專利名稱：一種丙烯酸酯化合物和聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酸酯化合物和聚合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
丙烯酰胺類聚合物(PAM)是一種多用途的水溶性高分子，適用于染色、造紙、食品、建筑、冶金、選礦、煤粉、油田、水產(chǎn)加工與發(fā)酵等行業(yè)，在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。在油田開采中，丙烯酰胺共聚物作為采油助劑在三次采油中有著優(yōu)異的表現(xiàn)，為我國油田穩(wěn)產(chǎn)、 增產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。現(xiàn)階段，我國石油工業(yè)面臨著高溫高鹽油藏的開采問題，基于目前嚴峻的能源環(huán)境，如何開采苛刻地質(zhì)環(huán)境下的油藏，成為石油工業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。制備高分子量并耐溫抗鹽型丙烯酰胺共聚物型采油助劑是目前應(yīng)對該挑戰(zhàn)的主要方法。丙烯酰胺共聚物的分子量和結(jié)構(gòu)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(yīng)的水溶液的粘度也越高，實際驅(qū)油效果也越好，同時聚合物的支鏈對增加驅(qū)油效果也有著非常顯著的影響，測試結(jié)果表明具有支鏈的高分子量丙烯酰胺共聚物在耐鹽性、抗剪切性以及提高采收率上都要明顯優(yōu)于普通的丙烯酰胺共聚物。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，再與丙烯酰胺共聚，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(yīng)，使多元聚合體系更加復(fù)雜， 導(dǎo)致產(chǎn)物分子量難以提高，并且限制了丙烯酰胺共聚物結(jié)構(gòu)的改善，從而限制了共聚物綜合性能的提高。因此要解決三次采油問題，在使用功能單體以增加支鏈的同時，需要克服產(chǎn)物耐溫抗鹽性能難以提高的技術(shù)缺陷，以獲得較好耐溫抗鹽性能的產(chǎn)物，從而提高共聚物的綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服丙烯酰胺共聚物的耐溫抗鹽性能難以提高的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種丙烯酸酯化合物和聚合物及其制備方法和應(yīng)用。通常，可以選擇新的引發(fā)體系，引入適當(dāng)?shù)亩喙倌軋F的交聯(lián)劑或者鏈轉(zhuǎn)移劑來增加丙烯酰胺共聚物的分子量。例如，可以使用具有側(cè)鏈雙鍵的單體，作為交聯(lián)劑，如N， N'-亞甲基雙丙烯酰胺；也可以使用多功能性的胺基化合物為鏈轉(zhuǎn)移劑，如N，N, N, N-四甲基乙二胺，可以產(chǎn)生多個自由基活性中心引發(fā)聚合，上述交聯(lián)劑或鏈轉(zhuǎn)移劑不僅可以提高聚合物的分子量，同時也可以改變產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)通常加入的交聯(lián)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑雙鍵活性都比較高，在聚合的初期就完全參加了反應(yīng)，或者共聚活性較高，無法進一步增加聚合物的分子量。本發(fā)明的發(fā)明人出乎意料的發(fā)現(xiàn)含有烯丙基雙鍵的丙烯酸酯中的烯丙基雙鍵是惰性較強的雙鍵，在聚合初期基本不參加聚合，而在聚合中后期時才參見反應(yīng)并發(fā)揮交聯(lián)和鏈轉(zhuǎn)移的作用。因此，在本發(fā)明中，本發(fā)明的發(fā)明人選擇使用了含有烯丙基雙鍵的丙烯酸酯，可以達到更有效地交聯(lián)和鏈轉(zhuǎn)移的目的，從而顯著提高其分子量。本發(fā)明提供了一種丙烯酸酯化合物，其特征在于，該化合物具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸酯化合物，其特征在于，該化合物具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，
2.一種丙烯酸酯化合物的制備方法，其中，該丙烯酸酯化合物具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，
3.根據(jù)權(quán)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；相對于1重量份的第一有機化合物，丙烯酸的用量為0. 8-5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(yīng)催化劑的用量為 0. 001-0. 05 重量份。
4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述酯化反應(yīng)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制備方法，其中，該丙烯酸酯化合物具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，
7.根據(jù)權(quán)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8-24小時；相對于1重量份的式(2)化合物，丙烯酰氯或丙烯酰溴的用量為0. 4-5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(yīng)催化劑的用量為0. 001-0. 05重量份。
8.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述醇解反應(yīng)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(jù)權(quán)利要求2、3、6或7所述的方法，其中，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。
11.一種聚合物的制備方法，該方法包括在聚合條件下，將單體混合物與引發(fā)劑接觸，或者與引發(fā)劑和聚合助劑接觸，其特征在于，所述單體混合物含有丙烯酰胺和單體Α，所述單體A為權(quán)利要求1所述的丙烯酸酯化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，單體混合物與引發(fā)劑接觸，所述單體混合物與所述引發(fā)劑的重量比為1 1Χ10_6至1 5Χ10_4;或者所述單體混合物與引發(fā)劑和聚合助劑接觸，所述單體混合物、所述引發(fā)劑和聚合助劑的重量比為1 1Χ10—6至 ι 5 Xicr4 IXicr6 至 ι 2xicr4。
13.根據(jù)權(quán)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 5 XlCT6 至 1 8Χ1(Γ5。
14.根據(jù)權(quán)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-丙烯酰胺基-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- 二甲基丙烯酰胺中的一種或多種。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述單體混合物中，丙烯酰胺和耐溫抗鹽單體的重量比為1 0. 1-10。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述引發(fā)劑含有氧化還原引發(fā)劑，或者含有氧化還原引發(fā)劑和偶氮引發(fā)劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述聚合條件包括所述接觸包括低溫段接觸和低溫段接觸之后的高溫段接觸，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(quán)利要求11-17中任意一項所述的方法制備得到。
19.根據(jù)權(quán)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(shù)。
20.權(quán)利要求18或19所述的聚合物在制備驅(qū)油劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)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(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了上述丙烯酸酯化合物的制備方法。本發(fā)明進一步提供了一種聚合物的制備方法，該方法包括在聚合條件下，將單體混合物與引發(fā)劑接觸，或者與引發(fā)劑和聚合助劑接觸，所述單體混合物含有丙烯酰胺，其特征在于，所述單體混合物還含有上述丙烯酸酯化合物。本發(fā)明還提供了由上述聚合物的制備方法得到的聚合物。本發(fā)明還進一步提供了上述聚合物在制備驅(qū)油劑中的用途。本發(fā)明使用上述丙烯酸酯化合物與丙烯酰胺共聚制備出的丙烯酰胺共聚物，較現(xiàn)有丙烯酰胺共聚物，具有更好的耐溫抗鹽性能。
文檔編號C08F220/58GK102452936SQ201010517578
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18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