[发明专利]一种聚乙烯基三氮唑化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，涉及一种油田化学品，具体涉及一种聚乙烯基三氮唑化合物及其制备方法。

背景技术

随着石油钻井工艺的发展和采油技术的进步，大量深井、超深井和极深井被投入开发，这使得石油采集难度加大。酸化是油田开采过程中常使用的一种增产措施之一，其原理是利用酸液对岩石胶结物或地层空隙裂缝内堵塞物进行溶解和溶蚀；但是把酸液注入地层和采集石油的过程中会对地面管道和井筒壁产生不同程度的腐蚀，有时甚至会导致设备管道破裂发生突发性事件，造成巨大经济损失和环境污染。因此防止设备的腐蚀和对设备保护是油田开采过程中不可缺少的环节，而添加缓蚀剂是一种最简便经济有效的方法。有机缓蚀剂主要是由含有杂原子或不饱和键的化合物，其能与金属原子空d轨道成键，从而吸附成膜；以改变H⁺的氧化还原电位或络合溶液中的某些氧化剂，以降低其电极电位来达到缓蚀的目的；但是目前常用的缓蚀剂大多是小分子还合物，如咪唑啉、曼尼希碱类等，其在金属表面的成膜性能差。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种聚乙烯基三氮唑化合物及其制备方法，该方法制备的产品具有结构稳定、酸溶性强、抗温抗酸碱性能好、缓蚀效果强等优点，并且路线短、易合成、产率高。

为了实现上述目的，本发明是通过下述技术方案来实现：

一种聚乙烯基三氮唑化合物，该化合物结构如下：

其中，m＝20～50。

一种聚乙烯基三氮唑化合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：向反应器内加入丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液，调节pH值为3～6，然后在0℃～50℃温度下，向反应器中逐滴滴加环氧氯丙烷，滴毕升温至70℃～100℃反应0.5h～2h，得到1-氯-2-羟基-丙基-丙烯酸乙酯醚；其中，丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液中的丙烯酸羟乙酯与环氧氯丙烷物质的量比为1：(1～2)；

步骤2)：将1-氯-2-羟基-丙基-丙烯酸乙酯醚的DMF溶液滴入装有1,2,4-三氮唑和无机碱的反应体系中，在60℃～90℃下恒温反应7h～10h，减压蒸馏除去DMF，再加入去离子水、引发剂、链转移剂和螯合剂，在持续通N₂下，引发聚合反应2～5h，然后冷却至室温，得到聚乙烯基三氮唑化合物；其中，1-氯-2-羟基-丙基-丙烯酸乙酯醚的DMF溶液的质量分数为35％～55％，1-氯-2-羟基-丙基-丙烯酸乙酯醚与1,2,4-三氮唑的物质的量比为1：(1～3)；1,2,4-三氮唑与无机碱的物质的量比为1：(0.5～1.5)，所加去离子水的体积是DMF体积的1～3倍；引发剂的质量为去离子水质量的0.1％～1.0％，链转移剂的质量为去离子水质量的0.1％～2％，螯合剂的质量为去离子水质量的0.1％～0.2％。

所述丙烯酸羟乙酯的丙酮溶液的质量分数为30％～50％。

调节pH值采用盐酸进行调节的。

所述盐酸的质量分数为15％～25％。

滴加的时间为0.5h～2.5h。

所述无机碱为碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。

所用引发剂为溴酸钾、亚硫酸钾、过硫酸钾或过硫酸钠。

所用链转移剂为异丙醇或甲酸钠。

所用螯合剂为乙二胺四乙酸、乙酰丙酮或焦磷酸钠。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明是通过环醚的开环反应、亲核取代反应，聚合反应制得高分子聚乙烯基型缓蚀剂，该类缓蚀剂是以N和O原子为活性中心的缓蚀剂分子，其中杂原子上的孤对电子可以以配位键的形式与金属离子络合形成聚合物，且能与金属原子结合，以吸附膜的形式覆盖在设备表面起到缓蚀作用，尤其是1,2,4-三氮唑中含有大π键和N、O、C＝N双键原子使其具有很好的缓蚀性，并且是耐碱性大大提高。