一种疏水缔合型聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种疏水缔合型聚合物及其制备方法和应用。该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为4-50重量％，所述结构单元B的含量为40-95重量％，所述结构单元C的含量为0.05-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1200万-3000万。本发明专利技术提供的聚合物疏水缔合型聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点，从而使得该聚合物具有良好的驱油效果。

Hydrophobically associating polymer, preparation method and application thereof

The invention discloses a hydrophobically associating polymer and a preparation method and application thereof. The polymer containing structural unit A, structure unit B and unit C structure, the structure of unit A type (1) structural unit represented by the structural unit (2) for B type structural unit represented by the structural unit C type (3) structure unit is shown to. The polymer weight, content of the structural unit A is 4-50% by weight, content of the structural unit B is 40-95% by weight, content of the structural unit C is 0.05-10% by weight; the polymer viscosity average molecular weight of 12 million -3000 million. The polymer hydrophobically associating polymer provided by the invention has the advantages of good water solubility, strong adhesiveness, good temperature resistance, salt resistance and good surface activity, and thus the polymer has good oil displacement effect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种疏水缔合型聚合物及制备方法，以及所述疏水缔合型聚合物作为驱油剂的应用。
技术介绍
疏水缔合型聚合物是指在亲水性聚合物的主链上通过共聚或改性的方式引入少量疏水结构单元而得到的一类水溶性聚合物，该类聚合物有其独特的溶液性能，在溶液性质方面与常规水溶性聚合物有着很大的区别，已发展成为水溶性聚合物材料研究的热点之一。由于在疏水缔合型聚合物结构中含有少量的疏水单元，大大改变了原有聚合物溶液的性质。在聚合物的稀溶液中，由于高分子链结构中疏水单元的疏水作用而发生分子内缔合，引起高分子链水力学体积的减小，从而在宏观上表现为溶液粘度的降低。当疏水缔合聚合物溶液的浓度高于临界缔合浓度后，使得众多的高分子链因发生了大分子链间的疏水缔合作用而有效地进行聚集，进而形成三维的空间结构和超分子结构。这一临界浓度为临界缔合浓度。在临界缔合浓度以上，高分子链间形成新的物理交联结构，水力学体积增加，表现为溶液的粘度明显增大。这种物理交联结构为动态结构，是一个可逆过程，随剪切速率的增大而被破坏，降低剪切速率又会逐渐恢复到原来状态。另外，加入一定的无机盐或者升高温度，可增强溶剂的极性，强化高分子链间的疏水缔合作用，表现为优异的耐温抗盐性能。这些性能均是疏水缔合型聚合物所特有的性质。疏水缔合型聚合物主要是通过丙烯酰胺与疏水单体的胶束自由基聚合得到。研究表明胶束共聚法是合成增粘性疏水缔合型聚合物的最有效的方法。疏水单体通常为油溶性单体或两亲性单体。疏水缔合型聚合物作为驱油剂用于三次采油领域也存在一定的局限性。首先由于疏水单体的引入，大大影响了共聚物的水溶性，由此给油田配注现场带来经济压力和施工困难。丙烯酰胺类疏水单体在胶束共聚中具有反应活性适中，聚合物分子量高等特点，可用于丙烯酰胺类单体的共聚合，从而得到性能优异的驱油用聚合物。该类聚合物不仅具有高分子聚合物增粘性，同时具有小分子表面活性剂的增溶和乳化性能，可以有效克服表面活性剂/聚合物二元复合驱在地层运移过程中出现的分离现象，以提高波及效率和洗油效率，进而提高原油采收率。因此将丙烯酰胺类疏水单体引入到聚丙烯酰胺的大分子链上，是一条有效的改善耐温抗盐型驱油聚合物综合性能的重要途径。
技术实现思路
本专利技术提供了一种疏水缔合型聚合物及制备方法，以及所述疏水缔合型聚合物作为驱油剂的应用。本专利技术提供的聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点，从而使得该聚合物具有良好的驱油效果。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种疏水缔合型聚合物，其中，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为4-50重量％，所述结构单元B的含量为40-95重量％，所述结构单元C的含量为0.05-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1200万-3000万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，M为H、Na或K，n为1-10的整数。本专利技术还提供了一种疏水缔合型聚合物的制备方法，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，单体D、单体E和单体F发生聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总重量为基准，所述单体D的用量为4-50重量％，所述单体E的用量为40-95重量％，所述单体F的用量为0.05-10重量％；所述聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的粘均分子量为1200万-3000万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，M为H、Na或K，n为1-10的整数。本专利技术还提供了上述疏水缔合型聚合物作为驱油剂的应用。本专利技术是在丙烯酰胺与磺酸单体的共聚物中引入一种丙烯酰胺类的疏水单体，在保证驱油聚合物具有良好水溶性的前提下，进一步提高了聚丙烯酰胺溶液的表面活性以及耐温抗盐性。由于在疏水单体末端的强疏水基团萘环基的引入，不仅降低聚合物溶液的表面张力和界面张力，具有良好的表面活性、增容乳化及洗油能力，同时大大提高了共聚物的疏水缔合作用，使共聚物水溶液在高温高盐下保持较高的粘度；同时强极性磺酸基团的引入，大大增加了抗二价金属离子能力，而且其很强的亲水作用与静电排斥力使共聚物具有良好的水溶性，也极大地增大了分子链的流体力学体积，表现出良好的增粘作用和耐温抗盐性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种疏水缔合型聚合物，其中，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为4-50重量％，所述结构单元B的含量为40-95重量％，所述结构单元C的含量为0.05-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1200万-3000万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，M为H、Na或K，n为1-10的整数。根据本专利技术，在优选情况下，R1、R5和R6各自独立地为H或甲基，R2为亚甲基，R3和R4各自独立地为甲基，M为Na，n为1-8的整数。在本专利技术中，所述C1-C4的烷基可以是直链或支链的，可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。在本专利技术中，所述亚烷基是指烷烃失去两个氢原子后的残基，所述两个氢原子可以为同一个碳原子上的两个氢原子，也可以不同碳原子上的两个氢原子，可以是直链的，也可以是支链的，例如，所述亚乙基可以是-CH2CH2-或-CH(CH3)-。另外，所述C1-C4的亚烷基可以是直链或支链的，可以包括但不限于：亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚仲丁基、亚异丁基和亚叔丁基。根据本专利技术，在优选情况下，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量可以为10-40重量％，所述结构单元B的含量可以为55-90重量％，所述结构单元C的含量可以为0.1-5重量％；所述聚合物的粘均分子量可以为1500万-2300万。本专利技术的专利技术人在研究中发现，由特定的结构单元A、结构单元B和结构单元C组成的聚合物用于驱油剂时能取得较好的驱油效果。例如，所述结构单元A可以为具有式(1-1)所示结构的结构单元，所述结构单元B可以为具有式(2-1)所示结构的结构单元，所述结构单元C可以为具有式(3-1)所示结构的结构单元，其中，M为Na，n为1-8的整数。本专利技术还提供了一种疏水缔合型聚合物的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水缔合型聚合物，其特征在于，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为4‑50重量％，所述结构单元B的含量为40‑95重量％，所述结构单元C的含量为0.05‑10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1200万‑3000万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1‑C4的烷基，R2为C1‑C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1‑C4的烷基，且R3和R4不同时为H，M为H、Na或K，n为1‑10的整数。

【技术特征摘要】
1.一种疏水缔合型聚合物，其特征在于，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为4-50重量％，所述结构单元B的含量为40-95重量％，所述结构单元C的含量为0.05-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1200万-3000万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，M为H、Na或K，n为1-10的整数。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中，R1、R5和R6各自独立地为H或甲基，R2为亚甲基，R3和R4各自独立地为甲基，M为Na，n为1-8的整数。3.根据权利要求1或2所述的聚合物，其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为10-40重量％，所述结构单元B的含量为55-90重量％，所述结构单元C的含量为0.1-5重量％；所述聚合物的粘均分子量为1500万-2300万。4.权利要求1-3中任意一项所述的疏水缔合型聚合物的制备方法，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，单体D、单体E和单体F发生聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总重量为基准，所述单体D的用量为4-50重量％，所述单体E的用量为40-95重量％，所述单体F的用量为0.05-10重量％；所述聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的粘均分子量为1200万-3000万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方园，王晓春，于芳，杨捷，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11