[发明专利]一种超支化两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法及其在油田开采中的应用

说明书

本发明公开一种超支化两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法及其在油田开采中的应用，包括以下步骤：S1：按摩尔份计，备料；S2：将0.05‑0.2份4‑二甲氨基吡啶、0.01‑0.05份二环己基碳二亚胺溶于1‑2份乙醚，制复合催化剂；S3：2‑3份环己六醇支化剂、16‑24份烯键式不饱和阴离子单体在催化剂作用下，70‑80℃反应2‑3h；S3：再向其中加入40‑60份丙烯酰胺单体、6‑12份甲基丙烯酸钠单体、10‑18份烯键式不饱和阳离子单体、引发剂，45‑70℃聚合反应4‑10h；S5：再加入2‑6份钛酸四丁酯，调节PH为5.0，65‑85℃水解1‑2h，静置过夜、中和、干燥。本发明以环己六醇作为六羟基母核，合成具有类似于球形的三维立体多臂紧凑结构的聚丙烯酰胺，明显改善抗盐、抗剪切能力，分子量高，易溶解于多种溶剂。

技术领域

本发明属于聚丙烯酰胺类聚合物合成技术领域，具体涉及一种超支化两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法及其在油田开采中的应用。

背景技术

超支化聚合物是一种具有高度支化拓扑结构的特殊高分子聚合物，具有大量的支化节点和活性端基。相比于直链线性聚丙烯酰胺，超支化多臂聚丙烯酰胺具有独特的类似于球形的三维立体紧凑结构，流体力学回转半径小，分子链缠结少，多活性端基，易于溶解，在高剪切作用下，其分子结构不易卷曲交缠，稳定性和流变性更高，具有优良的驱油、堵水、润滑等性能。

鉴于以上优良性能，近年来，超支化聚丙烯酰胺已逐渐成为聚丙烯酰胺合成领域的研究热点，如申请号为CN201610465108.7的专利，公开一种基于含氟超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物的聚合物驱油剂；如申请号为CN201610178694.7的专利，公开基于聚乙二醇/环糊精复合结构的超支化聚合物驱油剂及其制备方法；如申请号为CN201510- 253411.6的专利，公开一种超支化多臂聚丙烯酰胺类聚合物及其制备方法；如申请号为CN201710184609.2的专利，公开一种超支化两性聚丙烯酰胺及其制备方法；但目前尚未有以环己六醇作为六羟基母核的超支化两性离子型聚丙烯酰胺的相关专利和文献报道及公开，本发明还利用钛酸四丁酯水解出的纳米二氧化钛与聚丙烯酰胺末端基团间的物理交联进行阻聚。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种超支化两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法及其在油田开采中的应用。

本发明的技术方案概述如下：

一种超支化两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：

S1：按摩尔份计，备料：丙烯酰胺单体40-60份、甲基丙烯酸钠单体6-12份、环己六醇支化剂2-3份、钛酸四丁酯2-6份、硝酸铈铵0.1-0.5份、偶氮二异丁腈0.1-0.5份、4-二甲氨基吡啶0.05-0.2 份、二环己基碳二亚胺0.01-0.05份、乙醚1-2份、烯键式不饱和阳离子单体10-18份、烯键式不饱和阴离子单体16-24份、去离子水 35-50份；

S2：将4-二甲氨基吡啶、二环己基碳二亚胺加入乙醚中，搅拌至完全溶解，得复合催化剂，备用；

S3：将环己六醇支化剂、烯键式不饱和阴离子单体溶解于去离子水中，加入复合催化剂，70-80℃水浴搅拌反应2-3h，得反应液Ⅰ；

S4：向反应液Ⅰ中加入丙烯酰胺单体、甲基丙烯酸钠单体、烯键式不饱和阳离子单体，分散均匀并通氮驱氧，待反应体系中氧含量≤ 0.2％时，加入硝酸铈铵、偶氮二异丁腈引发聚合反应，控制反应温度为45-70℃，反应时间为4-10h,得反应液Ⅱ；

S5：向反应液Ⅱ中加入钛酸四丁酯，调节PH为5.0，65-85℃水解1-2h，静置过夜，再氨水中和，减压干燥至含水量≤2％，即得所述超支化两性离子型聚丙烯酰胺。

优选的是，所述烯键式不饱和阳离子单体包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种。