[發明專利]一種聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710446110.4
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107376778A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 劉治田;周澤坤;張旗;王璇
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;武漢工程大學
• 主分類號: B01F17/42
• 分類號: B01F17/42;B01F17/02;C09K8/584
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮,沈金輝

技術領域

本發明屬于表面活性劑技術領域，涉及一種聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑及其制備方法。

背景技術

近年來，由聯接基通過化學鍵將2個傳統表面活性劑分子聯接起來的Gemini表面活性劑研究很活躍。與傳統的表面活性劑相比，Gemini表面活性劑具有更高的表面活性，很低的Krafft點和良好的水溶性，其分子量通常介于傳統表面活性劑與高分子表面活性劑之間，被譽為新一代表面活性劑。

按親水基的不同Gemini表面活性劑分為陰離子，陽離子，非離子以及兩性型，其中陰離子型Gemini表面活性劑又分為磺酸鹽型，硫酸鹽型，羧酸鹽型和磷酸鹽型。磺酸鹽型Gemini表面活性劑活性高，熱穩定性好，具有較好的抗鹽性，界面吸附量小，在較小的濃度下即可顯著降低油水界面張力。

磺酸鹽型二聚表面活性劑是由兩個磺酸鹽表面活性劑單體通過共價鍵緊密聯接，從而阻抑了表面活性劑有序聚集過程中的親水頭基靜電斥力，增強了碳氫鏈間的疏水締合效應，使其具有了許多不同于傳統表面活性劑的物化性能，已成膠體和界面科學領域的研究熱點。目前，國內外對該類表面活性劑還處在基礎研究階段，重點仍集中在新品種的開發及物化性能研究，但目前研制出的表面活性劑很難同時具備抗鹽性和耐溫性這兩種特性，一定程度上制約了其在石油開采方面的應用。

發明內容

為了解決現有表面活性劑很難同時具備抗鹽性和耐溫性等技術問題，本發明的目的在于提供一種聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑及其制備方法。該方法涉及的原料易得，反應條件溫和，工藝簡單，制備得到的聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑純度高、產率高，具有良好的抗鹽性和耐高溫性等物理化學性質。

本發明的目的通過以下技術方案得以實現：

本發明提供一種聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑，該聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑的結構式如式I所示：

其中：n取值為6,7,8,9,10,12或14；m取值為4,5,6,7,8,9,10,15或20。

上述聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑中，優選地，該聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑選自如下結構式中的一種：

本發明還提供上述聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑的制備方法，其包括以下步驟：

步驟一，將烷基苯酚與甲醛進行親電取代反應生成二聯烷基苯酚；

步驟二，將二聯烷基苯酚與環氧乙烷在氮氣保護下，以氫氧化鉀作為催化劑，進行開環反應生成二聯聚氧乙烯烷基苯酚醚；

步驟三，將二聯聚氧乙烯烷基苯酚醚與丙烷磺內脂在金屬鈉的作用下，于有機溶劑中反應生成聚氧乙烯磺酸鹽型雙子表面活性劑；

其中：所述烷基苯酚與所述甲醛的摩爾比為(1-4)：1；所述二聯烷基苯酚與所述環氧乙烷的摩爾比為1：(8-40)；所述二聯聚氧乙烯烷基苯酚醚與所述丙烷磺內脂的摩爾比為1：(2-8)；所述氫氧化鉀的用量為所述烷基苯酚用量的0.1wt％-0.2wt％；所述二聯聚氧乙烯烷基苯酚醚與所述金屬鈉的摩爾比為1：2。

上述制備方法中，優選地，在步驟一中，所述烷基苯酚和所述甲醛進行親電取代反應是在二水合草酸的酸性環境中進行的，酸性環境的pH值為3-5。

上述制備方法中，優選地，在步驟一中，所述烷基苯酚和所述甲醛進行親電取代反應過程中，還加入了十二烷基苯磺酸鈉，其用量為烷基苯酚用量的0.5wt％-1.0wt％；該十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑能夠起到降低界面能的作用。

上述制備方法中，優選地，所述烷基苯酚包括對己基苯酚、對庚基苯酚、對辛基苯酚、對壬基苯酚、對癸基苯酚、對十二烷基苯酚和對十四烷基苯酚中的一種或多種的組合。

上述制備方法中，優選地，在步驟一中，所述烷基苯酚和所述甲醛進行親電取代反應的反應溫度為90-150℃，反應時間為4-8h。

上述制備方法中，優選地，在步驟二中，所述二聯烷基苯酚與環氧乙烷進行開環反應的反應溫度為150-200℃，反應壓強為0.1MPa-0.5MPa，反應時間為2-4h。

上述制備方法中，優選地，在步驟三中，所述二聯聚氧乙烯烷基苯酚與所述丙烷磺內脂進行反應時的反應溫度為80-120℃，反應時間為24-48h。

上述制備方法中，優選地，在步驟三中，所述有機溶劑包括四氫呋喃、氯仿和二氧六環中的一種或多種的組合。