[發明專利]氟化亞乙烯基陽離子表面活性劑

無效

• 申請號: 201080046210.4
• 申請日: 2010-10-07
• 公開（公告）號: CN102574795A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 彭晟;A·M·雅克;C·L·凱斯珀
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: C07D213/20
• 分類號: C07D213/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;李炳愛

發明領域

本發明涉及用于降低含水介質或溶劑介質中的表面張力并且用作發泡劑的氟化吡啶陽離子表面活性劑。

發明背景

具有飽和全氟烷基端鏈的氟化陽離子化合物如全氟烷基季銨衍生物是本領域已知的。例如，美國專利公開4,836,958中公開的氟化陽離子化合物包含此類具有至多18個碳原子的全氟烷基端鏈基團。在“Molecular?Aggregation?Structure?and?Surface?Properties?of?Poly(fluoroalkylacrylate)Thin?Films”(Macromolecules(2005)，38(13)，5699-5705)中，Honda等人論述，保持平行取向的全氟烷基鏈需要具有至少8個碳的全氟烷基鏈。就包含少于8個連續全氟化碳的此類全氟烷基鏈而言，發生了重新取向，這降低或甚至消除了材料顯示所期望表面特性的性能。可商購獲得的氟化吡啶陽離子表面活性劑通常包含具有至少8個或更多個碳的飽和全氟烷基端鏈。

摻入到其中的氟的量，決定了氟化表面活性劑的高價格。較高的氟含量導致較高的價格。因此，期望提供具有較短的氟化鏈或所述鏈中具有較少氟取代的氟化表面活性劑，與包含較長完全氟化的全氟化鏈的那些氟化表面活性劑相比，同時仍提供相等或甚至更好的表面特性。

本發明中還已發現，具有部分氟化的短端鏈的氟化吡啶陽離子表面活性劑在許多應用中提供了所期望的表面效果，并且尤其可用于油田和氣田應用中。

發明概述

本發明包括式(I)的化合物

其中，

Rf為F(CF₂)₆(CH₂CF₂)_m(CH₂CH₂)_n-，

m和n各自獨立地為1至3的整數，并且

R為H、C₁-C₅直鏈或支鏈的烷基、或C₁-C₅直鏈或支鏈的烷氧基。

本發明還包括改變含水介質或溶劑介質表面效果的方法，所述方法包括使所述介質與如上所述式(I)的化合物接觸。

發明詳述

如本文所用，術語“表面活性劑”是指表面活性試劑，這是指即使在低濃度下也可通過選擇性吸附在界面上而有效地降低包含所述表面活性劑的介質的表面張力的物質。表面活性劑可為純化合物，或同系或不同系化合物的混合物。

如本文所用，術語“鉆井液”是指在鉆井操作之前或期間，加入到井或井孔中，滲入包含烴或氣體的地下區域的那些液體。實例可包括水、鹽水、溶劑、烴、表面活性劑、油、煤油、壓裂液、增產流體、油基鉆井泥漿、粘土穩定劑、處理流體、以及它們的混合物。

如本文所用，術語“井液”是指存在于或加入到井或井孔中的滲入包含烴或氣體的地下區域的那些液體。實例可包括鉆井液、水、鹽水、溶劑、烴、表面活性劑、油、煤油、壓裂液、增產流體、油基鉆井泥漿、粘土穩定劑、處理流體、以及它們的混合物。

如本文所用，術語“液體處理物流或氣體處理物流”是指在提取烴或氣體的操作中，注入到井中滲入包含烴或氣體的地下區域，或注入到井孔區域的液體組合物或氣體組合物或它們的組合。實例包括流、鉆井液、井液、水、鹽水、溶劑、烴、表面活性劑、壓裂液、增產流體、油基鉆井泥漿、粘土穩定劑、處理流體、以及它們的混合物。

本發明包括式(I)的氟化吡啶陽離子化合物

其中，

Rf為F(CF₂)₆(CH₂CF₂)_m(CH₂CH₂)_n-，

m和n各自獨立地為1至3的整數，并且

R為H、C₁-C₅直鏈或支鏈的烷基、或C₁-C₅直鏈或支鏈的烷氧基。

優選的式(I)的化合物是其中m為1或2，并且n為1或2的那些。更優選的是其中m為1或2并且n為1的那些式(I)的化合物。式(I)的其它優選實施方案是其中R為氫、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基的那些。