本发明专利技术涉及一种pH值响应性可逆乳化剂组合物及其制备方法和应用。所述pH值响应性可逆乳化剂组合物，原料成分质量百分比如下：羧酸酰胺丙基二甲基叔胺10-30％，N,N-二(2-羟乙基)酰胺10-30％，脂肪醇聚氧乙烯醚2-10％，增溶剂余量。该可逆乳化剂组合物用于配制pH值响应的可逆乳状液。本发明专利技术的可逆乳化剂组合物溶解性好，对于油相的适应性强，形成的可逆乳状液稳定性好且通过调整pH值可在W/O型、O/W型之间多次转变。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种pH值响应性可逆乳化剂组合物及其制备方法和应用，属于胶体化学领域。
技术介绍
可逆乳状液是指转相行为可逆的乳状液，在已有乳状液的基础上，通过影响乳化剂的性质实现可逆乳状液在油包水乳状液和水包油乳状液之间可逆的转化。可逆乳状液可以通过改变外界条件，在水包油型乳状液和油包水型乳状液之间可逆转化。基于pH值控制的可逆乳状液是使用一种特殊的可逆乳化剂，通过控制乳状液体系的pH值可以改变乳状液的状态。其作用原理为：改变乳状液体系的pH值，可以改变乳化剂亲水端的离子强度实现对乳化剂HLB的调整，从而使乳状液在油包水乳状液和水包油乳状液之间逆转。CN103394305A提供一种pH响应性星型高分子乳化剂及其制备方法。该高分子乳化剂是具有一定水溶性的单体通过可逆加成-断裂链转移聚合RAFT法形成聚合度在20～500的高分子线性臂，然后该高分子线性臂通过异相聚合交联剂与间隔单体交联而形成的核交联星型高分子，所制备的乳状液不能可逆转相。目前用于pH值响应的可逆乳状液的乳化剂主要是有机胺类表面活性剂。有机胺类表面活性剂作为可逆乳状液的乳化剂的作用机理是：在碱性条件下，可逆转乳化剂HLB值在6左右，可形成W/O乳状液；与酸接触后，有机胺类表面活性剂的氮原子被质子化，HLB值增大，亲水性增强，形成O/W乳状液。2014年，张志行在《石油化工与应用》第33卷第7期第92-94页发表了名为“可逆乳状液逆转过程及其影响因素研究与分析”的文章，报道了使用聚氧乙烯脂肪胺作为乳化剂，醋酸作为pH调节剂的pH控制的可逆转乳状液，配方为5#白油+25％的CaCl2溶液+6％乳化剂，油水比为50:50。2013年，任妍君等在《石油钻探技术》第41卷第04期第87-91页发表了名为“基于乳状液转相技术的钻井液新体系室内研究”的文章，报道了pH值控制的可逆乳化液钻井液体系，分子结构式如下的有机胺类表面活性剂作为乳化剂：Rx—NH—Ry—NH2(1≤x≤3，12≤y≤22)。除了有机胺乳化剂，据报道，氧化脂肪酸等也因为其HLB值可被酸碱影响而被用于可逆乳状液。其作用机理是：在碱性条件下，可逆转乳化剂HLB值较大，形成O/W乳状液；与酸接触后，氧化脂肪酸类表面活性剂的脂肪酸基团与氢离子结合，HLB值减小，形成W/O乳状液。以上方法所提出的可逆乳化剂，可以通过调节溶液的pH值达到乳状液转相的目的，但是普遍存在乳状液稳定性差、乳化剂在常温下溶解性差等缺点，特别是对于油相的适应性差，比如，当油相选用白油时，对于相同型号、不同批次的白油，可逆转化的性能差别非常大。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种pH值响应性可逆乳化剂组合物及其制备方法，该乳化剂在常温下溶解性好、对于油相的适应性强、形成的乳状液稳定性好。本专利技术还提供所述可逆乳化剂组合物的应用，主要用于pH值响应的稳定的可逆乳状液。另一方面，本专利技术还提供所述可逆乳状液的转相方法。因此，本专利技术的要旨实际上是提供一种用于pH值响应的可逆乳状液的复合表面活性剂型乳化剂。本专利技术的技术方案如下：一种pH值响应性可逆乳化剂组合物，原料质量百分比组成如下：所述羧酸酰胺丙基二甲基叔胺选自月桂酰胺丙基二甲基叔胺、椰油酰胺丙基二甲基叔胺、芥子酸酰胺丙基二甲基叔胺或油酸酰胺丙基二甲基叔胺；所述N,N-二(2-羟乙基)酰胺为N,N-二(2-羟乙基)月桂酰胺、N,N-二(2-羟乙基)椰油酰胺、N,N-二(2-羟乙基)芥子酸酰胺或N,N-二(2-羟乙基)油酸酰胺；所述增溶剂为乙醇、丙酮之一或组合。根据本专利技术优选的，pH值响应性可逆乳化剂组合物，原料质量百分比组成如下：根据本专利技术优选的，所述的增溶剂为乙醇：丙酮＝(1～3):(1～2)体积比的组合。根据本专利技术优选的，所述成分C脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)选自AEO-3、AEO-5或者AEO-7。本专利技术的原料均可以市购或按现有技术制备。本专利技术提供以下关于成分A、B的优选制备方法。根据本专利技术优选的，所述的成分A羧酸酰胺丙基二甲基叔胺，是按以下步骤制备的：带有温度计、搅拌器、冷凝管的三口烧瓶中，加入N,N-二甲基丙二胺和长链羧酸或酯，所述长链羧酸选自月桂酸、芥子酸或油酸，所述酯为椰子油；所述长链羧酸或酯与N,N-二甲基丙二胺的摩尔比为1：1.05～1.15，于130-160℃反应2-3h，抽真空，在真空度12～15kPa抽去反应产生的水，继续反应1-3h，至无水分被抽出，分别得到桂酰胺丙基二甲基叔胺、椰油酰胺丙基二甲基叔胺、芥子酸酰胺丙基二甲基叔胺或油酸酰胺丙基二甲基叔胺。即为成分A羧酸酰胺丙基二甲基叔胺。根据本专利技术优选的，所述成分B：N,N-二(2-羟乙基)酰胺，是按以下步骤制备的：带有温度计、搅拌器、冷凝管的三口烧瓶中，按1：1摩尔比加入二乙醇胺和长链羧酸或酯，所述长链羧酸选自月桂酸、芥子酸或油酸，所述酯为椰子油；于140-170℃反应1-2h，抽真空，在真空度12～15kPa抽去反应产生的水，继续反应3-5h，至无水分被抽出来，分别得到N,N-二(2-羟乙基)月桂酰胺、N,N-二(2-羟乙基)椰油酰胺、N,N-二(2-羟乙基)芥子酸酰胺或N,N-二(2-羟乙基)油酸酰胺。即为成分B：N,N-二(2-羟乙基)酰胺。根据本专利技术，一种pH值响应性可逆乳化剂组合物的制备方法，包括以下步骤：按比例，向D增溶剂中加入C脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，搅拌均匀；继续加入N,N-二(2-羟乙基)酰胺、羧酸酰胺丙基二甲基叔胺，搅拌均匀。即得。本专利技术所述可逆乳化剂组合物的应用，用于配制pH值响应的可逆乳状液。根据本专利技术所述可逆乳化剂组合物的应用，pH值响应的稳定的可逆乳状液的制备方法，包括以下步骤：①将所述可逆乳化剂组合物与油相混合后在10000～12000r/min转速下搅拌5～10min，分散均匀；②向步骤①的体系中加入水相，在10000～12000r/min转速下搅拌30～40min，形成W/O乳状液。即为本专利技术所述的稳定的可逆乳状液。根据上述可逆乳状液的制备方法，优选的，所述的油相是柴油、白油、正癸烷或正己烷；进一步优选所述油相是0#柴油、5#白油、正癸烷或正己烷。根据上述可逆乳状液的制备方法，优选的，所述的水相是水或质量分数为30-50％的CaCl2水溶液。一种可逆乳状液的转相方法，包括前述方法制备的W/O乳状液，步骤如下：向本专利技术制备的W/O乳状液中加入盐酸使pH值至6.2-6.8，在转速为10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种pH值响应性可逆乳化剂组合物，其特征在于原料成分质量百分比如下：所述羧酸酰胺丙基二甲基叔胺选自月桂酰胺丙基二甲基叔胺、椰油酰胺丙基二甲基叔胺、芥子酰胺丙基二甲基叔胺或油酸酰胺丙基二甲基叔胺；所述N,N‑二(2‑羟乙基)酰胺为N,N‑二(2‑羟乙基)月桂酰胺、N,N‑二(2‑羟乙基)椰油酰胺、N,N‑二(2‑羟乙基)芥子酸酰胺或N,N‑二(2‑羟乙基)油酸酰胺；所述增溶剂为乙醇、丙酮之一或组合。
【技术特征摘要】
1.一种pH值响应性可逆乳化剂组合物，其特征在于原料成分质量百分比如下：
所述羧酸酰胺丙基二甲基叔胺选自月桂酰胺丙基二甲基叔胺、椰油酰胺丙基二甲基叔
胺、芥子酰胺丙基二甲基叔胺或油酸酰胺丙基二甲基叔胺；
所述N,N-二(2-羟乙基)酰胺为N,N-二(2-羟乙基)月桂酰胺、N,N-二(2-羟乙基)椰油酰胺、
N,N-二(2-羟乙基)芥子酸酰胺或N,N-二(2-羟乙基)油酸酰胺；
所述增溶剂为乙醇、丙酮之一或组合。
2.如权利要求1所述的pH值响应性可逆乳化剂组合物，其特征在于，原料质量百分
比组成如下：
3.如权利要求1或2所述的pH值响应性可逆乳化剂组合物，其特征在于，所述的增
溶剂为乙醇：丙酮＝(1～3):(1～2)体积比的组合。
4.如权利要求1或2所述的pH值响应性可逆乳化剂组合物，其特征在于，所述脂肪
醇聚氧乙烯醚选自AEO-3、AEO-5或者AEO-7。
5.一种权利要求1-4任一项所述的pH值响应性可逆乳化剂组合物的制备方法，包括
以下步骤：
按比例，向D增溶剂中加入C脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，搅拌均匀；继续加入N,N-
二(2-羟乙基)酰胺、羧酸酰胺丙基二甲基叔胺，搅拌均匀。
6.权利要求1-4任一项所述的pH值响应...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦玲，刘飞，郭保雨，王旭东，任金恒，王坤，张悦，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37
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