[发明专利]一种两性可聚合表面活性剂单体的制备及其应用

说明书

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‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸在50℃下V50引发聚合，干燥、粉粹、过筛,得聚合物稠化剂粉末；将该粉末配制成0.5wt％的溶液,即得压裂液。本发明制备的单体用于疏水缔合聚合物，聚合物溶液具有较好的粘弹性以及耐温抗盐能力,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忠裂液成本高且悬砂能力差的技术问题。

技术领域

本发明涉及石油勘探开发油气井储层改造技术领域,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

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-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,本发明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。

发明内容

本发明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。

本发明采取的技术方案是：

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：

(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，反应式如下：

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。

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。

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。

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。

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。