一种丙烯酰胺系接枝共聚物及其制备方法和应用以及驱油用组合物的制作方法_2

文档序号:9743188阅读:来源:国知局
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-CH 2CH2-或-CH (CH3)
[0032] 本发明的发明人在研究中发现,由特定的结构单元A、结构单元B和结构单元C组 成的三元接枝共聚物能够获得更高的表面活性、增粘性和耐温抗盐性。具体地,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(3-1)所示的结构单元,
[0034] 其中,R1为H或甲基;R2、R3和R 4各自独立地为H、-CH2CH2SO3M1基团或
M1为钠或钾,R9为C8-C12的烷基,且R 2、R3和R4中至少有 一个-CH2CH2SO3M1基团和一个
[0035] 本发明还提供一种丙烯酰胺系接枝共聚物的制备方法,该方法包括:
[0036] (1)在催化剂的存在下,在非质子极性溶剂中使取代度为0. 3-1. 5的磺乙基纤维 素与式(4)所示的对烷基苄卤接触,并分离出接触后所得产物中的式(5)所示的化合物,
[0037]
[0038] 其中,取代度为0. 3-1. 5的磺乙基纤维素的取代基团为-CH2CH2SO3M1基团,M 1为钠 或钾;R9为C2-C16的烷基,优选为C8-C12的烷基;X为氟、氯或溴,优选为氯或溴;R 2、R3和 R4各自独立地为H、-CH2CH2SO3Mi基团或
η为230-290的整 数,且R2、R3和R4中至少有一个-CH2CH 2SO3Mi基团和一个.
[0039] (2)在引发剂的存在下,在溶液聚合条件下,在水中使式(5)所示的化合物与式 (6)所示的单体和式(7)所示的单体接触,
[0041] 其中,RjPR5各自独立地为H或者C1-C4的烷基,优选为H或者甲基;R6和R7各 自独立地为C1-C4的烷基,优选为甲基;R S为C1-C4的亚烷基,优选为亚甲基;M2为钠或钾。 [0042] 在本发明中,分子中平均每个失水葡萄糖单元上被反应试剂取代的羟基数目称为 取代度。所述取代度为〇. 3-1. 5的磺乙基纤维素(取代基团为-CH2CH2SO具基团,M1为钠 或钾)可以商购得到。取代后的磺乙基纤维素的取代度可以为大于〇且小于等于2。
[0043] 根据本发明的制备方法,步骤(1)中,所述取代度为0. 3-1. 5的磺乙基纤维素与 式(4)所示的对烷基苄卤的用量配比可以在较宽的范围内变化,一般地,所述取代度为 0. 3-1. 5的磺乙基纤维素葡萄糖单元与式(4)所示的对烷基苄卤的摩尔数的比可以为1 : 〇· 2-5,优选为 1 :0· 8-2. 5。
[0044] 根据本发明的制备方法,所述催化剂的用量可以在较宽的范围内变动,只要可以 使磺乙基纤维素与对烷基苄卤发生取代反应即可。一般地,所述催化剂的重量与取代度为 0. 3-1. 5的磺乙基纤维素和式(4)所示的对烷基苄卤的总重量的比值可以为0. 01-0. 5 :1, 优选为 〇. 05-0. 2 :1。
[0045] 根据本发明的制备方法,所述催化剂可以为能够催化磺乙基纤维与对烷基苄卤发 生取代反应的物质,例如碱性的含氮有机化合物。所述碱性的含氮有机化合物可以选自碳 原子数为1-20的脂肪族胺,碳原子数3-8脂环族胺,碳原子数6-10的芳香族胺和五元以上 氮杂环化合物中一种或多种。
[0046] 所述碳原子数1-20的脂肪族胺可以选自甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、 1,2-乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、 二戊胺、二己胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺。上述物质可以单独使用一种,也 可以两种以上混合使用。
[0047] 所述碳原子数3-8的脂环族胺可以选自环丙胺、环丁胺、环戊胺和环己胺中的一 种或多种。
[0048] 所述碳原子数6-10的芳香族胺可以选自苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺、苄 胺、间苯二胺和对苯二胺中的一种或多种。
[0049] 所述五元以上氮杂环化合物可以选自咪唑和/或吡啶。
[0050] 优选情况下,为了获得更佳的催化效果,所述催化剂选自吡啶、咪唑、甲胺、乙胺、 丙胺和丁胺中的一种或多种;进一步优选情况下,所述催化剂为吡啶。
[0051] 根据本发明的制备方法,所述非质子极性溶剂可以为能够溶解所述取代度为 0.3-1. 5的磺乙基纤维素和式(4)所示的对烷基苄卤的非质子极性溶剂。所述非质子极 性溶剂的用量可以在较宽的范围内变动,一般地,所述非质子极性溶剂的重量与取代度为 0. 3-1. 5的磺乙基纤维素和式(4)所示的对烷基苄卤的总重量的比值可以为10-30 :1,优选 为 16-22 :1。
[0052] 根据本发明所述的制备方法,所述非质子极性溶剂可以选自N,N-二甲基甲酰胺、 N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和二甲基亚砜中的一种或 多种。优选情况下,所述非质子极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
[0053] 根据本发明的制备方法,步骤(1)中,所述取代度为0. 3-1. 5的磺乙基纤维素和式 (4)所示的对烷基苄卤接触的条件只要使得两者发生取代反应即可,一般地,所述接触的条 件可以包括:温度为50-KKTC,时间为2-10小时;优选情况下,所述接触的条件包括:温度 为70-90°C,时间为4-7小时。
[0054] 根据本发明的制备方法,步骤(1)中优选使用沉淀剂分离出接触后所得产物中的 式(5)所示的化合物。对所述沉淀剂的用量没有特别的限定,只要可以使式(5)所示的化 合物在所述沉淀剂中的溶解度较小利于从混合物中分离即可,一般地,所述沉淀剂与所述 非质子极性溶剂的重量比可以为〇. 7-2 :1,优选为0. 7-1. 2 :1。
[0055] 根据本发明的制备方法,所述沉淀剂的种类没有特别的限定,只要可以使式(5) 所示的化合物在所述沉淀剂中的溶解度较小利于从混合物中分离即可,一般地,所述沉淀 剂可以选自碳原子数为2-8的脂肪族羧酸酯、碳原子数为4-10脂环族羧酸酯、碳原子数为 7-12芳香族羧酸酯和碳原子数为1-6的醇中的一种和多种;优选情况下,所述沉淀剂为碳 原子数为2-8的脂肪族羧酸酯、碳原子数为4-10脂环族羧酸酯和碳原子数为7-12芳香族 羧酸酯中的一种或多种;进一步优选情况下,所述沉淀剂为乙酸乙酯。
[0056] 根据本发明的制备方法,步骤(1)中使所述取代度为0. 3-1. 5的磺乙基纤维素和 式(4)所示的对烷基苄卤在较高温度下(50-KKTC)接触,为了避免在后续沉淀过程中沉淀 剂发生挥发,优选将所述取代度为0. 3-1. 5的磺乙基纤维素和式(4)所示的对烷基苄卤接 触后的所得的混合物冷却至室温,然后再向所得混合物中加入沉淀剂,进行固液分离并干 燥,得到固态的磺乙基纤维素对烷基苄醚。
[0057] 为了进一步提高磺乙基纤维素对烷基苄醚的纯度,步骤(1)优选还包括将得到的 固态的磺乙基纤维素对烷基苄醚进行重结晶。所述重结晶的方法可以参照现有技术进行, 所述重结晶所用的溶剂可以选自乙醇、异丙醇和乙腈中的一种或多种,优选为乙醇。
[0058] 所述干燥的条件可以包括:真空度为93. 3-98. 6KPa、温度为40_60°C。
[0059] 根据本发明的制备方法,步骤(2)中,式(5)所示的化合物、式(6)所示的单体和 式(7)所示的单体的总重量与水的重量比可以在较宽的范围内变动,只要可以使式(5)所 示的化合物、式(6)所示的单体和式(7)所示的单体发生溶液聚合反应即可,一般地,式 (5)所示的化合物、式(6)所示的单体和式(7)所示的单体的总重量与水的重量比可以为 0· 05-0. 7 :1,优选为 0· 1-0. 4 :1。
[0060] 根据本发明的制备方法,式(6)所示的单体、式(5)所示的化合物和式(7)所示的 单体的用量可以在较宽的范围内变动,只要使式(5)所示的化合物、式(6)所示的单体和式 (7)所示的单体发生溶液聚合反应生成具有较高表面活性、增粘性和耐温抗盐性的丙烯酰 胺系接枝共聚物即可。一般地,以重量计,式(6)所示的单体:式(5)所示的化合物:式(7) 所示的单体=1 :〇. 01-1 :〇. 01-1,优选情况下,以重量计,式(6)所示的单体:式(5)所示的 化合物:式(7)所示的单体=1 :0. 05-0. 3 :0. 04-0. 2。
[0061] 根据本发明的制备方法,所述溶液聚合反应的条件可以为本领域的常规选择,例 如,所述溶液聚合在惰性气体存在下进行,所述溶液聚合的条件可以包括:温度为5-70°C, 时间为1-15小时,pH值为6-10 ;优选情况下,温度为10-50°C,时间为3-7小时,pH值为 6-10。所述pH值可以通过加入酸或碱进行调节,所述酸优选为无机酸,所述无机酸优选为 盐酸、硫酸、磺酸、硝酸和磷酸中的至少一种;所述碱可以是无机碱或有机胺类化合物,例如 可以选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、甲胺、乙胺、乙醇胺和三乙醇胺中的至少一种,优选为 氢氧化钠。所述惰性气氛优选为氮气。
[0062] 根据本发明的制备方法,所述引发剂可以为本领域中常规的引发剂。所述引发剂 的用量可以为本领域的常规选择,一般地,以式(5)所示的化合物、式(6)所示
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