一种两性可聚合表面活性剂单体的制备及其应用制造技术

一种两性可聚合表面活性剂单体,其制备方法包括：(1)将环氧氯丙烷与长链叔胺在盐酸溶液中进行开环反应,得到中间体HYZ；(2)将HYZ与对氨基苯磺酸钠反应，得到中间体DAJ；(3)将DAJ与马来酸酐冰浴下反应，得到最终产物LXJ。将该单体与丙烯酰胺、丙烯酸、2

【技术实现步骤摘要】
一种两性可聚合表面活性剂单体的制备及其应用


[0001]本专利技术涉及石油勘探开发油气井储层改造
,设计一种两性可聚合表面活性剂单体的制备及其在油田压裂液稠化剂中的应用。
技术背景
[0002]两性可聚合表面活性剂单体是一类兼具不饱和基团、疏水长链以及强水溶性基团的有机化合物,由于其结构中具有季铵离子、羟基、磺酸基以及羧基使得其具有优异的水溶性，苯环结构的存在保证了聚合物结构的刚性来提高耐温耐盐能力，而且由于其季铵盐结构的存在使得其具有杀菌剂和黏土稳定剂的功效。除此之外,在其用量占单体总量很少的情况下(≤ 0.20wt％),将其与丙烯酰胺、丙烯酸和2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸共聚得到的疏水缔合聚合物水溶液更容易形成氢键,使得聚合物水溶液具有较为密集的空间网络结构,从而使聚合物水溶液具有优异的粘弹性。因此用该两性可聚表面活性剂单体制备的疏水缔合聚合物可有效解决传统疏水缔合聚合物压裂液成本高、悬砂能力差的技术问题,因而用该单体制备的疏水缔合聚合物压裂液具有广阔的应用前景。目前还没有这种两性可聚合表面活性剂单体的制备方法公布出来，为了将表面活性剂的优异性能引入聚合物中,扩大其应用范围,本专利技术参考表面活性剂的合成方法,设计并制备了一种两性可聚合表面活性剂单体。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种两性可聚合表面活性剂单体的制备方法，具有环保、成本低的特点，且基于该单体的疏水缔合聚合物溶液具有较好的粘弹性及耐温耐盐能力，用其配制得到的压裂液可有效解决传统疏水缔合聚合物压裂液成本高且携砂能力差的技术问题。
[0004]本专利技术采取的技术方案是：
[0005]一种两性可聚合表面活性剂单体的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)将环氧氯丙烷与长链叔胺在盐酸溶液中进行开环反应，得到中间体HYZ，反应式如下所示：
[0007][0008](2)将中间体HYZ与对氨基苯磺酸钠进行反应，从而得到中间体DAJ：反应式如下式所示：
[0009][0010](3)将中间体DAJ与马来酸酐反应，从而得到两性可聚合表面活性剂单体LXJ，反应式如下：
[0011][0012]进一步的，所述的长链叔胺选自十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺、油酸酰胺丙基二甲基叔胺、芥酸酰胺丙基二甲基叔胺之一。
[0013]进一步的，步骤(1)中环氧氯丙烷、氯化氢与长链叔胺的摩尔比为1.5:1.1～1.5:1.0；所用的有机溶剂为对环境没有伤害的乙醇或异丙醇；开环反应条件为：在50～60℃下6～10h。
[0014]进一步的，步骤(2)中中间体HYZ与对氨基苯磺酸钠的摩尔比为1.0:1.0～1.5；所用溶剂为去离子水和乙醇(体积比为2:1)；反应条件为在90℃反应24h。
[0015]进一步的，步骤(3)中中间体DAJ与马来酸酐的摩尔比为1.0:1.0～2.0；所用溶剂为甲醇；反应条件为0℃下反应12h。
[0016]进一步的，一种两性可聚合表面活性剂单体，其特征在于，该单体的结构式具有权力要求1中步骤(3)合成的单体的通式结构。
[0017]进一步的，利用两性可聚合表面活性剂单体制备聚合物稠化剂的方法，其特征在于，将丙烯酰胺、丙烯酸、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和两性可聚合表面活性剂单体LXJ按照质量比为65:20:15:0.1～0.3，在50℃下用V50引发聚合，聚合10h后得到共聚物，然后将共聚物剪碎，在50℃条件下干燥，最后粉碎、过250目筛，得到聚合物稠化剂粉末。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]该两性可聚表面活性剂单体制备的疏水缔合聚合物具有较好的粘弹性及耐温抗盐能力，可有效解决传统疏水缔合聚合物压裂液成本高、悬砂能力差的技术问题,因而用该单体制备的疏水缔合聚合物压裂液具有广阔的应用前景。
附图说明
[0020]图1是以芥酸酰胺丙基二甲基叔胺为原料制备的两性可聚合表面活性剂单体的核磁谱图
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0022]实施例一：
[0023]首先将100mmol芥酸酰胺丙基二甲基叔胺溶于100mL乙醇中，接着向圆底烧瓶中加入 150mmol的氯化氢，在室温下搅拌5min，使盐酸完全溶解到溶液里面。接着向烧瓶中加入150mmol的环氧氯丙烷，并升温到60℃，反应6h。反应完毕后，旋蒸除去乙醇和环氧氯丙烷，最后得到淡黄色粘稠的膏状物，并放置在干燥瓶中备用，记为HYZ
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22，产率为92％。
[0024]将100mmol的HYZ
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22溶于50mL乙醇中，而150mol对氨基苯磺酸钠溶于100ml去离子水中，将HZT
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22溶液逐渐滴加到对氨基苯磺酸钠溶液中，边滴加边在90℃条件下反应24h。反应结束后，旋蒸除去溶剂，得到黄色粘稠的膏状物。之后加入过量乙醇出现白色沉淀，抽滤除去多余对氨基苯磺酸钠后放置在干燥瓶中备用，记为DAJ
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22，产率为80％。
[0025]将100mmol的DAJ
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22溶于100mL甲醇中，而200mmol马来酸酐溶于20mL甲醇中，将马来酸酐溶液逐渐滴加到DAJ
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22溶液中，边滴加边在冰浴0℃下反应12h。反应结束后，旋蒸除去甲醇，得到深黄色膏状物，之后加入过量丙酮除去多余马来酸酐提纯得到到最终产物两性可聚合表面活性剂单体，记为LXJ
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22，产率为75％，核磁谱图如图1所示。
[0026]实施例二：
[0027]首先将100mmol十二烷基二甲基叔胺溶于100mL乙醇中，接着向圆底烧瓶中加入 100mmol的氯化氢，在室温下搅拌5min，使盐酸完全溶解到溶液里面。接着向烧瓶中加入 100mmol的环氧氯丙烷，并升温到50℃，反应6h。反应完毕后，旋蒸除去乙醇和环氧氯丙烷，最后得到淡黄色粘稠的膏状物，并放置在干燥瓶中备用，记为HYZ
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12，产率为85％。
[0028]将100mmol的HYZ
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12溶于50mL乙醇中，而100mol对氨基苯磺酸钠溶于100ml去离子水中，将HZT
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12溶液逐渐滴加到对氨基苯磺酸钠溶液中，边滴加边在90℃条件下反应24h。反应结束后，旋蒸除去溶剂，得到黄色粘稠的膏状物。之后加入过量乙醇出现白色沉淀，抽滤除去多余对氨基苯磺酸钠后放置在干燥瓶中备用，记为DAJ
‑
12，产率为75％。
[0029]将100mmol的DAJ
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12溶于100mL甲醇中，而100mmol马来酸酐溶于20mL甲醇中，将马来酸酐溶液逐渐滴加到DAJ
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12溶液中，边滴加边在冰浴0℃下反应12h。反应结束后，旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两性可聚合表面活性剂单体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将环氧氯丙烷与长链叔胺在盐酸溶液中进行开环反应，得到中间体HYZ，反应式如下所示：(2)将中间体HYZ与对氨基苯磺酸钠进行反应，从而得到中间体DAJ：反应式如下式所示：(3)将中间体DAJ与马来酸酐反应，从而得到两性可聚合表面活性剂单体LXJ如下：。2.如权利要求1所述的两性可聚合表面活性剂单体的制备方法，其特征在于，所述的长链叔胺选自十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺、油酸酰胺丙基二甲基叔胺、芥酸酰胺丙基二甲基叔胺之一。3.如权利要求1所述的两性可聚合表面活性剂单体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中环氧氯丙烷、氯化氢与长链叔胺的摩尔比为1.5:1.1～1.5:1.0；所用的有机溶剂为对环境没有伤害的乙醇或异丙醇；开环反应条件为：在50～60℃下6～10h。4.如权利要求1所述的两性可聚合表面活性剂单体的制备方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛金成，廖正捷，杨小江，张阳，张恒，徐涛，薛金星，毛金桦，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：