一种非离子高分子表面活性剂及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种非离子高分子表面活性剂及其制备方法和应用，属于含油污泥清洗领域，具有式I所示结构：其中，R为脂肪酰基；a为烯丙基聚氧乙烯醚结构单元的质量百分数，b为N

【技术实现步骤摘要】
一种非离子高分子表面活性剂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及一种非离子高分子表面活性剂及其制备方法和应用，属于含油污泥清洗领域。

技术介绍

[0002]含油污泥简称油泥，是指被丢弃的含油固体和泥状物质，是石油生产的重要伴生品。一方面，含油污泥一般含有大量苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒、有害物质和放射性元素以及细菌、寄生虫等，还含有一定数量的碳氢化合物油，包括烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃、胶质及沥青质等，同时还包括生产过程中进行投加的大量高分子聚合物、阻垢剂、絮凝剂、杀菌剂、缓蚀剂等，是高度危险的污染物，对生物和环境有极大的危害性。另一方面，含油污泥中含有相当量的可回收原油。如果对含油污泥进行一定的处理，可以同时实现治理含油污泥污染和回收石油资源。含油污泥处理技术已日益引起各方关注和重视。
[0003]热化学清洗法是美国环保局处理含油污泥的首选方法，该方法易于操作，能够对原油进行有效的回收和利用，具有显著的环境效益和经济效益。热化学清洗法通过在搅拌器中加入一定比例的热水及化学清洗药剂对含油污泥进行加热恒温搅拌，使原油从泥砂表面洗漆剥离下来，实现油、水、泥砂三相分离。
[0004]目前，热化学清洗法主要问题是使用大量的化学清洗剂，在追求清洗后泥沙残油率降低同时，却造成水相pH值偏高，含有大量乳化油滴，残留大量化学物质等问题，增加后续水处理的难度。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种非离子高分子表面活性剂，该表面活性剂具有良好的乳化能力，同时水溶液为中性，无毒、无刺激、生物降解性好；该表面活性剂中的芳环侧基支链结构可以提供的空间结构撑开吸附位点，利用其在泥沙表面的吸附能力，自身吸附于泥沙表面，将油相顶替入水相中，从而完成对含油污泥更深层次的清洗；该表面活性剂相比小分子表面活性剂，具有更好地乳化性能和乳化稳定性，优良的分散力、凝聚力和增稠性，基本无毒或者低毒；该表面活性剂的超支化改性使其从线型聚合物链结构变为从一个中心向四周发散聚合物链的星型多臂结构，进一步提升了表面活性剂的乳化性能，同时使表面活性剂具有了自破乳能力，从而大大降低后续水处理难度。
[0006]一种非离子高分子表面活性剂，具有式I所示结构：
[0007][0008]其中，R为脂肪酰基；
[0009]a为烯丙基聚氧乙烯醚结构单元的质量百分数，b为N
‑
脂肪酰基
‑
L
‑
苯丙氨酸单烯丙基聚氧乙烯醚酯结构单元的质量百分数，c为端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元的质量百分数；
[0010]a：b：c＝(0～50)：(100～50)：(0.1～1)，a+b+c＝100％；
[0011]n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤45。
[0012]可选地，a：b：c＝(20～50)：(80～50)：(0.4～0.8)，a+b+c＝100％。
[0013]可选地，n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤20。
[0014]可选地，a独立地选自0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0015]可选地，b独立地选自50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0016]可选地，c独立地选自0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0017]可选地，n独立地选自4、10、15、20、25、30、35、40、45中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0018]本申请中，端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元的质量百分数在式I所示结构中的比为0.1～1。当端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元质量百分数太低时，将很难提升表面活性剂的乳化性能，无法使表面活性剂具有自破乳能力；当端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元质量百分数太高时，虽然能提升表面活性剂的乳化性能，但成本昂贵，不利于工业化大规模生产。
[0019]可选地，所述超支化聚酯胺结构单元由端基为碳碳双键的超支化聚酯胺双键加成
后得到。
[0020]来自于为端基为碳碳双键的超支化聚酯胺。
[0021]可选地，所述超支化聚酯胺具有式II所示结构：
[0022][0023]其中，a1、a2、b1分别表示各结构单元在超支化聚合物结构中的重复数；
[0024](a1+a2)：b1＝2.0～2.5，a1：a2＝2～4，2≤b≤30；
[0025]A、B、B
’
表示结构单元的连接点；
[0026]A
‑
K
‑
A具有式III所示结构：
[0027][0028]A
‑
K
′
具有式IV的结构：
[0029][0030]具有式V所示结构：
[0031][0032]其中，m表示聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数；
[0033]1≤m≤45；
[0034]R1选自H或甲基。
[0035]可选地，所述A与B连接或A与B
’
连接，从而使五种结构单元之间相互连接形成超支化结构。
[0036]可选地，所述脂肪酰基选自月桂酰基、棕榈酰基、硬脂酰基、肉豆蔻酰基、椰子油酰基、油酰基、亚油酰基、正癸酰基、正辛酰基中的至少一种。
[0037]根据本申请的第二个方面，提供了一种超支化改性含芳环侧基支链的非离子高分子表面活性剂的制备方法，该制备方法简单、高效。
[0038]一种超支化改性含芳环侧基支链的非离子高分子表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0039](S1)将含有A2型单体、BB
’2型单体的混合物，通过迈克尔加成反应，得到末端为碳碳双键的超支化聚酯胺；
[0040](S2)将含有L
‑
苯丙氨酸、脂肪酰氯、吸收剂、溶剂的混合物，肖顿
‑
鲍曼缩合反应得到中间体；
[0041][0042](S3)将含有所述中间体、烯丙基聚氧乙烯醚、催化剂的混合物，酯化反应得到可聚合单体；
[0043][0044](S4)将含有所述超支化聚酯胺、引发剂、所述可聚合单体、上述步骤(S3)中未反应的所述烯丙基聚氧乙烯醚的混合液，自由基共聚得到最终产物。
[0045][0046]可选地，在步骤(S1)中，所述A2型单体选自聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种；
[0047]其中，聚乙二醇分子量为200～2000。
[0048]可选地，所述BB
’2型单体为氨乙基哌嗪。
[0049]可选地，在步骤(S1)中，所述A2型单体与所述BB
’2型单体的摩尔比为(2～2.5)：1。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非离子高分子表面活性剂，其特征在于，具有式I所示结构：其中，R为脂肪酰基；a为烯丙基聚氧乙烯醚结构单元的质量百分数，b为N
‑
脂肪酰基
‑
L
‑
苯丙氨酸单烯丙基聚氧乙烯醚酯结构单元的质量百分数，c为端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元的质量百分数；a：b：c＝(0～50)：(100～50)：(0.1～1)，a+b+c＝100％；n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤45。2.根据权利要求1所述的非离子高分子表面活性剂，其特征在于，a：b：c＝(20～50)：(80～50)：(0.4～0.8)，a+b+c＝100％；优选地，n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤20。3.根据权利要求1所述的非离子高分子表面活性剂，其特征在于，所述超支化聚酯胺具有式II所示结构：其中，a1、a2、b1分别表示各结构单元在超支化聚合物结构中的重复数；(a1+a2)：b1＝(2～2.5)：1，a1：a2＝(2～4)：1，2≤b≤30；A、B、B
’
表示结构单元的连接点；A
‑
K
‑
A具有式III所示结构：
A
‑
K
′
具有式IV的结构：具有式IV的结构：具有式V所示结构：其中，m表示聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数；1≤m≤45；R1选自H或甲基。4.根据权利要求3所述的非离子高分子表面活性剂，其特征在于，所述A与B连接或A与B
’
连接，从而使五种结构单元之间相互连接形成超支化结构；优选地，所述脂肪酰基选自月桂酰基、棕榈酰基、硬脂酰基、肉豆蔻酰基、椰子油酰基、油酰基、亚油酰基、正癸酰基、正辛酰基中的至少一种。5.一种非离子高分子表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(S1)将含有A2型单体、BB
’2型单体的混合物，通过迈克尔加成反应，得到末端为碳碳双键的超支化聚酯胺；(S2)将含有L
‑
苯丙氨酸、脂肪酰氯、吸收剂、溶剂的混合物，肖顿
‑
鲍曼缩合反应得到中间体；(S3)将含有所述中间体、烯丙基聚氧乙烯醚、催化剂的混合物，酯化反应得到可聚合单体；(S4)将含有所述超支化聚酯胺、引发剂、所述可聚合单体、上述步骤(S3)中未反应的所述烯丙基聚氧乙烯醚的混合液，自由基共聚得到最终产物。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤(S1)中，所述A2型单体选自聚乙
二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种；其中，聚乙二醇分子量为200～2000；优选地，所述BB
’2型单体为氨乙基哌嗪；优选地，在步骤(S1)中，所述A2型单体与所述BB

【专利技术属性】
技术研发人员：崔浩业，刘凌，邓青春，吴文炜，
申请(专利权)人：宁波锋成先进能源材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：