專利名稱:具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物及其制備方法和應用。
背景技術(shù):
聚丙烯酰胺(HPAM)是目前用于油田三次采油的主要化學劑,對于溫度較低的I類油藏具有很好的驅(qū)油效果,能夠極大的提高石油采收率。然而,HPAM的使用受工作環(huán)境溫度的影響很大,對于埋藏較深的II類、III類油藏,由于高溫和活性雜質(zhì)的存在,微量的氧也會引起聚合物嚴重的氧化降解,導致溶液的黏度急劇下降,失去黏性和高分子性能,喪失其使用價值。這是目前在II類、III類油藏實際應用中十分突出的問題。能用于丙烯酰胺類水溶液高分子的抗氧化穩(wěn)定劑的品種很少,同時還普遍存在高溫效果差、用量大、在聚合物運移過程中易發(fā)生色譜分離的問題。目前HPAM生產(chǎn)企業(yè)所采用的應對方法主要是在HPAM產(chǎn)品中加入小分子熱穩(wěn)定劑和具有交聯(lián)作用的黏度保持劑, 例如受阻酚、對苯二酚、甲醛、堿金屬硼氫化物、堿金屬連二亞硫酸鹽等,但效果都不理想。 因此迫切需要尋求適用于高溫條件下的新型高效水溶液抗氧化降解的穩(wěn)定劑或者系統(tǒng)的抗熱降解解決方案。目前較理想的解決方案是將穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)以化學鍵的形式引入HPAM大分子中,從而解決色譜分離的問題,提高穩(wěn)定劑效率,降低用量。但是由于穩(wěn)定劑同時也是阻聚劑,因此不能作為單體參與HPAM聚合,而只能在HPAM聚合完成后采用大分子反應,后接枝穩(wěn)定劑基團。但是,由于HPAM具有高黏性,使得穩(wěn)定劑接枝只存在于HPAM膠粒表面,導致接枝效率不高,接枝不均勻。因此,目前還沒能夠?qū)崿F(xiàn)化學接枝穩(wěn)定劑的有效手段。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題,提供一種具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物及其制備方法和應用。本發(fā)明提供了一種具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物,其中,所述共聚物含有式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元和式(2)所示的結(jié)構(gòu)單元
權(quán)利要求
1.一種具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物,其特征在于,所述共聚物含有式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元和式(2)所示的結(jié)構(gòu)單元
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共聚物,其中,式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元的含量為式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元和式(2)所示的結(jié)構(gòu)單元的總重量的60-90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共聚物,其中,式O)中,R1為H和C1-C6的烷基中的任意一種,R2為C2-C6的亞烷基中的任意一種,X為式⑷表示的含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共聚物,其中,R1選自氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基和異丁基中的一種出2選自亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞丁基、亞異丁基、亞戊基和亞己基中的一種;χ選自下述含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團中的任意一種
5.一種具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物的制備方法,其特征在于,該方法包括 在引發(fā)劑的存在下,將式( 所示的化合物與式(6)所示的化合物進行水溶液聚合,
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,水、式(5)所示的化合物、式(6)所示的化合物以及引發(fā)劑的重量比為 1000 (80-450) (10-50) (0.01-3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中,水、式(5)所示的化合物、式(6)所示的化合物以及引發(fā)劑的重量比為 1000 (100-260) (10-30) (0.01-0.1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,聚合的條件包括起始聚合溫度為0-70°C,聚合時間為5-10小時,pH值為7. 7-10。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,引發(fā)劑為偶氮型引發(fā)劑和/或氧化還原型引發(fā)劑;所述偶氮型引發(fā)劑為偶氮二異丁腈和/或偶氮二異庚腈;所述氧化還原型引發(fā)劑為過硫酸鉀-亞硫酸鈉引發(fā)劑和/或硫酸銨-亞硫酸氫鈉引發(fā)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,式(6)所示的化合物的制備方法包括在溶劑和阻聚劑的存在下以及縮合反應條件下,將第一反應物與第二反應物接觸;所述第一反應物為式(7)所示的化合物,所述第二反應物為式(8)所示的化合物
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,第一反應物中的Y為-0H,第二反應物中的Z 為-Cl,第一反應物與第二反應物的摩爾比為1 1-3;阻聚劑與第一反應物的摩爾比為 0.005-0.02 1。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,第一反應物與第二反應物的摩爾比為 1 1-2 ;阻聚劑與第一反應物的摩爾比為0.01-0. 02 1。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,縮合反應的條件包括反應的溫度為50-60°C, 反應的時間為4-8小時。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法,其中,第一反應物和第二反應物的接觸在縛酸劑的存在下進行,第一反應物與縛酸劑的摩爾比為1 1-1.5。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,第一反應物與縛酸劑的摩爾比為 1 1. 1-1. 4。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,所述縛酸劑選自三乙胺、三乙醇胺和乙二胺中的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法,其中,所述第二反應物選自丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、乙基丙烯酰氯、丙基丙烯酰氯、丁基丙烯酰氯、戊基丙烯酰氯和己基丙烯酰氯中的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,第一反應物中的Y為-NH2,第二反應物中的 Z為-0H,第一反應物與第二反應物的摩爾比為1 1-3;阻聚劑與第一反應物的摩爾比為 0.005-0.02 1。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中,第一反應物與第二反應物的摩爾比為 1 1-2;阻聚劑與第一反應物的摩爾比為0.01-0. 02 1。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中,縮合反應的條件包括將含有溶劑、阻聚劑、第一反應物和第二反應物的反應混合物加熱回流,所述加熱回流的時間為1-5小時。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中,反應混合物中還含有催化劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中,第一反應物與催化劑的摩爾比為 0.1-0.5 1,所述催化劑為濃硫酸或氫氧化鈉。
23.根據(jù)權(quán)利要求17-20中的任意一項所述的方法,其中,所述第二反應物選自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、丁基丙烯酸、戊基丙烯酸和己基丙烯酸中的至少一種。
24.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,所述阻聚劑選自對苯二酚、對甲氧基苯酚和苯醌中的至少一種,所述溶劑選自丙酮、苯、甲苯和環(huán)己烷中的至少一種。
25.權(quán)利要求1-4中任意一項所述具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物在驅(qū)油劑中的應用。
全文摘要
具有含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團的共聚物,其中,所述共聚物含有式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元和式(2)所示的結(jié)構(gòu)單元式(1)中,W選自-CONH2、-COOH和-CON(CH3)2中的一種,式(2)中,R1為H和C1-C10的烷基中的任意一種,R2為C1-C10的亞烷基中的任意一種,A為-O-或者-NH-,X為式(3)表示的含聯(lián)硫結(jié)構(gòu)的環(huán)狀基團式(3)中,R3和R4各自獨立地選自H和C1-C3的烷基中的任意一種,n為3-10的整數(shù),該共聚物的特性粘數(shù)為1500-3500。所述共聚物具有優(yōu)異的抗鹽能力。
文檔編號C09K8/588GK102464760SQ201010544088
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)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