具有引发聚合反应功能的组合物及制备丙烯酰胺共聚物的方法技术

本发明专利技术涉及石油化工领域，公开了一种具有引发聚合反应功能的组合物及制备丙烯酰胺共聚物的方法。所述具有引发聚合反应功能的组合物含有有机胺和至少一种式I所示的化合物，两者的重量比为1：0.0001‑10000。此外，本发明专利技术还公开了一种制备丙烯酰胺共聚物的方法，包括：在引发剂存在下，使单体混合物在水中进行聚合反应，所述引发剂由本发明专利技术的组合物提供。通过采用二苯甲酮类化合物作为引发剂，可以在较低的引发温度下获得较高的聚合反应效率(丙烯酰胺共聚物粘均分子量较高)。

Composition with function of initiating polymerization and method for preparing acrylamide copolymer

The invention relates to the field of petrochemical industry, and discloses a composition which has the function of initiating polymerization and a method for preparing acrylamide copolymer. The composition having the function of initiating polymerization reaction contains organic amine and at least one type of compound shown in formula I, the weight ratio between them is 1:0.0001 10000. In addition, the invention also discloses a method for preparing the copolymer of acrylamide, including: in the presence of an initiator, the monomer mixture is polymerized in water, and the initiator is provided by the composition of the invention. By using two benzophenone compounds as initiators, higher polymerization efficiency (high viscosity average molecular weight of acrylamide copolymer) can be obtained at lower initiating temperature.

【技术实现步骤摘要】
具有引发聚合反应功能的组合物及制备丙烯酰胺共聚物的方法
本专利技术涉及石油化工领域，具体地，涉及一种具有引发聚合反应功能的组合物及制备丙烯酰胺共聚物的方法。
技术介绍
在常规油藏驱油过程中，高分子量部分水解聚丙烯酰胺在较低浓度下就可以实现分子链间的缠绕状态，增粘效果显著，化学稳定性较好，粘度保留率高，可以持续地降低水油流度比，提高波及体积，减少波及油藏的含油饱和度，从而提高采收率，因此是油田三次采油中广泛使用的一类驱油用聚合物产品。随着常规油藏可采储量的动用，接替储量的油藏条件越发苛刻，要求驱油聚合物具有更高的耐温、抗盐和抗剪切的性能。因此，希望通过采用新型聚合方法，研究新型引发体系来得到耐温抗盐驱油聚合物。目前聚丙烯酰胺粉剂产品常用的生产工艺有丙烯酰胺单体均聚后水解工艺和丙烯酰胺单体与丙烯酸单体共聚工艺。无论采用哪种工艺，聚合过程主要是将丙烯酰胺和丙烯酸等单体配成一定浓度的混合水溶液，经氧化-还原体系或偶氮化合物等热引发或光引发聚合，再经后处理得到产品。常规方法初始引发温度高，聚合过程不易掌握，导致产品质量难以控制，尤其是产品溶解时间和粘度都存在较大波动。在现有相关光引发制备聚丙烯酰胺驱油剂的报道中，如CN1590421A采用由过硫酸盐、NaHSO2·CH2O·2H2O、偶氮化合物和络合剂组成的光敏剂，由丙烯酰胺单体和阳离子单体得到共聚粉状产品；CN101353392A利用光敏剂-助光敏剂或普通氧化-还原引发体系，将物料混合后倾倒在平面上铺摊为薄片状，经紫外光照射，得到高分子量速溶阳离子聚丙烯酰胺；CN102321221A公开了一种星型聚丙烯酰胺类聚合物的制备方法，采用水溶液光聚合方式，利用二苯甲酮改性聚乙烯亚胺引发丙烯酰胺等单体共聚合成星型聚丙烯酰胺。上述方法得到的聚合物抗机械剪切性能有所增强，但工艺操作相对繁琐，且得到产物分子量小，实用性有待提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种可以用于在较低温度下获得高聚合反应效率的具有引发聚合反应功能的组合物及制备丙烯酰胺共聚物的方法。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种具有引发聚合反应功能的组合物，该组合物含有有机胺和至少一种式I所示的化合物，所述有机胺与至少一种式I所示的化合物的重量比为1：0.0001-10000，其中，R为C4-C12的含季铵盐结构的基团。第二方面，本专利技术提供了一种制备丙烯酰胺共聚物的方法，该方法包括：在光聚合反应条件下，在引发剂存在下，使单体混合物在水中进行聚合反应，其中，所述引发剂由第一方面所述的组合物提供，所述单体混合物含有丙烯酰胺。通过采用二苯甲酮类化合物作为引发剂，可以在较低的引发温度下获得粘均分子量为2500-3400万的聚丙烯酰胺驱油聚合物，并且得到的聚合物具有良好的耐温抗盐和抗剪切性能。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。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供的具有引发聚合反应功能的组合物含有有机胺和至少一种式I所示的(水溶性)二苯甲酮类化合物，所述有机胺与至少一种式I所示的化合物的重量比为1：0.0001-10000，优选为1：0.002-500，更优选为1：0.1-10，最优选为1：0.1-1。本专利技术使用的(水溶性)二苯甲酮类化合物具有下式I所示的结构：其中，R为C4-C12的含季铵盐结构的基团。本专利技术中，对R的取代位置没有特别的要求，优选地，本专利技术提供的(水溶性)二苯甲酮类化合物具有下式III所示的结构：本专利技术中，C4-C12的季铵盐基团可以指N上取代基是直链或支链的季铵盐基团，N上的四个取代基的实例可以各自独立地包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基和被取代(如羟基)的上述基团。优选地，R为-R11-N-(R12)3X-且R11为C1-C4的亚烷基(如亚甲基或亚乙基)、或-----OCH2CH2CH2---，R12为C1-C4的烷基(如-CH3或-C2H5)，X为卤素(F、Cl、Br或I)。更优选地，R为且X为卤素(F、Cl、Br或I)。进一步优选地，R为本专利技术的组合物中，所述有机胺可以为本领域各种常见的胺类还原助剂，优选情况下，所述有机胺为下式II所示化合物中的至少一种：其中，R1、R2和R3各自独立地为氢、直链烷基(C1-C5)、支链烷基(C1-C5)、环烷基(C1-C6)、芳香基(C1-C6)、烷氧基(C1-C6)、卤原子、硝基、巯基、氨基、烷胺基(C1-C6)、芳胺基(C1-C6)、烷羟基(C1-C6)或R1、R2和R3中任意两者能够环化成(五元、六元、七元或八元)二氮杂环，且R1、R2和R3不同时为氢。更优选地，R1、R2和R3自独立地为氢、-CH3、-C2H5、-CH2CH2OH、-CH(OH)CH3、-CH2CH2NH2、-CH(NH2)CH3、-C2H4N(CH3)2、-CON(CH3)2、或R1、R2和R3中任意两者能够环化成对二氮己环，且R1、R2和R3不同时为氢。进一步优选地，所述有机胺为N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N’-二甲基哌嗪、N,N,N’,N’-四甲基脲和三乙醇胺中的至少一种。根据本专利技术，为了进一步提高聚合反应效率，所述组合物还可以含有水溶性偶氮系引发剂。对水溶性偶氮系引发剂的含量没有特别的要求，优选地，所述有机胺与所述水溶性偶氮系引发剂的重量比为1：0.0001-10000，更优选为1：0.002-500，进一步优选为1：0.1-10，最优选为1：0.1-1。所述水溶性偶氮系引发剂可以为本领域常见的水溶性偶氮系引发剂，优选情况下，所述水溶性偶氮系引发剂选自2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双(2-咪唑啉丙烷)二盐酸盐和4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)中的至少一种，进一步优选为2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述组合物还含有水溶性偶氮系引发剂，且所述有机胺、至少一种如上所述的二苯甲酮类化合物、水溶性偶氮系引发剂的重量比为1：0.1-10：0.1-10，所述有机胺为N,N,N’,N’-四甲基乙二胺，所述水溶性偶氮系引发剂为2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐。采用该优选实施方式中的组合物作为引发剂能够进一步提高聚合效率。根据本专利技术的优选实施方式，所述组合物由上述成分组成。一般地，本专利技术的组合物中的各个成分独立保存，在使用时分别添加至聚合反应体系中。本专利技术提供的制备丙烯酰胺共聚物的方法包括：在光聚合反应条件下，在引发剂存在下，使单体混合物在水中进行聚合反应，其中，所述引发剂由上述组合物提供，所述单体混合物含有丙烯酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有引发聚合反应功能的组合物，其特征在于，该组合物含有有机胺和至少一种式I所示的化合物，所述有机胺与至少一种式I所示的化合物的重量比为1：0.0001‑10000，优选为1：0.002‑500，

【技术特征摘要】
1.一种具有引发聚合反应功能的组合物，其特征在于，该组合物含有有机胺和至少一种式I所示的化合物，所述有机胺与至少一种式I所示的化合物的重量比为1：0.0001-10000，优选为1：0.002-500，其中，R为C4-C12的含季铵盐结构的基团。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，R为-R11-N-(R12)3X-且R11为C1-C4的亚烷基、或-----OCH2CH2CH2---，R12为C1-C4的烷基，X为卤素。3.根据权利要求2所述的组合物，其中，R为4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述有机胺为下式II所示化合物中的至少一种：其中，R1、R2和R3各自独立地为氢、直链烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、烷氧基、卤原子、硝基、巯基、氨基、烷胺基、芳胺基、烷羟基或R1、R2和R3中任意两者环化成二氮杂环，且R1、R2和R3不同时为氢；或者，R1、R2和R3自独立地为氢、-CH3、-C2H5、-CH2CH2OH、-CH(OH)CH3、-CH2CH2NH2、-CH(NH2)CH3、-C2H4N(CH3)2、-CON(CH3)2、或R1、R2和R3中任意两者环化成对二氮己环，且R1、R2和R3不同时为氢。5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述有机胺为N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N’-二甲基哌嗪、N,N,N’,N’-四甲基脲和三乙醇胺中的至少一种。6.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物还含有水溶性偶氮系引发剂。7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述有机胺与所述水溶性偶氮系引发剂的重量比为1：0.0001-10000，优选为1：0.002-500。8.根据权利要求6或7所述的组合物，其中，所述水溶性偶氮系引发剂选自2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双(2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊卓，方昭，胡晓娜，杜超，张文龙，祝纶宇，刘希，
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