CN109640933A - 含钾的两性乙酸盐和甜菜碱表面活性剂 - Google Patents

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Abstract

组合物，这些组合物包含至少一种含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂、水以及至少一种选自以下项的额外的表面活性剂：阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂、及其混合物。

Description

含钾的两性乙酸盐和甜菜碱表面活性剂
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年6月30日提交的美国临时申请序列号62/356,706的优先权的权益，将所述申请的全部披露内容通过援引方式并入本申请。
背景技术
可持续发展计划已经导致对个人、家庭和工业用途的浓缩组合物的需求增加。此类产品由于其对环境的影响降低而受欢迎。例如，浓缩组合物需要更少的包装，这削减了塑料和纸张的使用量。此外，用更少的水配制浓缩组合物，这降低了材料的运送成本。
两性表面活性剂组合物在个人护理应用(如洗发剂、沐浴露、洗手皂、洗液、霜、调理剂、剃须产品、洗面奶、中性洗发剂和皮肤护理剂)、家庭护理和工业清洁应用(如液体洗涤剂、衣物洗涤剂、硬表面清洁剂、餐具洗涤液、抽水马桶清洁剂)、以及其他应用(如油田应用)中是有用的。
存在对于个人、家庭和工业用途的可持续两性表面活性剂组合物的需求，与常规表面活性剂相比，这些组合物可以在更高的表面活性剂浓度下制备。
发明内容
本披露提供了组合物，这些组合物包含至少一种含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂、水以及至少一种选自以下项的额外的表面活性剂：阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂、及其混合物。在实施例中，该组合物包含至少一种选自以下项的含钾的两性乙酸盐：根据式I、II、III、IV的两性乙酸盐、及其组合。在另一个实施例中，该组合物包含至少一种含钾的甜菜碱，该含钾的甜菜碱包含氯化钾和选自以下项的甜菜碱：椰油二甲基羧甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油甜菜碱、月桂基酰胺丙基甜菜碱、油烯基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基α-羧乙基甜菜碱、鲸蜡基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基双-(2-羟乙基)羧甲基甜菜碱、硬脂基双-(2-羟丙基)羧甲基甜菜碱、油烯基二甲基γ-羧丙基甜菜碱、月桂基双-(2-羟丙基)α-羧乙基甜菜碱、及其组合。
具体实施方式
根据本披露的组合物包含含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂。与不包含这些含钾的表面活性剂的组合物相比，此类组合物提供了增强的益处，包括增加浓度的表面活性剂负载和/或在较低温度下保持流动。在实施例中，该组合物包含选自以下项的含钾的两性乙酸盐：根据式I的两性乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；
根据式II的两性二乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；
根据式III的两性二乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；以及
根据式IV的两性二乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；及其组合。
在另一个实施例中，该含钾的甜菜碱表面活性剂组合物包含甜菜碱和氯化钾。在实施例中，该甜菜碱选自椰油二甲基羧甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油甜菜碱、月桂基酰胺丙基甜菜碱、油烯基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基α-羧乙基甜菜碱、鲸蜡基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基双-(2-羟乙基)羧甲基甜菜碱、硬脂基双-(2-羟丙基)羧甲基甜菜碱、油烯基二甲基γ-羧丙基甜菜碱、以及月桂基双-(2-羟丙基)α-羧乙基甜菜碱。术语“甜菜碱”还包含磺基甜菜碱(sulfobetaine)。在实施例中，该组合物包含选自以下项的磺基甜菜碱：椰油二甲基磺丙基甜菜碱、硬脂基二甲基磺丙基甜菜碱、月桂基二甲基磺乙基甜菜碱、月桂基双-(2-羟乙基)磺丙基甜菜碱、及其组合。在另一个实施例中，该组合物包含选自酰胺基甜菜碱和酰胺基磺基甜菜碱的甜菜碱，其中RCONH(CH2)3基团被附接到该甜菜碱的氮原子上。
在实施例中，该氯化钾盐以从约5％至约12％的重量浓度存在于该组合物中。
在一个实施例中，根据本披露的组合物显示出一个或多个层状的表面活性剂相。“层状表面活性剂相”是包括一个或多个表面活性剂双层、典型地多个由液体介质分开的表面活性剂双层的相。层状相包括球晶相和液晶G-相的典型形式，以及其混合物。在文献中有时称为“L相”的“G相”典型地是可倾倒的、非牛顿的、各向异性的产品，这些产品看起来浑浊并且表现出在流动时特有的“油污”外观。层状相可以以若干不同的形式存在，包括构成以上描述的典型G相的本体的平行片域。
除非以其他方式定义，否则在此使用的所有技术和科学术语具有与由本说明书涉及的领域中的技术人员通常理解的相同的含义。
如在本说明书和权利要求书中使用的，单数形式“一个/种(a/an)”和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指出。
如在此使用的，并且除非另外指明，术语“约”或“近似地”是指如由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的误差，其部分取决于如何测量或确定该值。在某些实施例中，术语“约”或“近似地”是指在1、2、3、或4个标准差内。在某些实施例中，术语“约”或“近似地”是指在给定的值或范围的50％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、或0.05％内。
另外，应理解在此列举的任何数值范围旨在包括包含于其中的全部子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括在并且包括所列举的最小值1与所列举的最大值10之间的全部子范围；即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。因为这些披露的数值范围是连续的，所以它们包括在最小值与最大值之间的每个值。除非另外清楚地指明，否则在本申请中指定的各种数值范围是近似值。
应用
本披露的含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂在例如个人护理应用(如洗发剂、沐浴和淋浴产品(身体清洁剂、沐浴露、淋浴凝胶、液体皂、皂条、合成洗涤剂条、调理液浴油、泡沫浴、浴粉等)、洗手皂、洗面奶、中性洗发剂和个人擦拭巾)、和家庭护理和工业清洁应用(如液体洗涤剂、衣物洗涤剂、硬表面清洁剂、餐具洗涤液、抽水马桶清洁剂)、以及其他应用(如油田应用)中是有用的。
个人护理
在一个实施例中，本披露涉及个人护理组合物，该组合物包含一种或多种含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂、水和一种或多种如本文描述的额外的组分。
在实施例中，该一种或多种额外的组分选自一种或多种额外的表面活性剂，一种或多种额外的有益试剂，如润肤剂、保湿剂、调理剂、皮肤调理剂、头发调理剂、维生素或其衍生物、抗氧化剂、自由基清除剂、磨料、抗UV试剂、UV吸收剂、抗微生物剂、抗菌剂、抗真菌剂、抗痘剂、抗皮脂溢剂、抗衰老剂、抗皱剂、抗炎剂，清新剂、愈合剂、脉管保护剂、止汗剂、除臭剂、免疫调节剂、滋养剂、精油、香料、及其组合。
合适的额外的表面活性剂包括阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂，及其混合物。如在此使用的，短语“额外的表面活性剂(additional surfactant和additional surfactants)”指的是不同于含钾的两性乙酸盐和甜菜碱表面活性剂的表面活性剂。
合适的阴离子型表面活性剂是已知的化合物并且包括，例如，直链烷基苯磺酸盐、α烯烃磺酸盐、链烷烃磺酸盐、烷基酯磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基烷氧基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基烷氧基羧酸盐、烷基烷氧基化硫酸盐、单烷基磷酸盐、二烷基磷酸盐、肌氨酸盐、羟乙基磺酸盐、和牛磺酸盐、以及其混合物，例如像月桂基硫酸铵、月桂醇聚醚硫酸铵、月桂醇聚醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂醇聚醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂醇聚醚硫酸二乙醇胺、月桂酸甘油单酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂醇聚醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂醇醚硫酸钾、十三烷醇聚醚硫酸钠、十三烷基硫酸钠、十三烷醇聚醚硫酸铵、十三烷基硫酸铵、椰油酰基羟乙基磺酸钠、月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠、甲基油酰基牛磺酸钠、月桂醇聚醚羧酸钠、十三烷醇聚醚羧酸钠、单烷基磷酸钠、二烷基磷酸钠、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸、椰油酰基肌氨酸、椰油基硫酸铵、椰油基硫酸钠、椰油基硫酸钾、椰油基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，甘氨酸盐，例如像月桂酰基甘氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠，谷氨酸盐，例如像椰油酰基谷氨酸钠，及其混合物。
阴离子型表面活性剂的阳离子抗衡离子通常是钠阳离子，但可替代地为钾、锂、钙、镁、铵阳离子，或具有高达6个脂肪族碳原子的烷基铵阳离子，如异丙基铵、单乙醇铵、二乙醇铵或三乙醇铵阳离子。铵盐和乙醇铵盐通常比钠盐更可溶。可以使用以上阳离子的混合物。
合适的阳离子型表面活性剂是已知的化合物并且包括例如根据以下式(V)的单阳离子型表面活性剂以及此类化合物的混合物：
其中R31、R32、R33和R34独立地是氢或有机基团，前提是R31、R32、R33和R34中的至少一个不是氢，并且X-是阴离子。
如果R31、R32、R33和R34基团中的一个至三个各自是氢，那么该化合物可以被称为胺盐。阳离子胺盐的一些实例包括聚乙氧基化(2)油烯基/硬脂基胺、乙氧基化牛油胺、椰油烷基胺、油胺、以及牛油烷基胺。
对于季铵化合物(通常称为季铵盐(quats))，R31、R32、R33和R34可以是相同或不同的有机基团，但可以不是氢。在一个实施例中，R31、R32、R33和R34各自是C8-C24支链或直链烃基，这些基团可以包含额外的官能团，例如像脂肪酸或其衍生物，包括脂肪酸的酯以及具有以下基团的脂肪酸：烷氧基化基团；烷基酰胺基基团；芳环；杂环；磷酸酯基团；环氧基基团；以及羟基基团。氮原子也可以是杂环或芳环体系的一部分，例如鲸蜡基乙基吗啉鎓乙基硫酸盐或司吡氯铵(steapyrium chloride)。
单烷基胺衍生物类型的季铵化合物的实例包括：十六烷基三甲基溴化铵(也称为CETAB或西曲溴铵)、十六烷基三甲基氯化铵(也称为西曲氯铵)、十四烷基三甲基溴化铵(也称为肉豆蔻基三甲基溴化铵或季铵盐-13)、硬脂基二甲基苄基氯化铵(也称为司拉氯铵)、油基二甲基苄基氯化铵(也称为油基苄基二甲基氯化铵)、月桂基/肉豆蔻基三甲基甲硫酸铵(也称作椰油基三甲基铵甲硫酸盐)、十六烷基二甲基(2)羟乙基磷酸二氢铵(也称为十六烷基羟乙基二甲基磷酸铵)、巴巴苏油酰胺丙基苄基二甲基氯化铵、椰油基三甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、麦芽酰氨丙基二甲基苄基氯化铵、硬脂基辛基二甲基甲硫酸铵、异硬脂酰胺丙基苄基二甲基氯化铵、二羟丙基PEG-5亚麻基氯化铵、PEG-2硬脂基甲基氯化铵、季铵盐18、季铵盐80、季铵盐82、季铵盐84、山嵛基三甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、山嵛基三甲基硫酸甲酯铵、牛油基三甲基氯化铵和山嵛酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐。
二烷基胺衍生物类型的季铵化合物包括：例如，二硬脂基二甲基氯化铵、双鲸蜡基二甲基氯化铵、硬脂基辛基二甲基硫酸甲酯铵、二氢化棕榈油脂酰乙基羟乙基甲基铵甲基硫酸盐、二棕榈酰乙基羟乙基甲基铵甲基硫酸盐、二油基乙基羟乙基甲基铵甲基硫酸盐、羟丙基双硬脂基二甲基氯化铵、及其混合物。
咪唑啉衍生物类型的季铵化合物包括：例如，异硬脂基苄基咪唑鎓氯化物、椰油基苄基羟乙基咪唑啉鎓氯化物、椰油基羟乙基咪唑啉氮鎓PG-氯化物磷酸盐、季铵盐32和硬脂基羟乙基咪唑啉鎓氯化物、及其混合物。
典型的阳离子型表面活性剂包括：二烷基衍生物，如双鲸蜡基二甲基氯化铵和二硬脂基二甲基氯化铵；支链和/或不饱和阳离子型表面活性剂，如异硬脂基氨基丙基二甲基苄基氯化铵或油基二甲基苄基氯化铵；长链阳离子型表面活性剂，如硬脂基二甲基苄基氯化铵和山嵛基三甲基氯化铵；以及其混合物。
阳离子型表面活性剂的合适阴离子抗衡离子包括，例如氯离子、溴离子、甲基硫酸根、乙基硫酸根、乳酸根、糖精酸根、乙酸根、以及磷酸根阴离子。
合适的非离子型表面活性剂是已知的化合物并且包括胺氧化物、脂肪醇、烷氧基化的醇、脂肪酸、脂肪酸酯以及链烷醇酰胺。合适的胺氧化物包括(C10-C24)饱和或不饱和支链或直链烷基二甲基氧化物或烷基酰胺基丙基胺氧化物，例如月桂胺氧化物、椰油胺氧化物、硬脂胺氧化物、硬脂酰胺基丙基胺氧化物、棕榈酰胺基丙基胺氧化物、癸胺氧化物、以及其混合物。合适的脂肪醇包括：例如，(C10-C24)饱和或不饱和的支链或直链醇，更典型地为(C10-C20)饱和或不饱和的支链或直链醇，例如像癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、油醇、亚油醇和亚麻醇、及其混合物。合适的烷氧基化醇包括(C10-C24)饱和或不饱和的支链或直链醇、更典型地(C10-C20)饱和或不饱和的支链或直链醇的烷氧基化(典型地乙氧基化)衍生物，它们可以包括平均每个烷氧基化醇分子从1至22个烷氧基单元，例如像具有平均每分子5个环氧乙烷单元的乙氧基化月桂醇。可以使用这些烷氧基化醇的混合物。合适的脂肪酸包括(C10-C24)饱和或不饱和羧酸，更典型地(C10-C22)饱和或不饱和羧酸，例如像月桂酸、油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、鲸醋硬脂酸(cetearic acid)、异硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸、反油酸、花生四烯酸、肉豆蔻脑酸和棕榈油酸、以及其中和型式。合适的脂肪酸酯包括(C10-C24)饱和或不饱和羧酸，更典型地(C10-C22)饱和或不饱和羧酸的酯，例如丙二醇异硬脂酸酯、丙二醇油酸酯、异硬脂酸甘油酯和油酸甘油酯、及其混合物。合适的链烷醇酰胺包括脂肪酸链烷醇酰胺，如椰油酰胺MEA(椰油单乙醇酰胺)和椰油酰胺MIPA(椰油单异丙醇酰胺)，以及烷氧基化的链烷醇酰胺，及其混合物。
合适的两性离子型表面活性剂是已知的化合物。适用于预期最终应用且在所要求的配制pH下化学稳定的任何两性离子型表面活性剂适合用作本发明组合物的任选两性离子型表面活性剂组分，表面活性剂包括例如可广泛地描述为脂肪族季铵、磷鎓和锍化合物的衍生物的那些，其中脂肪族基团可以是直链或支链，并且其中脂肪族取代基中的一个含有从约8至约24个碳原子，并且一个含有阴离子水增溶基团，如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。
在实施例中，该两性离子型表面活性剂包括一种或多种磺基甜菜碱(INCI：磺基甜菜碱(sultaine))。在实施例中，该一种或多种磺基甜菜碱选自具有式VI的磺基甜菜碱；具有式VII的酰胺基磺基甜菜碱；及其组合：
R1-N+(CH3)2-CH2CH(OH)CH2SO3- 式VI
R1-CO-NH-(CH2)3-N+(CH3)2-CH2CH(OH)CH2SO3- 式VII
其中R1是饱和或不饱和的C6-22烷基残基、优选C8-18烷基残基，特别是饱和的C10-16烷基残基，例如饱和的C12-14烷基残基。在实施例中，该一种或多种磺基甜菜碱选自(根据INCI指定的)：椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、椰油羟基磺基甜菜碱、椰油磺基甜菜碱、芥酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱、月桂基磺基甜菜碱、油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、牛脂酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、及其组合。
根据本披露的个人护理组合物可任选地进一步包含其他额外的组分，例如像，防腐剂如苄醇、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯和咪唑烷基脲，增稠剂和粘度调节剂，如环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物，电解质，如氯化钠、硫酸钠、和聚乙烯醇，pH调节剂如柠檬酸、丁二酸、磷酸、氢氧化钠、以及碳酸钠，香料，染料，以及螯合剂，如乙二胺四乙酸二钠。
本披露的个人护理组合物以本领域已知的方式使用，例如，在清洁剂或洗发剂的情况下，通过将该清洁剂或洗发剂施用到皮肤和/或头发上并且任选地用水将该皮肤和/或头发的清洁剂或洗发剂冲洗掉。
家庭护理或工业清洁
在一个实施例中，本披露涉及家庭护理或工业清洁组合物，如液体洗涤剂、衣物洗涤剂、硬表面清洁剂、餐具洗涤液、或抽水马桶清洁剂，该组合物包含一种或多种含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂、水和一种或多种如本文描述的添加剂。此类清洁组合物可以任选地进一步包含一种或多种水可混溶的有机溶剂，如醇和二醇，和/或一种或多种添加剂。
合适的添加剂是本领域已知的，并且包括：例如，有机助洗剂如有机膦酸盐、无机助洗剂如多磷酸铵、碱金属焦磷酸盐、沸石、硅酸盐、碱金属硼酸盐和碱金属碳酸盐；漂白剂，如过硼酸盐、过碳酸盐和次氯酸盐；多价螯合剂和防垢剂，如柠檬酸和乙二胺四乙酸、无机酸如磷酸和盐酸、有机酸如乙酸；磨料，如二氧化硅或碳酸钙；抗菌剂或消毒剂，如三氯生和阳离子杀微生物剂，例如(N-烷基)苄基二甲基氯化铵、杀真菌剂、酶、遮光剂、pH调节剂、染料、香料以及防腐剂。
在实施例中，用于清洁织物或硬表面的家庭护理或工业清洁组合物包含一种或多种含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂、水和家庭护理或工业清洁剂有益试剂。
在实施例中，家庭护理或工业清洁剂有益试剂选自去污剂、织物软化剂、表面活性剂、助洗剂、粘合剂、漂白剂以及香料。
本披露还提供了一种用于通过以下方式清洁选自硬表面和织物的基材的方法：将本披露的组合物施用于该基材。
油田
本披露的含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂也可用作油田应用中使用的水性液体组合物中的粘土稳定剂。如在此使用的，术语“粘土稳定配制品”指的是能够将粘土稳定剂递送到地下地层中的组合物。例如，该粘土稳定配制品可以与单独的钻井液、钻井完井液、完井液、增产液、压裂液、酸化液、补救液、阻垢液、循环液、砾石充填液等等一起使用或本身可以是任何前述液体。此类液体可能含有增加该液体的黏度的胶凝剂。在某些说明性实施例中，该粘土稳定剂还可以在固井液(如水泥浆或水泥隔离液)中使用。在优选的实施例中，该粘土稳定剂夹带在水性液体中。在其他实施例中，该粘土稳定剂可以作为固体材料供使用而没有溶解或夹带在水性液体中。在某些实施例中，该粘土稳定配制品展示了酸性、碱性或中性的pH，如在从约1至11范围内的那些，并且可以与具有酸性、碱性或中性的pH的水性液体一起使用。
当与水性液体结合以给予水性粘土稳定配制品时，该粘土稳定剂能够减少或基本上消除由粘土地下材料造成的对地层的损害。该粘土稳定剂的存在消除或减少了与粘土稳定配制品接触时粘土地下材料溶胀或分解/迁移的倾向。
术语“地下地层”包括暴露的地表下面的区域以及被水(如海洋或淡水)覆盖的地表下面的区域两者。
术语“粘土地下材料”包括砂和/或粘土，其在外来水性井处理液(如钻井液、增产液、砾石充填液等)的存在下，溶胀、分散、分解或以其他方式被破坏，由此展示本体体积的增加。该术语还包括那些砂和/或粘土，其分散、分解或以其他方式被破坏而没有实际溶胀。例如，在外来水性井处理液的存在下，膨胀并可能通过变得疏松被破坏，由此产生迁移到井孔中的颗粒的粘土应该也被该术语包括。
可以有效地用粘土稳定剂配制品处理的粘土地下材料可以具有不同的形状，比如像微小的板状、管状和/或纤维状具有非常大的表面积的颗粒。实例包括蒙脱石(绿土)族如蒙脱石、皂石、绿脱石、锂蒙脱石和锌蒙脱石，高岭土族如高岭石、珍珠陶土、地开石、以及埃洛石，水云母族如水黑云母、海绿石、伊利石和钠伊利石，绿泥石族如绿泥石和鲕绿泥石的粘土矿物；不属于以上族的粘土矿物如蛭石、绿坡缕石和海泡石；以及此类粘土矿物和族的混合层种类。其他矿物组分可进一步与粘土相关联。
在某些实施例中，提供了一种用于在钻井过程中抑制粘土地下材料的溶胀和/或迁移的方法。该方法包括用包含选自本披露的含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂的粘土稳定剂的钻井液来钻井孔。
在其他实施例中，提供了一种用于抑制在地下地层的钻井过程中遇到的粘土地下材料的溶胀和/或迁移的方法。该方法包括在地下地层中循环基于水的井处理液，该井处理液包括水性连续相和选自本披露的含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂的粘土稳定剂。
在附加的实施例中，提供了一种用于在采出过程中抑制粘土地下材料的溶胀和/或迁移的方法。该方法包括用包含选自含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂的粘土稳定剂的循环液来使产液循环通过井孔。
在某些实施例中，提供了一种用于从含石油的地下地层开采石油的方法。该方法包括通过第一井孔提供加压的基于水的井处理液，该井处理液包括水性连续相和选自本披露的含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂的粘土稳定剂，并且通过第二井孔从该地下地层中回收石油。在某些实施例中，将地下地层预先水力压裂并预先开采石油。
总体上，该粘土稳定剂以足够减少粘土地下材料的基于表面水化的溶胀和/或基于渗透的溶胀的任一者或两者的量存在于粘土稳定配制品中。存在于具体的粘土稳定配制品中的粘土稳定剂的精确量可以通过测试遇到的粘土稳定配制品和粘土地层的结合的试错法来确定。在一个实施例中，在粘土稳定配制品中使用的本披露的粘土稳定剂的量的范围是从约0.25加仑/千加仑至约5加仑/千加仑(“gpt”)的粘土稳定配制品。在另一个实施例中，在粘土稳定配制品中的稳定剂的量是至少0.5加仑/千加仑。在还另一个实施例中，存在于粘土稳定配制品中的粘土稳定剂的量的范围是粘土稳定配制品的按体积计从约0.05％至约0.5％。
在另一个实施例中，该粘土稳定配制品任选地包含一种或多种常规的添加剂。此类添加剂的实例包括但不限于胶凝材料、稀释剂、液体损失控制剂、包封剂、杀菌剂、破胶剂、发泡剂、铁控制剂、稳定剂、润滑剂、渗透率增强剂、消泡剂、腐蚀抑制剂、堵漏液(lostcirculation fluid)、防钻头泥包剂(anti-bit balling agent)、中和剂、pH缓冲剂、表面活性剂、支撑剂、以及用于砾石充填的砂。
胶凝材料的实例包括但不限于膨润土、海泡石粘土、绿坡缕石粘土、阴离子高分子量聚合物和生物聚合物。
稀释剂的实例包括但不限于木素硫酸盐、改性的木素硫酸盐、多磷酸盐、单宁酸、以及低分子量的聚丙烯酸盐。
液体损失控制剂的实例包括但不限于合成有机聚合物、生物聚合物及其混合物、改性的褐煤聚合物、改性淀粉以及改性纤维素。
包封剂的实例包括但不限于合成材料、有机材料、无机材料、生物聚合物或其混合物。该包封剂性质上可以是阴离子、阳离子或非离子的。
尽管讨论了具体实施例，但是说明书仅是说明性的并且不是限制性的。在回顾本说明书时，本披露的许多变体对于本领域技术人员将变得显而易见。
将通过参考以下实例来进一步说明本披露。以下实例仅是说明性的并且不旨在是限制性的。
实例1
月桂酰两性乙酸钾(30.69％活性物)的制备
将水(431.3g)和45％氢氧化钾(45％KOH)(48.65g)添加到配备有搅拌器、温度计、pH探针和两个加料漏斗的带有底阀的4-颈2升(“L”)树脂釜中。然后将已经在65℃至70℃的温度下预熔化的月桂酰咪唑啉(Lauro imidazoline)(218.07g)添加到该反应釜中。将温度升高至79℃-82℃。在温度达到79℃-82℃之后，将反应混合物保持一小时。
在保持1小时之后，将44.28克的80％一氯乙酸(80％MCA)添加到该反应混合物中。在该添加之后，该反应混合物的20％水性pH为8.5-9.5。以保持反应温度在79℃-82℃之间且20％水性pH在8.5与9.5之间的速率下，将66.55克的80％MCA与128.86克的45％KOH的共进料用这些加料漏斗进行添加。在该共进料完成之后，将MCA加液漏斗用16.6克的水进行冲洗。将该反应物质在79℃-82℃之间保持四小时，同时保持pH在8.5-9.5，其中按需逐滴添加45.67克的45％KOH。当剩余酰胺基胺水平小于1％并且剩余SMCA水平小于125ppm时，认为反应完成。
用水将产物调节至40.7％的固体水平。20％水溶液的pH为9.21。该产物被进一步分析为具有1.3％乙醇酸钾、8.71％氯化钾、30.69％的活性物(活性物计算是：活性物＝固体-氯化钾-乙醇酸钾)以及在25℃下为48cps的净粘度(neat viscosity)。
实例2
月桂酰两性乙酸钾(41.09％活性物)的制备
将水(307.12g)和45％氢氧化钾(45％KOH)(59.27g)添加到配备有搅拌器、温度计、pH探针和两个加料漏斗的带有底阀的4-颈2L树脂釜中。然后将已经在65℃至70℃的温度下预熔化的月桂酰咪唑啉(265.69g)添加到该反应釜中。将温度升高至79℃-82℃。在温度达到79℃-82℃之后，将反应混合物保持一小时。
在保持1小时之后，将53.95克的80％一氯乙酸(80％MCA)添加到该反应混合物中。在该添加之后，该反应混合物的20％水性pH为8.5-9.5。以保持反应温度在79℃-82℃之间且20％水性pH在8.5与9.5之间的速率下，将81.09克的80％MCA与128.86克的45％KOH的共进料用这些加料漏斗进行添加。在该共进料完成之后，将MCA加液漏斗用20.23克的水进行冲洗。将该反应物质在79℃-82℃之间保持四小时，同时保持pH在8.5-9.5，其中按需逐滴添加55.64克的45％KOH。当剩余酰胺基胺水平小于1％并且剩余SMCA水平小于125ppm时，认为反应完成。
用水将产物调节至49.6％的固体水平。20％水溶液的pH为9.30。该产物被进一步分析为具有1.3％乙醇酸钾、7.21％氯化钾、41.09％的活性物(活性物计算是：活性物＝固体-氯化钾-乙醇酸钾)以及在25℃下为3,400cps的净粘度。
实例3
椰油两性乙酸钾(31.02％活性物)的制备
将水(441.41g)和45％氢氧化钾(45％KOH)(42.96g)添加到配备有搅拌器、温度计、pH探针和两个加料漏斗的带有底阀的4-颈2L树脂釜中。然后将已经在65℃至70℃的温度下预熔化的椰油咪唑啉(217.76g)添加到该反应釜中。将温度升高至79℃-82℃。在温度达到79℃-82℃之后，将反应混合物保持一小时。
在保持1小时之后，将42.76克的80％一氯乙酸(80％MCA)添加到该反应混合物中。在该添加之后，该反应混合物的20％水性pH为8.5-9.5。以保持反应温度在79℃-82℃之间且20％水性pH在8.5与9.5之间的速率下，将64.26克的80％MCA与128.68克的45％KOH的共进料用这些加料漏斗进行添加。在该共进料完成之后，将MCA加液漏斗用16.58克的水进行冲洗。将该反应物质在79℃-82℃之间保持四小时，同时保持pH在8.5-9.5，其中按需逐滴添加45.60克的45％KOH。当剩余酰胺基胺水平小于1％并且剩余SMCA水平小于125ppm时，认为反应完成。
用水将产物调节至40.1％的固体水平。20％水溶液的pH为9.03。该产物被进一步分析为具有1.24％乙醇酸钾、7.85％氯化钾、31.02％的活性物(活性物计算是：活性物＝固体-氯化钾-乙醇酸钾)以及在25℃下为12cps的净粘度。
实例4
椰油两性乙酸钾(40.49％活性物)的制备
将水(292.55g)和45％氢氧化钾(45％KOH)(54.41g)添加到配备有搅拌器、温度计、pH探针和两个加料漏斗的带有底阀的4-颈2L树脂釜中。然后将已经在65℃至70℃的温度下预熔化的椰油咪唑啉(275.79g)添加到该反应釜中。将温度升高至79℃-82℃。在温度达到79℃-82℃之后，将反应混合物保持一小时。
在保持1小时之后，将54.15克的80％一氯乙酸(80％MCA)添加到该反应混合物中。在该添加之后，该反应混合物的20％水性pH为8.5-9.5。以保持反应温度在79℃-82℃之间且20％水性pH在8.5与9.5之间的速率下，将81.39克的80％MCA与162.97克的45％KOH的共进料用这些加料漏斗进行添加。在该共进料完成之后，将MCA加液漏斗用21.00克的水进行冲洗。将该反应物质在79℃-82℃之间保持四小时，同时保持pH在8.5-9.5，其中按需逐滴添加57.76克的45％KOH。当剩余酰胺基胺水平小于1％并且剩余SMCA水平小于125ppm时。认为反应完成。
用水将产物调节至50.8％的固体水平。20％水溶液的pH为9.20。该产物被进一步分析为具有1.91％乙醇酸钾、8.40％氯化钾、40.49％的活性物(活性物计算是：活性物＝固体-氯化钾-乙醇酸钾)以及在25℃下为5,000cps的净粘度。
实例5
沐浴露(月桂酰两性乙酸钾)
将水和椰油酰基甘氨酸钠(36.36％/wt)添加到烧杯中。将该混合物加热至65℃，并且添加月桂酸(1％/wt)并混合直至它完全熔入该批料。然后，将月桂酰两性乙酸钾(25％/wt)添加到该批料中并混合15分钟。停止加热，并将该批料冷却至25℃。在40℃下，将椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(25％/wt)添加到该批料中，并将该配制品的pH用50％柠檬酸溶液调节至7.5。向该配制品中加入苯氧乙醇和香料各0.5％，用于该配制品的保存和美学吸引力。
实例6
沐浴露(椰油两性乙酸钾)
将水和椰油酰基甘氨酸钠(36.36％/wt)添加到烧杯中。将该混合物加热至65℃，并且添加月桂酸(1％/wt)并混合直至它完全熔入该批料。然后，将椰油两性乙酸钾(25％/wt)添加到该批料中并混合15分钟。停止加热，并将该批料冷却至25℃。在40℃下，将椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(25％/wt)添加到该批料中，并将该配制品的pH用50％柠檬酸溶液调节至7.5。向该配制品中加入苯氧乙醇和香料各0.5％，用于该配制品的保存和美学吸引力。
对比实例7
沐浴露(月桂酰两性乙酸钠)
将水和椰油酰基甘氨酸钠(36.36％/wt)添加到烧杯中。将该混合物加热至65℃，并且添加月桂酸(1％/wt)并混合直至它完全熔入该批料。然后，将月桂酰两性乙酸钠(25％/wt)添加到该批料中并混合15分钟。停止加热，并将该批料冷却至25℃。在40℃下，将椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(25％/wt)添加到该批料中，并将该配制品的pH用50％柠檬酸溶液调节至7.5。向该配制品中加入苯氧乙醇和香料各0.5％，用于该配制品的保存和关学吸引力。
实例8
泡沫性能
使用Kruss DFA动态100泡沫分析仪，对来自实例5-7的沐浴露的泡沫性能(确切地在30秒的泡沫高度)进行比较。
制备每种沐浴露的1％溶液。精确称量50ml 1％溶液并添加到该DFA泡沫分析仪的玻璃量筒中。将空气以0.3L/min的流速泵送穿过该量筒持续25秒。测量这三种沐浴露配制品中的每种在30秒的泡沫高度。观察到，具有椰油两性乙酸钾的配制品的初始泡沫高度(192mm)稍高于用月桂酰两性乙酸钠盐制成的对照配制品的初始泡沫高度(184mm)，这是意想不到的结果。
实例9
共混物(月桂酰两性乙酸钾)
将水和椰油酰基甲基牛磺酸钠(28％/wt)添加到烧杯中，并将该批料加热至65℃。将月桂酰两性乙酸钾(30％/wt)添加到该批料中并混合20-25分钟。当批料达到65℃时，将椰油酰基羟乙基磺酸钠(40％/wt)添加到该批料中并混合直至它完全熔入该共混物中。然后停止加热，并将该批料冷却至25℃。将该共混物的pH用50％氢氧化钠溶液调节至10.5。该共混物外观清澈，且初始粘度测量为900cps(LV#4@10rpm)。
对比实例10
共混物(月桂酰两性乙酸钠)
将水和椰油酰基甲基牛磺酸钠(28％/wt)添加到烧杯中，并将该批料加热至65℃。将月桂酰两性乙酸钠(30％/wt)添加到该批料中并混合20-25分钟。当批料达到65℃时，将椰油酰基羟乙基磺酸钠(40％/wt)添加到该批料中并混合直至它完全熔入该共混物中。然后停止加热，并将该批料冷却至25℃。将该共混物的pH用50％氢氧化钠溶液调节至10.5。该共混物外观清澈，且初始粘度测量为750cps(LV#4@10rpm)。
实例11
稳定性
将两个共混物实例的样品分别在4℃、25℃和45℃下在烘箱中老化13周。对具有月桂酰两性乙酸钠的共混物进行的老化研究表明物理不稳定性，这些样品随着老化变白，且在老化后的样品中还有显著的粘度积累。这些样品的初始粘度记录为750cps，而在45℃下老化13周后的样品被测量为15000cps。
相比之下，用月桂酰两性乙酸钾制成的共混物有意想不到的结果。这些样品甚至在45℃下老化13周之后仍保持清澈。有显著的粘度增加，但这没有与具有月桂酰两性乙酸钠的共混物一般高。样品的粘度是10000cps。具有月桂酰两性乙酸钾的共混物配制品展现出比月桂酰两性乙酸钠更好的稳定性曲线。
所披露的主题已经参考其具体实施例的具体细节进行描述。此类细节不旨在被认为是对所披露的主题的范围的限制，除非它们被包括在所附权利要求书内并且到了这样的程度。
因此，在此描述的示例性实施例很好地进行适配以便达到提及的目的和优点以及其中固有的那些。以上披露的具体实施例仅仅是说明性的，因为在此描述的示例性实施例可以以受益于在此的传授内容的对本领域技术人员明显的、不同但等效的方式进行修改和实践。此外，除了如在下面的权利要求中描述的，并不旨在对在此示出的结构或设计的细节有所限制。因此明显的是可以改变、结合或修改以上披露的具体的说明性实施例并且全部的此类变化被认为在在此描述的示例性实施例的范围和精神内。可以在不存在没有在此具体披露的任何元素和/或在此披露的任何任选元素的情况下适当地实践在此说明性地披露的在此描述的示例性实施例。虽然组合物和方法是以“包含(comprising)”、“含有(containing)”或“包括(including)”各种组分或步骤描述的，这些组合物和方法还可以“基本上由以下各项组成”或“由以下各项组成”：这些各种组分、物质和步骤。如在此使用的，术语“基本上由以下各项组成”应该理解为意在包括所列出的组分、物质或步骤以及不实质性地影响该组合物或方法的基本和新颖特性的这样的额外的组分、物质或步骤。在一些实施例中，根据本披露的实施例的“基本上由以下各项组成”的组合物：所列举的组分或物质，不包括改变该组合物的基本和新颖特性的任何额外的组分或物质。如果在本说明书以及可通过援引的方式并入本申请中的一个或多个专利或其他文献中存在词或术语的使用上的任何冲突，应采用与本说明书一致的定义。

Claims (8)

1.一种组合物，该组合物包含至少一种含钾的两性乙酸盐和/或甜菜碱表面活性剂、水以及至少一种选自下组的额外的表面活性剂，该组由以下各项组成：阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂、及其混合物。
2.如权利要求1所述的组合物，该组合物包含至少一种选自下组的含钾的两性乙酸盐，该组由以下各项组成：
a)根据式I的两性乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；
b)根据式II的两性二乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；
c)根据式III的两性二乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；
d)根据式IV的两性二乙酸盐：
其中n是从6至20，并且M是钾阳离子；及其组合。
3.如权利要求1所述的组合物，该组合物包含至少一种含钾的甜菜碱，该含钾的甜菜碱包含氯化钾和选自下组的甜菜碱，该组由以下各项组成：椰油二甲基羧甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油甜菜碱、月桂基酰胺丙基甜菜碱、油烯基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基α-羧乙基甜菜碱、鲸蜡基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基双-(2-羟乙基)羧甲基甜菜碱、硬脂基双-(2-羟丙基)羧甲基甜菜碱、油烯基二甲基γ-羧丙基甜菜碱、月桂基双-(2-羟丙基)α-羧乙基甜菜碱、及其组合。
4.如权利要求1所述的组合物，其中，该至少一种额外的表面活性剂是阴离子型表面活性剂。
5.如权利要求4所述的组合物，进一步包含非离子型表面活性剂。
6.如权利要求1所述的组合物，进一步包含至少一种选自下组的额外的有益试剂，该组由以下各项组成：润肤剂、保湿剂、调理剂、皮肤调理剂、头发调理剂、维生素、抗氧化剂、自由基清除剂、磨料、抗UV试剂、UV吸收剂、抗微生物剂、抗菌剂、抗真菌剂、抗痘剂、抗皮脂溢剂、抗衰老剂、抗皱剂、抗炎剂，清新剂、愈合剂、脉管保护剂、止汗剂、除臭剂、免疫调节剂、滋养剂、精油、香料、及其组合。
7.如权利要求1所述的组合物，进一步包含一种或多种水可混溶的有机溶剂。
8.如权利要求1所述的组合物，进一步包含至少一种选自下组的添加剂，该组由以下各项组成：有机助洗剂、无机助洗剂、漂白剂、螯合剂、防垢剂、无机酸、有机酸、磨料、抗菌剂、消毒剂、杀真菌剂、酶、遮光剂、pH调节剂、染料、及其组合。
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