一种磺酸基阴离子双子表面活性剂及其制备方法技术

本申请属于表面活性剂技术领域，尤其涉及一种磺酸基阴离子双子表面活性剂及其制备方法。本申请公开了一种磺酸基阴离子双子表面活性剂，具有如式(Ⅰ)所示的结构，其中，A为烷基、取代烷基、醚基、苯基或取代苯基，R

【技术实现步骤摘要】
一种磺酸基阴离子双子表面活性剂及其制备方法
本申请属于表面活性剂
，尤其涉及一种磺酸基阴离子双子表面活性剂及其制备方法。
技术介绍
在目前的石油三次开采过程中，需要大量使用表面活性剂。这些表面活性剂最基本的作用是降低油水界面张力，使岩石孔隙中的残余油启动，因此必须满足低界面张力、低吸附量、高增溶参数、与底层流体配伍、来源广、便宜等特点。磺酸基阴离子表面活性剂作为最常用的三次采油表面活性剂，还存在很多缺点，例如：性能不能适应工程要求，难以实现超低界面张力，耐温抗盐性能较低，容易被粘土表面吸附，对岩石润湿反转效果差等问题。因此，开发综合性能优异的表面活性剂，是深度开发利用石油资源要解决的重要技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种磺酸基阴离子双子表面活性剂及其制备方法，解决了现有磺酸基阴离子表面活性剂性能不能适应工程要求，难以实现超低界面张力，耐温抗盐性能较低，容易被粘土表面吸附，对岩石润湿反转效果差等问题，克服现有表面活性剂的不足。本申请的具体技术方案如下：本申请提供了一种磺酸基阴离子双子表面活性剂，具有如式(Ⅰ)所示的结构：其中，A为烷基、取代烷基、醚基、苯基或取代苯基，R1为烷基或苯基，X为甲基或苯基，n为2～10的整数，a为不小于1的整数，且a与b之和为3。优选的，A选自含有1～4个碳原子的直链烷基、饱和脂肪醚基或苯基；R1为1～3个碳原子的直链烷基。优选的，所述A选自-CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、或优选的，n为2～10的偶数，a等于3。优选的，具有如下结构：本申请还提供了上述技术方案所述磺酸基阴离子双子表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：式(Ⅱ)所示结构化合物与式(Ⅲ)所示结构化合物在极性有机溶剂和水的混合溶液中发生酰胺化反应，得到所述磺酸基阴离子双子表面活性剂；b(H3C)a(OSiX3)Si-(CH2)n-COCl式(Ⅱ)；其中，X为甲基或苯基，R1为烷基或苯基，n为2～10的整数，a为不小于1的整数，且a与b之和为3。优选的，所述极性有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和三氯甲烷中的一种或多种；所述酰胺化反应还加入缚酸剂，所述缚酸剂为三乙胺、Na2CO3和/或K2CO3；式(Ⅱ)所示结构化合物与式(Ⅲ)所示结构化合物的摩尔比为1:(2～4)；所述酰胺化反应的温度为20～25℃，时间为5h～8h。优选的，式(Ⅱ)所示结构化合物通过以下方法制备得到：硅氧烷与末端烯酸酯进行第一催化反应得到第一反应中间体后，进行皂化反应后调节pH值至酸性，得到第二反应中间体，再将所述第二反应中间体与二氯亚砜进行第二催化反应，得到式(Ⅱ)所示结构化合物；所述硅氧烷的结构式为H-Si(X3SiO)a(CH3)b，所述末端烯酸酯的结构式所述第一反应中间体的结构式为所述第二反应中间体的结构其中，X为甲基或苯基，R2为1～3个碳原子的直链烷基，n为0～8的整数，a为不小于1的整数，且a与b之和为3。优选的，所述第一催化反应的第一催化剂为铂催化剂，所述第一催化反应的反应温度为70～90℃；所述硅氧烷和所述末端烯酸酯的摩尔比为1:(1.1～1.5)；所述第一催化剂的浓度为0.002～0.004％摩尔当量；所述第二催化反应的第二催化剂为二甲基甲酰胺或四甲基乙二胺，所述第二催化反应的反应温度为35～60℃；所述第二反应中间体、所述二氯亚砜和所述第二催化剂的摩尔比为(2～4):1:(0.002-0.004)。优选的，式(Ⅲ)所示结构化合物通过二胺化合物、磺酸化合物与氢氧化钠在水中反应制得；所述二胺化合物的结构式为H2N-A-NH2，所述磺酸化合物的结构式为Cl-R1-SO3Na；其中，A选自烷基、取代烷基、醚基、苯基或取代苯基，R1为烷基或苯基。本申请提供一种同时具有含磺酸基亲水链和硅氧烷疏水链阴离子双子表面活性剂，除具有烃类表面活性剂较高的表面活性外，由于三硅氧烷链在界面呈伞状排布，可以迅速地铺展在气/液界面，具有润湿性好、耐高低温、耐气候老化、无毒和生理惰性等特点。本申请的磺酸基阴离子双子表面活性剂表面活性优良，其临界胶束0.3mmol/L，是十二烷基磺酸钠(9.8mmol/L)的1/30，在临界胶束浓度下的表面张力为22.49mN/m，远低于十二烷基磺酸钠(39.0mN/m)，能满足抗温、抗盐抗钙镁的要求，有效对岩石进行润湿反转，能够用于三次采油中的二元复合驱、三元复合驱中，还可用于乳化剂、浸润剂等日用化学品中，可在石油开采及其他领域推广使用，克服了现有的表面活性剂的不足。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例1中九甲基三硅氧烷丙酸甲酯的红外光谱图；图2为本申请实施例1中九甲基三硅氧烷丙酸的红外光谱图；图3为本申请实施例1中磺酸基阴离子双子表面活性剂(乙撑-双(N-乙基磺酸盐-九甲基三烷氧丙酰胺))的红外光谱图；图4为本申请实施例1中磺酸基阴离子双子表面活性剂(乙撑-双(N-乙基磺酸盐-九甲基三烷氧丙酰胺))的γ-c曲线(30℃)；图5为本申请实施例1中磺酸基阴离子双子表面活性剂(乙撑-双(N-乙基磺酸盐-九甲基三烷氧丙酰胺))的耐温性能测试；图6为本申请实施例1中磺酸基阴离子双子表面活性剂(乙撑-双(N-乙基磺酸盐-九甲基三烷氧丙酰胺))的耐盐性能(30℃)；图7为本申请实施例1中磺酸基阴离子双子表面活性剂(乙撑-双(N-乙基磺酸盐-九甲基三烷氧丙酰胺))的抗钙性能(30℃)。具体实施方式为使得本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。本申请公开了一种磺酸基阴离子双子表面活性剂，具有如式(Ⅰ)所示的结构：其中，A为烷基、取代烷基、醚基、苯基或取代苯基，R1为烷基或苯基，X为甲基或苯基，n为2～10的整数，a为不小于1的整数，且a与b之和为3。本申请磺酸基阴离子双子表面活性剂具有双子表面活性剂结构，其平衡表面张力均低于单链表面活性剂。并且，本申请磺酸基阴离子双子表面活性剂还包括有聚硅氧烷基团，由于硅氧烷链的柔顺性使其在水界面排列更加紧密，大大降低了水溶液的表面张力。本申请中，A选自含有1～4个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磺酸基阴离子双子表面活性剂，其特征在于，具有如式(Ⅰ)所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种磺酸基阴离子双子表面活性剂，其特征在于，具有如式(Ⅰ)所示的结构：



其中，A为烷基、取代烷基、醚基、苯基或取代苯基，R1为烷基或苯基，X为甲基或苯基，n为2～10的整数，a为不小于1的整数，且a与b之和为3。


2.根据权利要求1所述的磺酸基阴离子双子表面活性剂，其特征在于，A选自含有1～4个碳原子的直链烷基、饱和脂肪醚基或苯基；
R1为1～3个碳原子的直链烷基。


3.根据权利要求2所述的磺酸基阴离子双子表面活性剂，其特征在于，所述A选自-CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、


4.根据权利要求1所述的磺酸基阴离子双子表面活性剂，其特征在于，n为2～10的偶数，a等于3。


5.根据权利要求1所述的磺酸基阴离子双子表面活性剂，其特征在于，具有如下结构：








6.权利要求1所述磺酸基阴离子双子表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
式(Ⅱ)所示结构化合物与式(Ⅲ)所示结构化合物在极性有机溶剂和水的混合溶液中发生酰胺化反应，得到所述磺酸基阴离子双子表面活性剂；
b(H3C)a(OSiX3)Si-(CH2)n-COCl式(Ⅱ)；



其中，X为甲基或苯基，R1为烷基或苯基，n为2～10的整数，a为不小于1的整数，且a与b之和为3。


7.根据权利要求6所述磺酸基阴离子双子表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述极性有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和三氯甲烷中的一种或多种；
所述酰胺化反应还加入缚酸剂，所述缚酸剂为三乙胺、Na2CO3和/或K2CO3；...

【专利技术属性】
技术研发人员：田磊，张必宏，
申请(专利权)人：佛山市天宝利硅工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44