本申请公开了一种香草酸基双子表面活性剂及其制备方法和应用，所述香草酸基双子表面活性剂的结构通式如式I所示：其中，n＝6～12,R＝Na或K。本申请所提供的香草酸基羧酸盐型双子表面活性剂分子结构上具有两个羧酸盐亲水基团，两个刚性苯环结构和两个长链疏水基团，和传统的表面活性剂相比，结构中两个羧酸盐亲水基团通过联接基团以化学键联接，使分子排列更加紧密，疏水链间疏水结合力更强，表界面活性更高，低浓度条件下，仍然保持较好的起泡性能。持较好的起泡性能。
【技术实现步骤摘要】
一种香草酸基双子表面活性剂及其制备方法和应用
[0001]本申请涉及一种香草酸基双子表面活性剂及其制备方法和应用，属于油田化学领域。
技术介绍
[0002]表面活性剂是一类具有亲水亲油基团的有机化合物，被誉为工业味精，应用范围广泛。很多表面活性剂可以从天然产物或经过天然产物改性获得，如肥皂、皂角提取物、茶皂素及松香表面活性剂等，他们性能优良、易于降解，属于环境友好型表面活性剂。双子表面活性剂是一种新型表面活性剂，在化学结构上具有至少两个以上亲水基团和亲油基团，在亲水基团或靠近亲水基团位置通过化学键连接。它独特的结构使其较传统表面活性剂表现出更高的活性，更低的临界胶束浓度，良好的增溶性，更好的耐温抗盐性等。因此，双子表面活性剂被广泛用于油气开采、化学化工、纳米材料等领域。随着人们环保意识的增强，利用天然资源生产双子表面活性剂符合当今表面活性剂绿色化与高活性的发展趋势，也有利于降低环境压力、拓展表面活性剂种类和应用范围。
[0003]近年来，国内外就天然产物基双子表面活性剂的合成、性能与应用都做了一定研究，并向可降解型表面活性剂、反应型表面活性剂等其他功能化方向发展。目前以天然产物为原料合成的双子表面活性剂主要有糖基双子表面活性剂、天然油脂基双子表面活性剂、松香基双子表面活性剂、改性茶皂素基双子表面活性剂和改性腰果酚基双子表面活性剂。但是对改性香草酸基双子表面活性剂的合成和应用还未见报道。
[0004]有文献报道以丁香酚为原料，采用甲脂化、醚化和皂化反应成功合成了一种丁香酚基羧酸盐表面活性剂Eu
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10,并通过共价键结合到聚合物微球表面，提高了纳米微球的分散稳定性。但文献中合成的表活为一般绿色环保表面活性剂，与常规表活月桂酸钠相比，Eu
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10具有较强的聚集能力，但降低表面张力能力不显著。
[0005]有文献报道以茶皂素为原料，利用脂化反应和磺化反应，合成一种阴离子型起泡剂茶皂素琥珀酸单脂磺酸钠，增强了茶皂素的表面活性及水溶性。合成的起泡剂化学结构上也只有一个亲水基团和一个疏水基团，在低浓度条件下，起泡性能一般，析液半衰期比较短。
技术实现思路
[0006]针对目前传统表面活性剂原料不环保，排放环境中难降解，合成的天然产物基表面活性剂结构单一，性能不佳，起泡性一般，耐温耐油性差等问题。本专利技术的目的在于提供一种绿色环保的香草酸基双子表面活性剂及其合成方法并作为起泡剂应用于排水采气。本专利技术提供的起泡剂以香草酸为主要原料，和环氧氯丙烷在碱性条件下通过醚化反应制备香草酸缩水甘油醚羧酸盐，然后通过乙二胺将两个亲水基团链接起来，再通过取代反应在分子上引入两个疏水基团制备香草酸基羧酸盐型双子表面活性剂。合成的双子表面活性剂分子结构上具有两个羧酸盐亲水基团，两个刚性苯环结构和两个长链疏水基团，使其具有良
好的耐温耐盐性，良好的润湿性，明显降低表面张力，发泡性好，含油条件下，起泡性能不受影响，和常规的表面活性剂相比，具有明显优势。可以作为润湿剂、起泡剂、乳化剂，应用于油田气井排水采气，三次采油中泡沫驱等领域。
[0007]本申请的一个方面，提供了一种香草酸基双子表面活性剂，所述香草酸基双子表面活性剂的结构通式如式I所示：
[0008]其中，n＝6～12，R＝Na或K。
[0009]本申请另一个方面，提供一种上述香草酸基双子表面活性剂的制备方法，所述制备方法包括：
[0010](1)将含有香草酸缩水甘油醚羧酸盐的醇溶液I与含有联接剂的水溶液混合，反应I，获得双子表面活性剂中间体；
[0011](2)将含有卤代长链烷烃、步骤(1)获得的双子表面活性剂中间体的醇溶液II与碱性催化剂反应II，获得所述香草酸基羧酸盐型双子表面活性剂；
[0012]其中，所述卤代长链烷烃为碳链长度为C12
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C18的长链烷烃。
[0013][0014]作为一种具体实施方式，所述香草酸基双子表面活性剂的制备方法包括：
[0015](a)制备香草酸缩水甘油醚羧酸盐；
[0016](b)通过联接剂将香草酸缩水甘油醚羧酸盐链接，制备双子表面活性剂中间体；
[0017](c)通过取代反应，在双子表面活性剂中间体上引入两条疏水链，得到香草酸基羧酸盐型双子表面活性剂。
[0018]可选地，所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐的制备方法包括以下步骤：
[0019]将含有香草酸、环氧氯丙烷、碱性pH调节剂的原料，反应III，获得所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐；
[0020]可选地，所述香草酸和环氧氯丙烷的摩尔比为1:(1～1.5)；
[0021]可选地，所述香草酸和环氧氯丙烷的摩尔比独立的选自1:1、1：1.2、1:1.5中的任
意值或上述任意两点间的任意值；
[0022]可选地，所述碱性pH调节剂为无机碱；
[0023]可选地，所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；
[0024]可选地，所述原料的pH为9～10；
[0025]可选地，所述原料的pH独立的选自9、9.5、10中的任意值或上述任意两点间的任意值；
[0026]可选地，所述反应III的温度为50～60℃，反应III的时间为2～4h，反应III在500～800r/min转速条件下进行；
[0027]可选地，所述反应III的温度独立的选自50℃、55℃、60℃中的任意值或上述任意两点间的任意值；
[0028]可选地，所述反应III的时间独立的选自2h、3h、4h中的任意值或上述任意两点间的任意值；
[0029]可选地，所述转速独立的选自500r/min、600r/min、700r/min、800r/min中的任意值或上述任意两点间的任意值；
[0030]作为一种具体的实施方式，所述香草酸缩水甘油醚羧酸钠的制备方法包括：
[0031]将香草酸、环氧氯丙烷置于反应容器中，加入无机碱，调节反应体系pH为9～10，加热搅拌反应III即得所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐；所述反应III，需在冷凝回流条件下进行磁力搅拌，反应的温度为50～60℃，反应的时间为2～4h，反应完成后，通过减压蒸馏除去未反应完的环氧氯丙烷和生成的水，再过滤得到香草酸缩水甘油醚羧酸盐。
[0032]可选地，所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐和联接剂的摩尔比为(0.1～0.15):0.05；
[0033]可选地，所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐和联接剂的摩尔比独立的选自0.1:0.05、0.12:0.05、0.15:0.05中的任意值或上述任意两点间的任意值；
[0034]可选地，所述含有香草酸缩水甘油醚羧酸盐的醇溶液I中，所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐的浓度为1～1.5mol/L；
[0035]可选地，所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐的浓度独立的选自1mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L中的任意值或上述任意两点间的任意值；
[0036]可选地，所述含有联接剂的水溶液中，联接剂的浓度为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种香草酸基双子表面活性剂，其特征在于，所述香草酸基双子表面活性剂的结构通式如式I所示：其中，n＝6～12，R＝Na或K。2.一种权利要求1所述的香草酸基双子表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将含有香草酸缩水甘油醚羧酸盐的醇溶液I与含有联接剂的水溶液混合，反应I，获得双子表面活性剂中间体；(2)将含有卤代长链烷烃、步骤(1)获得的双子表面活性剂中间体的醇溶液II与碱性催化剂反应II，获得所述香草酸基羧酸盐型双子表面活性剂；其中，所述卤代长链烷烃为碳链长度为C12
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C18的长链烷烃。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐的制备方法包括以下步骤：将含有香草酸、环氧氯丙烷、碱性pH调节剂的原料，反应III，获得所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐；优选地，所述香草酸和环氧氯丙烷的摩尔比为1:(1～1.5)；优选地，所述碱性pH调节剂为无机碱；优选地，所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述原料的pH为9～10；优选地，所述反应III的温度为50～60℃，反应III的时间为2～4h，反应III在500～800r/min转速条件下进行。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述香草酸缩水甘油醚羧酸盐和联接剂的摩尔比为(0.1～0.15):0.05；优选地，所述含有香草酸缩水甘油醚羧酸盐的醇溶液I中，所述香草酸缩水甘油醚羧酸
盐的浓度为1～1.5mol/L；所述含有联接剂的水溶液中，联接剂的浓度为0.5～0.75mol/L。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵莎莎，陶震，马玉，
申请(专利权)人：宁波锋成先进能源材料研究院，
类型：发明
国别省市：
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