一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物及其应用。所述组合物包含聚合单体和溶剂；其中，所述聚合单体包含可聚合表面活性单体、阴离子单体和丙烯酰胺类单体。所述组合物还可以包含助分散剂和/或促缔剂。本发明专利技术提供的这一组合物可以采用水溶液聚合法而得到两亲性微嵌段共聚物，利用该组合物聚合反应得到的两亲性共聚物具有较好的表面活性、较高的分子量、优异的溶解性能，可用于油田三次采油聚表剂驱。

A composition for preparing amphiphilic micro block copolymers and its application

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物及其应用
本专利技术涉及高分子化合物
，尤其涉及一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物及其应用。
技术介绍
两亲微嵌段共聚物其分子链上含有类似于表面活性实体的重复单元，是一种高分子表面活性剂，兼有增粘和表面活性，故又称为聚表剂。聚表剂因其优异的性能在石油开采三次采油领域受到科研工作者的关注。聚表剂作为驱油剂，兼有流度控制和乳化原油增溶的双重特性，既可调整吸水剖面，提高波及系数，又能强化洗油驱替原油，提高洗油效率，达到提高原油采收率的作用。目前这一技术在在大庆油田进行了先导性矿场试验，取得了一定的成效，这对大庆油田在聚合物驱之后实现持续稳产意义重大。然而聚表剂溶解性能差严重影响了驱油效果以及注入性能。由于聚表剂的分子量大、分子链间缔合作用强等因素显著降低了其溶解性能。通常聚表剂的溶解时间长达3小时以上，这较大程度地提高了对注剂配套设施的要求，并且降低了注剂效率增大成本，通常需要增加熟化罐的数量容积以及延长溶解时间才能满足配制要求。而且，聚表剂一旦熟化不好，不仅降低药剂自身的表面活性和增粘性能，显著影响驱油效率，严重时还会导致注入困难。因此，在不改变注剂设备工艺的基础上，聚表剂的溶解性能成为聚表剂驱提高采收率的重要因素。影响聚丙烯酰胺颗粒的溶解速度有颗粒的比表面积、亲水性以及分子间的作用力。申请号为201710267833.8的专利技术专利提出可采用20-30％硫酸铵溶液为介质水分散聚合法制备疏水缔合聚合物，通过聚合方法降低颗粒粒径(微米级)增大比表面积，虽然可以提高聚合物的溶解速度，然而分散介质与油藏地层水中钙镁离子可形成大量沉淀容易在井口堆积从而影响聚合物的注入性能。申请号为201310257597.3的专利技术专利提出助溶剂氨水以及尿素提高溶解速度。尿素作为聚丙烯酰胺的常用助溶剂，只能在一定程度上增加普通聚丙烯酰胺的溶解性能。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物。本专利技术的另一目的在于提供一种利用该组合物制得的两亲性微嵌段共聚物；本专利技术的又一目的在于提供一种利用该组合物制备两亲性微嵌段共聚物的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物，所述组合物包含聚合单体和溶剂；其中，所述聚合单体包含可聚合表面活性单体、阴离子单体和丙烯酰胺类单体。优选地，所述可聚合表面活性单体为二十二烷基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯；所述阴离子单体包含有羧基单体和磺酸基单体；优选地，所述羧基单体为甲基丙烯酸；优选地，所述磺酸基单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和/或对苯乙烯磺酸钠；和/或所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的任一种或多种，优选为丙烯酰胺。优选地，可聚合表面活性单体在所述聚合单体中的摩尔百分含量为0.35％-0.65％；甲基丙烯酸在所述聚合单体中的摩尔百分含量为1％-5％，更优选为5％；可选地，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在所述聚合单体中的摩尔百分含量为10％-20％和/或对苯乙烯磺酸钠在所述聚合单体中的摩尔百分含量为7.5％-10％。优选地，所述组合物中还包含助分散剂；优选地，所述助分散剂在溶剂中的质量百分含量为0.1％-0.5％；优选地，所述助分散剂选自弱交联聚丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素中的任一种或多种，优选为弱交联聚丙烯酰胺。优选地，所述弱交联聚丙烯酰胺按照如下方法制得：将浓度为20-30wt％的丙烯酰胺水溶液与交联剂和引发剂混合，其中，交联剂的质量不超过丙烯酰胺质量的0.1％，在45-50℃条件下反应10-12小时，得到所述弱交联聚丙烯酰胺。优选地，所述组合物还包含促缔剂；优选地，所述促缔剂在溶剂中的浓度为0.05％-0.2％；可选地，所述促缔剂为氯化钠。一种两亲性微嵌段共聚物，采用本专利技术提供的组合物通过水溶液聚合而得；优选地，所述两亲性微嵌段共聚物具有如下性质：在20-40℃的溶解时间不超过40min，更优选不超过30min；特性黏度可达13.74dL/g；和/或临界胶束浓度低至1000mg/L。一种本专利技术提供的两亲性微嵌段共聚物的制备方法，将本专利技术提供的组合物与助溶剂、络合剂和链转移剂混合均匀，再加入引发剂引发聚合，聚合温度优选为40-60℃，聚合时间优选为4-6小时，从而得到所述两亲性微嵌段共聚物。优选地，所述助溶剂为尿素；所述络合剂为EDTA或EDTA盐；所述链转移剂为甲酸钠；和/或所述引发剂包含过硫酸钾、亚硫酸钠和偶氮二异丁脒盐酸盐。优选地，聚合结束后，所述制备方法还包括：1)造粒的步骤；2)干燥的步骤；和3)筛分的步骤。有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供的组合物通过优化组成，使得组合物可以采用水溶液聚合法而得到两亲性微嵌段共聚物，没有使用表面活性剂进行胶束，避免后处理的麻烦以及表面活性剂对溶解性能的影响。只采用羧基单体难以实现缔合作用强的两亲性微嵌段共聚物的速溶，本专利技术通过将羧基单体、磺酸基单体和弱交联聚丙烯酰胺组合使用，在离子强度大的磺酸基单体强亲水作用下以及吸水速率较快的弱交联聚丙烯酰胺的共同作用下实现了在不影响两亲性微嵌段共聚物的分子量和表面活性的基础上提高速溶性能。本专利技术提供的组合物通过加入促缔剂(优选采用氯化钠)来促进缔合作用，没有使用表面活性剂进行胶束，避免后处理的麻烦以及表面活性剂对溶解性能的影响。本专利技术提供的组合物中的单体种类较少，并且可聚合表面活性单体和阴离子单体的用量较低。本专利技术提供的组合物通过将羧基单体和磺酸基单体并用而实现增加溶解速度的同时也降低了成本。本专利技术提供的组合物可以通过水溶液聚合而得到溶解速度快(20℃-40℃温度条件下最快30分钟内可完全溶解)、分子量较高(特性黏度可达13.74dL/g)和表面活性较高(临界胶束浓度低至1000mg/L)的两亲性微嵌段共聚物。附图说明图1是聚合物溶解过程电导率变化曲线；图2是聚合物P3溶液的荧光性能；图3是聚合物溶液I1/I3值随浓度变化曲线。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。第一方面本专利技术在第一方面提供了一种可用于制备两亲性微嵌段共聚物的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物，其特征在于，所述组合物包含聚合单体和溶剂；/n其中，所述聚合单体包含可聚合表面活性单体、阴离子单体和丙烯酰胺类单体。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备两亲性微嵌段共聚物的组合物，其特征在于，所述组合物包含聚合单体和溶剂；
其中，所述聚合单体包含可聚合表面活性单体、阴离子单体和丙烯酰胺类单体。


2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，
所述可聚合表面活性单体为二十二烷基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯；
所述阴离子单体包含羧基单体和磺酸基单体；优选地，所述羧基单体为甲基丙烯酸；优选地，所述磺酸基单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和/或对苯乙烯磺酸钠；和/或
所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的任一种或多种，优选为丙烯酰胺。


3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，
可聚合表面活性单体在所述聚合单体中的摩尔百分含量为0.35％-0.65％；
甲基丙烯酸在所述聚合单体中的摩尔百分含量为1％-5％，更优选为5％；可选地，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在所述聚合单体中的摩尔百分含量为10％-20％和/或对苯乙烯磺酸钠在所述聚合单体中的摩尔百分含量为7.5％-10％。


4.根据权利要求1至3任一项所述的组合物，其特征在于，
所述组合物中还包含助分散剂；
优选地，所述助分散剂在溶剂中的质量百分含量为0.1％-0.5％；
优选地，所述助分散剂选自弱交联聚丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素中的任一种或多种，优选为弱交联聚丙烯酰胺。


5.根据权利要求4所述的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻琴，宋考平，蔡建超，潘峰，李霁航，张舒恒，蒋圣东，
申请(专利权)人：东北石油大学，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：黑龙;23