一種水溶性支化聚合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水溶性支化聚合物及其制備方法。該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(jìn)行反應(yīng)；（2）向步驟（1）的反應(yīng)體系中加入端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；（3）向步驟（2）的反應(yīng)體系中繼續(xù)加入丙烯酰胺和氟碳兩親表面活性劑，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；（4）將步驟（3）的反應(yīng)體系置于烘箱中；然后加入氫氧化鈉，經(jīng)水解反應(yīng)即得所述水溶性支化聚合物。本發(fā)明利用鈰鹽和端羥基構(gòu)成氧化還原引發(fā)體系制備水溶性超支化聚合物，然后直接來引發(fā)丙烯酰胺的自由基聚合，得到水溶性超支化多臂共聚物。本發(fā)明提供的水溶性支化聚合物的制備方法，采用后固化，后水解工藝，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
【專利說明】一種水溶性支化聚合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種水溶性支化聚合物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]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(yīng)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?jiān)鰪?qiáng)劑以及液體的減阻劑等，廣泛應(yīng)用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦冶、地質(zhì)、輕紡、建筑等工業(yè)領(lǐng)域。HPAM易溶于水，幾乎不溶于苯、乙醚、酯類、丙酮等一般有機(jī)溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險(xiǎn)品，無毒、無腐蝕性。尤其在石油工業(yè)用途廣泛，隨著聚合物驅(qū)在油田的工業(yè)化應(yīng)用，增大了對該產(chǎn)品的需求。目前應(yīng)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(qū)油的實(shí)踐過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如聚丙烯酰胺的剪切降解是較嚴(yán)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)物的抗剪切、熱降解和氧化降解的能力，但提聞的幅度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)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(yīng)用。
[0004]本發(fā)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:
[0005](I)將丙烯酰胺溶于水中，并加入鈰鹽進(jìn)行反應(yīng)；
[0006](2)向步驟(1)的反應(yīng)體系中加入端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；
[0007](3)向步驟(2)的反應(yīng)體系中繼續(xù)加入丙烯酰胺和氟碳兩親表面活性劑，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng);
[0008]所述氟碳兩親表面活性劑是按照下述方法制備的:
[0009]I)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(yīng)完畢后得到雙全氟辛基磺酰胺；
[0010]2)將所述雙全氟辛基磺酰胺與2-氯乙醇在有機(jī)溶劑中混合，再加入氫氧化鈉或氫氧化鉀進(jìn)行反應(yīng)，得到N，N-乙醇雙全氟辛基磺酰胺；
[0011]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(jìn)行反應(yīng)，得到所述氟碳兩親表面活性劑；
[0012](4)將步驟(3)的反應(yīng)體系置于烘箱中；然后加入氫氧化鈉，經(jīng)水解反應(yīng)即得所述水溶性支化聚合物。
[0013]上述的制備方法中，步驟(1)中，所述鈰鹽為CeCl3、Ce (NO3)JPCe2 (SO4)3中至少一種；[0014]步驟(2)中，所述端羥基聚醚酯多元醇的結(jié)構(gòu)式如式I所示:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一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(jìn)行反應(yīng)； (2)向步驟(1)的反應(yīng)體系中加入端羥基聚醚酯多元醇和所述鈰鹽，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)； (3)向步驟(2)的反應(yīng)體系中繼續(xù)加入丙烯酰胺和氟碳兩親表面活性劑，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)； 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(yīng)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(jī)溶劑中混合，再加入氫氧化鈉或氫氧化鉀進(jìn)行反應(yīng)，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(jìn)行反應(yīng)，得到所述氟碳兩親 表面活性劑； (4)將步驟(3)的反應(yīng)體系置于烘箱中；然后加入氫氧化鈉，經(jīng)水解反應(yīng)即得所述水溶性支化聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于: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(jié)構(gòu)式如式I所示:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，所述丙烯酰胺、所述水與所述鈰鹽的質(zhì)量比為68~72:390~420:0.03~0.04 ; 所述反應(yīng)的溫度為45°C~50°C ； 所述反應(yīng)的時間為1.5小時~2.0小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于: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(zhì)量比為0.005~0.006:0.03 ~0.04:68 ~72 ； 所述反應(yīng)的溫度為45°C~50°C ； 所述反應(yīng)的時間為1.5小時~2.0小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于: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(zhì)量比為2~3:0.8 ~L O:68 ~72 ； 所述反應(yīng)的溫度為45°C~50°C ； 所述反應(yīng)的時間為1.5小時~2.0小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于:步驟(4)中，所述烘箱的溫度為80°C~90°C，置于所述烘箱中的時間為4小時~6小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于:步驟(4)中，所述氫氧化鈉的加入量與步驟(1)中加入的所述丙烯酰胺的質(zhì)量比為16~18:68~72 ； 所述水解反應(yīng)的溫度為120°C~140°C ； 所述水解反應(yīng)的時間為2小時~4小時。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述方法制備的水溶性支化聚合物。
9.權(quán)利要求8所述水溶性支化聚合物在作為驅(qū)油劑中的應(yīng)用。
10.一種驅(qū)油劑，其包括權(quán)利要求8所述水溶性支化聚合物。
【文檔編號】C08F283/02GK103910830SQ201410156158
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】呂鑫, 張健, 梁守成, 李強(qiáng), 靖波, 唐恩高, 周永豐 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 上海交通大學(xué)