 ;優選所 述的堿為：氫氧化鈉或碳酸鈉。 所述的單體A是下列中的至少一種：丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 和N-乙烯基吡咯烷酮； 所述的可聚合功能性單體B是至少一種通式結構為（I )所示的化合物：
(1) 在（I )式中，η是0或l，m是4,6或8 ; 所述單體A和所述可聚合功能性單體B在水溶液中的總質量濃度為10%?40%，其中可 聚合功能性單體B的質量為單體A質量的0. 8%?16% ; 第二步，在〇°C?20°C溫度下，在氮氣保護下，加入引發劑C，聚合1小時?8小時； 所述的引發劑C是以下中的任意兩種：偶氮引發劑、過氧化物引發劑和氧化還原引發 齊[J ;引發劑C的質量為上述兩種單體總質量的0. 01%?0. 1% ; 第三步，升溫到40°C?80°C，繼續聚合1小時?4小時； 第四步，將第三步所得膠體取出，造粒，干燥，粉碎，得到所述的耐溫抗鹽驅油用聚合 物。
2. -種權利要求1所述的耐溫抗鹽驅油用聚合物，其特征是： 在第一步中，所述的堿為：氫氧化鈉或碳酸鈉。
3. -種權利要求1所述的耐溫抗鹽驅油用聚合物，其特征是： 在第二步中， 所述偶氮引發劑選自下列中的至少一種：偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、 偶氮二甲酰胺、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽、偶氮異丁氰基甲酰胺、偶氮二環己基甲腈、偶 氮二氰基戊酸、偶氮二異丙基咪唑啉、偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈和偶氮二異庚腈； 所述過氧化物引發劑選自下列中的至少一種：過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸 鉀，過氧化苯甲酰和過氧化苯甲酰叔丁酯； 所述氧化還原引發劑選自下列中的至少一種：硫酸鹽-亞硫酸鹽、過硫酸鹽-硫脲、過 硫酸鹽-有機鹽和過硫酸銨-脂肪胺。
4. 一種權利要求3所述的耐溫抗鹽驅油用聚合物，其特征是： 所述的過硫酸銨-脂肪胺是下列中的至少一種：過硫酸銨-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基乙二胺 和過硫酸銨-二乙胺。
5. -種耐溫抗鹽驅油用聚合物，其結構如（22)式所示：
(22) 在（22)式中：η是0或1 ;m是4,6或8;χ是丙烯酰胺的聚合度，χ=10萬?50萬；y是 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的聚合度，y=5萬?15萬；z是可聚合功能性單體B的聚合 度，z=l萬?5萬。
6. -種耐溫抗鹽驅油用聚合物的合成方法，其特征是： 第一步，將單體A與可聚合功能性單體B配成水溶液，用堿調節pH值為6?9 ;優選所 述的堿為：氫氧化鈉或碳酸鈉； 所述的單體A是下列中的至少一種：丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 和N-乙烯基吡咯烷酮； 所述的可聚合功能性單體B是至少一種通式結構為（I )所示的化合物：
在（I )式中，η是0或l，m是4,6或8 ; 所述單體A和所述可聚合功能性單體B在水溶液中的總質量濃度為10%?40%，其中可 聚合功能性單體B的質量為單體A質量的0. 8%?16% ; 第二步，在〇°C?20°C溫度下，在氮氣保護下，加入引發劑C，聚合1小時?8小時； 所述的引發劑C是以下中的任意兩種：偶氮引發劑、過氧化物引發劑和氧化還原引發 齊[J ;引發劑C的質量為上述兩種單體總質量的0. 01%?0. 1% ; 所述偶氮引發劑選自下列中的至少一種：偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、 偶氮二甲酰胺、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽、偶氮異丁氰基甲酰胺、偶氮二環己基甲腈、偶 氮二氰基戊酸、偶氮二異丙基咪唑啉、偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈和偶氮二異庚腈； 所述過氧化物引發劑選自下列中的至少一種：過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸 鉀，過氧化苯甲酰和過氧化苯甲酰叔丁酯； 所述氧化還原引發劑選自下列中的至少一種：硫酸鹽-亞硫酸鹽、過硫酸鹽-硫脲、過 硫酸鹽-有機鹽和過硫酸銨-脂肪胺； 第三步，升溫到40°C?80°C，繼續聚合1小時?4小時。
7.第四步，將第三步所得膠體取出，造粒，干燥，粉碎，得到所述的耐溫抗鹽驅油用聚合 物。
【文檔編號】C07C231/02GK104250340SQ201310262917
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】趙方園, 黃鳳興, 伊卓 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