[发明专利]一种部分水解的丙烯酰胺聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种部分水解的丙烯酰胺系聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

水解度是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）产品的一个重要指标，适宜的水解度不仅可以增加水溶性，同时可以提高增稠性能。目前生产高分子量部分水解HPAM主要为后水解工艺，即丙烯酰胺聚合后得到的胶体先进行一次造粒，然后将胶粒与碱接触进行水解，再进行二次造粒，经干燥、粉碎、筛分得到产品。水解很大程度决定是否能够成功改性聚丙烯酰胺胶体。如CN1240799A、CN1498908A公开了将聚丙烯酰胺胶体造粒后与固态碱接触，形成部分水解聚丙烯酰胺颗粒，可以合成出高分子量阴离子型聚丙烯酰胺。CN101029099A公开了一种聚丙烯酰胺的快速水解方法，造粒后加碱作为水解剂，通过微波辐射方式快速完成水解反应。CN102060965A公开聚丙烯酰胺胶体颗粒在螺杆的传送过程中向螺杆前部连续匀速加入一定比例氢氧化钠，待聚丙烯酰胺胶体颗粒全部移至中间料仓后，进行聚丙烯酰胺胶体颗粒的水解反应。尽管上述现有专利技术对聚丙烯酰胺水解设备、水解条件，如温度、时间等参数有所涉及，但均未考虑水解过程中热氧降解对聚合物分子量的影响。

在较低温度下聚丙烯酰胺胶体水解不完全，为使胶体水解反应完全，往往需要大幅延长水解反应时间，造成产量偏低，因此工业上实际采用的水解温度多在80-90℃，水解时间1-4小时，所用水解剂多为氢氧化钠粒碱，经捏合后，粒碱直接与热的聚丙烯酰胺胶体接触实现水解反应。但高温往往造成聚合物的热氧降解。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种部分水解的丙烯酰胺聚合物及其制备方法和应用，该方法制备部分水解的丙烯酰胺聚合物时，可以在兼具高的水解效率的同时，保证制得的部分水解的丙烯酰胺聚合物分子量高。

本发明提供了一种部分水解的丙烯酰胺聚合物的制备方法，该方法包括在水解条件下，将丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物接触反应，其中，所述水解条件包括：水解温度为50-120℃，水解时间为0.5-6h，且丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物的接触反应在反应体系的气相中的氧气的体积含量为3%以下进行。

本发明还提供了一种部分水解的丙烯酰胺聚合物，该部分水解的丙烯酰胺聚合物是通过本发明提供的方法制备的。

本发明进一步提供了上述丙烯酰胺聚合物在聚合物驱油剂中的应用。

采用本发明的部分水解的丙烯酰胺聚合物的制备方法，能够使制得的部分水解的丙烯酰胺聚合物分子量高。究其原因可能为，由于粒碱溶解放热，胶体颗粒和粒碱的接触界面温度会更高，因此在80-90℃的高温水解条件下，在实现聚丙烯酰胺的侧基酰胺基水解成羧基的同时，高温造成的聚合物主链热氧降解是分子量降低的主要因素，因此消除或降低由于热氧降解造成丙烯酰胺聚合物分子量降低的不良影响，可以提高部分水解的丙烯酰胺聚合物的分子量。

具体实施方式

本发明提供一种部分水解的丙烯酰胺聚合物的制备方法，该方法包括在水解条件下，将丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物接触反应，其中，所述水解条件包括：水解温度为50-120℃，水解时间为0.5-6h，且丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物的接触反应在反应体系的气相中的氧气的体积含量为3%以下进行。

本发明中，反应体系是指丙烯酰胺聚合物胶体颗粒、无机碱性化合物、反应容器和反应容器中的气相集合而成的整体。

本发明中，丙烯酰胺聚合物胶体颗粒是指含丙烯酰胺的单体经水溶液自由基聚合形成的聚合物通过造粒机造粒形成的小胶粒，其中，胶粒中含有丙烯酰胺聚合物和水，以胶体颗粒的重量为基准，丙烯酰胺聚合物的含量可以为10-50重量%，优选为15-35重量%。

根据本发明的方法，通常情况下，该方法还包括在丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物接触反应前，将丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物混合均匀后再进行水解反应。将丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物混合均匀可以采用为本领域公知的方法，例如，将丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物混合均匀可以在捏合机上进行，也可在螺带式混合机上进行，优选将丙烯酰胺聚合物胶体颗粒与无机碱性化合物在捏合机上混合均匀。

根据本发明的方法，本发明中的丙烯酰胺聚合物胶体颗粒可以由丙烯酰胺聚合物胶体造粒得到。将丙烯酰胺聚合物胶体造粒为本领域公知的造粒方法，例如，可以采用造粒机进行造粒。优选地，造粒后丙烯酰胺聚合物胶体颗粒的直径为4-6毫米。