[发明专利]水溶性碳丸石油树脂

说明书

本发明涉及一种水溶性C₉石油树脂，特别是涉及由生产乙烯副产C₉馏分中具有双键的可聚合组分与乙烯基极性单体的共聚物及由该共聚物经皂化得到的水溶性C₉石油树脂，以及生产所述水溶性C₉石油树脂的方法和作为钻井泥浆高温稀释剂、油田水质稳定剂等油田用化学剂。

国内外一直把C₉馏分当作生产油溶性C₉芳烃石油树脂的原料。油溶性C₉芳烃石油树脂在国内外已被广泛应用于包装、造纸、印刷、橡胶、涂料、交通等行业中，尽管油溶性C₉石油树脂早于40年代已被开发应用，但近年来，为了满足和扩大应用，在不断地提高产品质量的基础上，大力进行改性，主要将C₉馏分中具有双键的可聚合组分与其它可共聚合单体进行共聚来改善和提高C₉石油树脂的性能，适合多种用途。

US4539388公开了C₉馏分中不饱和可聚合的芳烃组分与芳族羧酸在Friedel-Crarts催化剂存在下进行共聚合得到改善其耐热性的改性C₉石油树脂，但是它是油溶性的改性C₉石油树脂。EP348975A公开了C₉馏分中可聚合的组分与马来酸酐进行自由基共聚合制得油溶性共聚物树脂，以及所述共聚物树脂的碳化产物的盐，它是水溶性的。EP393685A公开了C₉馏公中可聚合的组分与马来酰亚胺进行自由基共聚合制得的共聚物，以提高C₉石油树脂的耐热性，用作树脂改性剂。上述这些改性C₉石油树脂含有极性基团含量低，且分布不均匀，是油溶性的共聚物，即使是水溶性的也是磺化产物。

本发明的目的是提供一种由生产乙烯副产C₉馏分中具有双键的可聚合的组分(以下简称C₉馏分)与乙烯基极性单体进行自由基交替共聚合并经皂化所得完全可溶于水的C₉石油树脂。本发明的另一个目的是通过自由基溶液共聚合或乳液共聚合制造水溶性C₉石油树脂的方法以及由本发明的水溶性C₉石油树脂用作油田用钻井泥浆高温稀释剂及油田稳定剂等化学剂。

本发明的水溶性C₉石油树脂是乙烯生产副产C₉馏分中具有双键的可聚合组分与乙烯基极性单体的共聚物的皂化产物，其中共聚物为交替共聚物，分子量为≥6000，共聚物中乙烯基极性单体链节为30-50％(摩尔)。

本发明的水溶性C₉石油树脂可通过乙烯生产副产C₉馏分中具有双键的可聚合组分与乙烯基极性单体进行自由基溶液共聚合(包括溶液均相共聚合和溶液沉淀共聚合)或者进行自由基乳液共聚合，继而将共聚产物直接用碱皂化来制备。本发明的水溶性C₉石油树脂的制备可用如下简式表示：

其中C₉是C₉馏分中具有双键可聚合的组分单元，n为使其分子量≥6000的重复单元数，A为乙烯基极性单体单元。

本发明所用生产乙烯副产C₉馏分的沸程一般为80-220℃的馏分，其中主要成分包括一些没有反应性双键的芳族化合物，如苯甲苯、二甲苯、三甲苯、乙基甲苯、二氢化茚、四甲基苯、甲基二氢化茚、丙苯和萘等；以及具有反应性双键的可聚合组分如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、茚、甲基茚、双环戊二烯、古马蕯等，具有反应性双键可聚合组分在C₉馏分中含量一般为20-80％(重量)，优选为40-60％(重量)。

本发明所述乙烯基极性单体是选自丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酯、醋酸乙烯酯，优选为丙烯酸或其酯、丙烯腈，最好为丙烯酸。

共聚合过程中所用的自由基引发剂为过氧化物或偶氮化合物。过氧化物为过氧化二苯甲酰、过氧化二苦基、过苯甲酸叔丁酯、1，4-双叔丁基过氧化异丙苯基、过苯甲酸、叔丁酯等，优选为过氧化苯甲酰。偶氮化物为偶氮二异丁腈、偶氮二环己烷腈。

本发明共聚合过程中所用的溶剂为醇类，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、酮类，如丙酮、丁酮；酯类，如醋酸乙酯、醋酸甲酯；或苯、甲苯或混合芳烃之类芳烃中的任何一种单一溶剂；也可以是由这些溶剂组成的混合溶剂。