包含粘弹性表面活性剂的液体和其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种在各种应用场合用作增稠剂如用于悬浮在地质建造的挖掘过程中产生的颗粒的粘弹性表面活性剂基水性流体体系。表面活性剂为两性表面活性剂／两性离子表面活性剂，如二羟基烷基甘氨酸盐、烷基两性乙酸盐或丙酸盐、烷基甜菜碱、烷基酰氨基丙基甜菜碱和由某些蜡、脂肪和油得到的烷氨基单或二丙酸盐。增稠剂与无机水溶性盐或有机添加剂如邻苯二甲酸、水杨酸或其盐组合使用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 专利
本专利技术涉及包含表面活性剂的粘弹性流体以及使用这种粘弹性流体悬浮颗粒的方法。
技术介绍
固体颗粒或乳化液滴的悬浮液的水相增稠方法是公知的。加入增稠剂可增加水相的粘性，从而延缓颗粒或液滴的沉降。这种延缓作用用于在悬浮液贮存、使用和/或运输的过程中保持颗粒或液滴于悬浮液中。 高分子增稠剂，如淀粉通过高分子链的缠结而增稠，其目前已用于使悬浮液的水相增粘。这种增稠剂受机械剪切或聚合物链的化学裂解(如通过氧化或水解)的影响而使品质下降，导致粘度减少，使悬浮液的稳定性降低。 业已发现，阳离子表面活性剂在某些条件下会形成棒状胶束。当存在这种棒状胶束时，将赋予流体以粘弹性。但是，阳离子表面活性剂的毒性较高，且生物降解性较差。 专利技术概述 本专利技术提供了一种用作悬浮颗粒的增稠剂的粘弹性流体。这种粘弹性流体由两性/两性离子表面活性剂和一种有机酸/盐和/或无机盐组成。 因此，本专利技术涉及一种粘弹性流体，其包含 (1)一种水性介质； (2)使所述水性介质具有粘弹性的有效量的选自两性表面活性剂、两性离子表面活性剂和其混合物的表面活性剂；和 (3)一种选自下述的成分有机酸、有机酸盐、无机盐以及一种或多种有机酸或有机酸盐与一种或多种无机盐的组合。 在本专利技术的另一个实施方案中，本专利技术涉及一种粘弹性流体，其基本上由下述成分组成 (1)一种水性介质； (2)一定量的含胺氧化物表面活性剂的表面活性剂；和 (3)一种包含具有至少14个碳原子的疏水基团的阴离子表面活性剂。 术语“粘弹性”是指粘性流体具有弹性，即，当该液体在解除所施加的应力后，至少部分回复到其原始形式。增稠的水性粘弹性流体用作润滑剂中的水基传压流体和传压压裂流体以增加在油生产中的渗透性。 本专利技术也涉及用于将悬浮的固体颗粒如挖掘副产物分布于包含本专利技术粘弹性流体的流体中的方法，其中，通过将流体运输至固体颗粒仍然悬浮于流体中的位置并使流体沉积于该位置而使固体颗粒继续悬浮延长的时间。 本专利技术还涉及用于压裂地下岩层的方法，包括在足以使所述岩层压裂的压力下，通过井眼泵送本专利技术的粘弹性流体进入地下岩层。 本专利技术还涉及一种洗涤剂制剂，其含有去污表面活性剂及本专利技术的粘弹性流体。 本专利技术还涉及所述粘弹性流体作为漂移控制剂在农业制剂中的用途。就这一方面，本专利技术涉及一种农业化学品与一定量的本专利技术粘弹性流体的水性制剂，粘弹性流体的量应足以增加所述制剂的喷雾的平均液滴尺寸。 附图简述 附图说明图1显示了对于通过加入5％牛油亚氨基二丙酸二钠(MirataineT2C )和2.25％邻苯二甲酸于水中而制备的粘弹性表面活性剂溶液而言，粘性与剪切速度的关系曲线。 图2显示了图1所述相同的溶液在25℃和50℃时的动态模量G′(储能模量)和G″(损耗模量)。 图3显示了对于通过加入5％牛油氨基二丙酸二钠(MirataineT2C )和4％氯化铵和1.75-2.0％邻苯二甲酸于水中而制备的粘弹性表面活性剂溶液而言，粘性与剪切速度的关系曲线。 图4显示了对于通过加入4或5％油酰氨基丙基甜菜碱(MirataineBET-O )、3％氯化钾和0.5％邻苯二甲酸于水中而制备的粘弹性表面活性剂溶液而言，粘性与剪切速度的关系曲线。 图5显示了图4所述相同的溶液在25℃和50℃时的动态模量G′(储能模量)和G″(损耗模量)。 专利技术详述 一般意义的粘弹性性质是公知的，可参见S.Gravsholt，Journalof Coll.and Interface Sci.，57(3)，575(1976)；Hoffmann等，“离子表面活性剂对两性离子表面活性剂溶液粘弹性的影响”，Langmuir，8，2140-2146(1992)；以及Hoffmann等，“不同粘弹性表面活性剂溶液的流变学行为”，Tenside Surf.Det.，31，389-400，1994。在这些参考文献所述确定液体是否具有粘弹性的试验方法中，业已发现下述实验可用来确定水溶液的粘弹性，该实验由下述步骤组成使溶液涡动，并目视观察是否通过在停止打漩后通过旋涡反冲而产生气泡。气泡反冲表明了粘弹性。另一种有用的实验是在给定的温度下，测量储能模量(G′)和损耗模量(G″)。如果在同一温度下，在某些点或在某一段低于10拉德/秒，优选约0.001至约10拉德/秒，更优选约0.1至约10拉德/秒点的范围内G′大于G″，并且，如果G′大于10-2帕斯卡，则这种流体通常被认为在该温度下具有粘弹性。流变测量如G′和G″值在下述文献中有更详细的讨论“流变测量”，Encyclopedia ofChemical Technology，vol.1997，第4版。为完整的必要性，上述文献引入本文作为参考。 粘弹性是由于不同类型的胶束形成而引起的，而非由大多数表面活性剂形成的常规球形胶束产生。粘弹性表面活性剂流体会在溶液中形成蠕虫状、棒状或球状胶束。形成较长的球形胶束将产生有用的流变性质。粘弹性表面活性剂溶液显示出剪切薄层行为，并且，尽管施以重复的高剪切仍然保持稳定。比较而言，典型的高分子增稠剂在被施以高剪切时会不可逆地降级。 在本专利技术的概述及详述中，每个数值应理解为由术语“约”进行修饰(除非已经进行这种修饰表述)，然后再次理解为不进行这种修饰，除非在文中另有说明。 粘弹性表面活性剂可为离子型或非离子型。本专利技术包含一种基于两性或两性离子表面活性剂的水性粘弹性表面活性剂。两性表面活性剂是一类在某一段pH值范围(例如，通常在弱酸性时)内同时具有正电荷部分和负电荷部分，在某一段pH值范围内(例如，通常在弱碱性时)仅具有负电荷部分，而在其它pH范围(例如，通常在中等酸性时)仅具有正电荷的表面活性剂；而两性离子表面活性剂则与pH值范围无关总是具有正电荷部分，并在碱性pH值时具有负电荷部分。 粘弹性流体包含水、表面活性剂和一种选自有机酸、有机酸盐、无机盐和其混合物的水溶性化合物。或者，粘弹性流体可包含水、胺氧化物表面活性剂和一种包含具有至少约14个碳原子的疏水基团的阴离子表面活性剂。粘弹性流体表面活性剂溶液用作压裂流体或水基传压流体。用作压裂流体的粘弹性流体可选择性地含有一种气体如空气、氮气或二氧化碳以提供增能流体或泡沫。 可以最大浓度存在的流体组分是水，即，水通常占粘弹性流体重量百分数的大部分。水在液体中的含量通常大于或等于约50wt％。水可来自任一种来源，只要该来源不含与粘弹性流体的其它组分不相容的污染物(如引起不希望出现的沉淀)。因此，水无需是饮用水，可为微有碱味的水或包含在石油领域中常用水源中的其它物质。 用于本专利技术的两性离子表面活性剂的实例由下式表示 其中，R1表示烷基、烷基芳基烷基、烷氧基烷基、烷基氨基烷基和烷基酰氨基烷基的疏水基团，其中，烷基代表包含约12至约24个碳原子的基团，其可为支链或支链基团，可为饱和或不饱和基团。代表性的长链烷基包括十四烷基(肉豆蔻基)、十六烷基(鲸蜡基)、十八烯基(油基)、十八烷基(硬脂基)、二十二烯基(瓢儿菜基)和牛油、椰油、大豆油及菜籽油的衍生物。优选的烷基和链烯基是具有约16至约22个碳原子的烷基和链烯基。烷基酰氨基烷基的代表性实例是烷基酰氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘弹性流体，其包括：（１）一种水性介质；（２）一种两性离子表面活性剂，其选自由下式所示的油基酰氨基丙基甜菜碱和二十二烯基酰氨基丙基甜菜碱组成的组Ｒ↓［１］－＊－Ｒ↓［４］ＣＯＯ↑［－］其中Ｒ↓［１］为油基酰氨基丙基或二十二烯基酰氨基丙基，Ｒ↓［２］和Ｒ↓［３］彼此独立地为具有１至３０个碳原子的脂族链，Ｒ↓［４］为链长１至４的烃基；和（３）一种选自下述的成分：有机酸、有机酸盐、无机盐以及一种或多种有机酸或有机酸盐与一种或多种无机盐的组合；其中，两性离子表面活性剂占所述流体中所有表面活性剂的重量的大部分，其中，所述的流体具有粘弹性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MS达汉纳亚克，杨江，JHY牛，PJ德里恩，D迪诺，李若星，
申请(专利权)人：罗狄亚公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]