阴非离子双子表面活性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种阴非离子双子表面活性剂及其制备方法和应用，属于表面活性剂技术领域。本发明专利技术提供的阴非离子双子表面活性剂具有以下式（1）结构式：式（1）其中，Y代表联接基团，选自O或者N。当Y为O时，R1、R2代表脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚的任意一种；当Y为N时，R1‑

【技术实现步骤摘要】
阴非离子双子表面活性剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于表面活性剂
，尤其涉及一种阴非离子双子表面活性剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]阴非离子表面活性剂因其在同一分子内同时具有阴离子基团和非离子基团，兼具阴离子表面活性剂和非离子活性剂的优点，如耐温、抗盐，无浊点，耐地层吸附，在降低界面张力、起泡、润湿、乳化等方面的应用性能良好，并与其他表面活性剂具有良好的协同效应，适合于高温、高矿化度油藏开采。
[0003]双子表面活性剂由两个普通表面活性剂分子通过联接基团以化学键连接，比传统单链表面活性剂具有更优良的性能，例如易于吸附在溶液界面、易于形成胶束、具有较低的Kraff点、与其他表面活性剂复配协同效应好、具有良好的钙皂分散性能等，因此，将传统的阴非离子表面活性剂双子化，可进一步提高表面活性剂性能。
[0004]目前，双子表面活性剂的合成是研究热点，但主要以阳离子和两性居多，不耐地层吸附，阴离子双子表面活性剂较少，且大多含有易于水解的酯基，不适于高温高盐环境使用。在阴离子表面活性剂中，主要以磺酸盐、羧酸盐、磷酸盐、硫酸盐为阴离子基团，其中磺酸盐和羧酸盐对于高温高盐油藏驱油最为实用。
[0005]Zana等以长链脂肪醇、不同链长的二环氧丙基醚、溴乙酸等为原料，合成了羧酸盐型双子表面活性剂。夏小春等以月桂酸、酒石酸、氯化亚砜等为原料，在碱性条件下月桂酰氯与酒石酸进行酯化反应，生成2,3
‑
双十二酸酯基酒石酸钠。但是，羧酸盐型双子表面活性剂存在一定的缺点，其溶解性和抗硬水性能都比较差，需要长时间加热才溶解。
[0006]赵少静以二苯乙烷和长碳链脂肪酰氯为原料，经傅
‑
克酰基化反应、黄鸣龙还原反应、磺化、中和等反应合成出双子磺酸表面活性剂，与十二烷基苯磺酸钠相比，相应碳链长度的双子表面活性剂的pC20值降低94.4%，CMC值降低91.3%；说明双子表面活性剂比单链表面活性剂更容易形成胶束，降低表面张力的效率高。
[0007]刘学鹏等以脂肪酸、苯酚、聚乙二醇为原料，经酰化反应、酯化反应、Fries重排、氢化还原反应、磺化以及中和反应等步骤，合成出一系列含有不同长度聚氧乙烯醚中间连接基团的长链烷基苯磺酸钠双子表面活性剂。刘祥等以α
‑
烯烃、二苯醚、氯磺酸等为原料，通过烷基化、磺化和中和等反应，合成了双烷基二苯醚磺酸盐双子表面活性剂，该表面活性剂具有较好的表面性能。
[0008]郭丽梅等以十二醇、乙二醇二环氧甘油醚和氯磺酸等为原料，以三氟化硼
‑
乙醚为催化剂，经开环反应、酸化及中和反应，合成了阴离子型双子表面活性剂双十二烷基乙氧基二硫酸酯钠。
[0009]总之，目前的研究虽得出了双子表面活性剂性能优良的结论，但是制备双子表面活性剂的合成路线长、难度大，收率低，价格昂贵，基本不适于工业化生产，更限制了现场应用。因此需要开发一种性能良好、合成工艺简单、价格适中，有工业化前景的双子表面活性
剂。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供了一种阴非离子双子表面活性剂及其制备方法和应用，所得双子表面活性剂合成路线简单、收率高，价格可控，且水溶性良好、表面活性优良，适用于工业化生产以及高温、高矿化度油藏驱油开采。
[0011]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种阴非离子双子表面活性剂，具有以下式（1）结构式：式（1）其中，Y代表联接基团，选自O或者N；当Y为O时，R1、R2代表脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚的任意一种；当Y为N时，R1‑
Y、R2‑
Y代表脂肪酸酰胺聚醚胺。
[0012]作为优选，所述脂肪醇聚氧乙烯醚中对应的烃基选自C10
‑
C18的直链烷烃、支链烷烃、直链烯烃中的至少一种；所述烷基酚聚氧乙烯醚中对应的烷基酚选自C8
‑
C12的烷基酚中的至少一种；所述所述脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚是由脂肪酸与单乙醇胺1:1缩合后经环氧乙烷加成的产物，其对应的脂肪酸选自C10
‑
C22的脂肪酸中的至少一种；所述脂肪酸酰胺聚醚胺是脂肪酸与双端聚醚胺的1:1缩合物，其对应的脂肪酸选自C10
‑
C22的脂肪酸中的至少一种。
[0013]作为优选，所述脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚以及脂肪酸酰胺聚醚中的聚氧乙烯醚链节数均为2
‑
15，优选为3
‑
10。可以理解的是，本方案中，各组分中的聚氧乙烯醚链节数可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15中的任意值。
[0014]作为优选，所述脂肪酸酰胺聚醚胺是脂肪酸与双端聚醚胺的1:1缩合物，其对应的脂肪酸选自C10
‑
C22的脂肪酸中的至少一种，双端聚醚胺选自分子量230~600的双端聚醚胺中的至少一种。
[0015]本专利技术还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的阴非离子双子表面活性剂的制备方法，采用脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚或者脂肪酸酰胺聚醚胺与双酚A二缩水甘油醚先开环反应、再磺化反应制备得到。
[0016]作为优选，包括以下两个步骤：向四颈瓶反应釜中加入1.0mol脂肪醇聚氧乙烯醚/烷基酚聚氧乙烯醚/脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚/脂肪酸酰胺聚醚胺，加热升温至50
‑
70℃，氮气置换后，加入催化剂，必要时真空脱除水分和催化剂所带入的溶剂，加或不加有机溶剂，滴加0.5
‑
0.6mol双酚A二缩水甘油醚，于0.5
‑
3h内滴完，保持一定温度继续反应2
‑
8h，得到非离子双子表面活性剂中间体；将所得中间体在70
‑
80℃下真空脱除有机溶剂，降温至30
‑
50℃，在快速搅拌下缓慢滴加2.0
‑
3.0mol磺化剂，于1.5
‑
2.5h内滴完，继续控温30
‑
50℃反应3
‑
5h，产物经碱性溶
液水解处理并调整pH至中性，得到阴非离子双子表面活性剂磺酸盐。
[0017]可以理解的是，上述方案中限定了脂肪醇聚氧乙烯醚/烷基酚聚氧乙烯醚/脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚/脂肪酸酰胺聚醚胺与双酚A二缩水甘油醚的摩尔比，是因为当摩尔比过高时，双酚A二缩水甘油醚相对不足，不能充分形成双子结构，磺化后会产生大量脂肪醇/烷基酚/脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯，目标产物含量低；当摩尔比过低时，双酚A二缩水甘油醚大量剩余，易发生双酚A二缩水甘油醚自缩合反应，产生不溶性杂质和无疏水基的双酚A二缩水甘油醚磺化产物。同时还限定了与磺化剂的的摩尔比，是因为当磺化剂不足时，磺化不充分，最终产物阴离子含量低，水溶性较差；当磺化剂过量时，后续处理过量磺化剂会产生大量无机盐等杂质，特别是以烷基酚聚氧乙烯醚为原料时，磺化亦可发生在烷基酚聚氧乙烯醚苯环部位，过量磺化剂会导致过磺化发生，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.阴非离子双子表面活性剂，其特征在于，具有以下式（1）结构式：式（1）其中，Y代表联接基团，选自O或者N；当Y为O时，R1、R2代表脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚的任意一种；当Y为N时，R1‑
Y、R2‑
Y代表脂肪酸酰胺聚醚胺。2.根据权利要求1所述的阴非离子双子表面活性剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚中对应的烃基选自C10
‑
C18的直链烷烃、支链烷烃、直链烯烃中的至少一种；所述烷基酚聚氧乙烯醚中对应的烷基酚选自C8
‑
C12的烷基酚中的至少一种；所述所述脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚是由脂肪酸与单乙醇胺1:1缩合后经环氧乙烷加成的产物，其对应的脂肪酸选自C10
‑
C22的脂肪酸中的至少一种；所述脂肪酸酰胺聚醚胺是脂肪酸与双端聚醚胺的1:1缩合物，其对应的脂肪酸选自C10
‑
C22的脂肪酸中的至少一种。3.根据权利要求2所述的阴非离子双子表面活性剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚以及脂肪酸酰胺聚醚中的聚氧乙烯醚链节数均为2
‑
15；所述脂肪酸酰胺聚醚胺对应的双端聚醚胺为分子量230~600的双端聚醚胺。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的阴非离子双子表面活性剂的制备方法，其特征在于，采用脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚或者脂肪酸酰胺聚醚胺与双酚A二缩水甘油醚先开环反应、再磺化反应制备得到。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下两个步骤：向四颈瓶反应釜中加入1.0mol脂肪醇聚氧乙烯醚/烷基酚聚氧乙烯醚/脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚/脂肪酸酰胺聚醚胺，加热升温至50
‑
70℃，氮气置换后，加入催化剂，必要时真空脱除水分和催化剂所带入的溶剂，加或不加有机溶剂，滴加0.5
‑
0.6mol双酚A二缩水甘油醚，于0.5
‑
3h内滴完，保持一定温度继续反应2
‑
8h，得到非离子双子表面活性剂中间体；将所得中间体在70
‑
80℃下真空脱除有机溶剂，降温至30
‑
50℃，在快速搅拌下缓慢滴加2.0<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴庆凯，丁锡刚，胡朋朋，李金平，姚勇，李慎伟，
申请(专利权)人：山东新港化工有限公司，
类型：发明
国别省市：