CN109851795A - 一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂及其制备方法,将催化剂的异丙醇溶液与有机溶剂均平分为三份;将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、一份有机溶剂加入容器中,升温至50~60℃后加入一份催化剂的异丙醇溶液,升温至70~120℃后,滴加甲基丙烯酸甲酯与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并加热反应,然后加入甲基丙烯酸与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并反应,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。本发明能增加破乳剂在稠油中的扩散溶解性,从而提高脱水速率,使得脱水率变高。引入丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯具有芳环结构的破乳剂在稠油中会有很好的溶解扩散性,从而具有脱水速率快、脱水率高的优势。
Description
技术领域
本发明属于石油化工领域,涉及改性苯基含氢硅油,具体涉及一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂及其制备方法。
背景技术
目前易于开采的原油量越来越少,许多国家开始聚焦于储存量较高的稠油的开发。稠油多以具有芳环结构的沥青质和胶质等天然乳化剂组成,因此形成的乳液非常稳定。加之三次采油阶段大量化学助剂的添加,使得地层中的稠油乳状液界面膜更加坚固、组成和类型更加复杂、破乳难度加大、脱水困难。因此,研发脱水效果优异的专用稠油破乳剂迫在眉睫。
郑淑华等通过研究发现,聚醚改性硅油的表面张力低,物化稳定性较好,加之侧链连有羧基、酯基等亲水亲油基团,制得的有机硅聚合物对原油具有较好的破乳效果、具有很好的分散润湿性能、发挥作用更快。可迅速到达油水界面。蔡奇峰等人通过烷氧基化反应合成了一系列嵌段聚醚型破乳剂,研究发现末端为PEO嵌段的二嵌段聚醚与其他嵌段聚醚相比,脱水速率快,脱水率最高。王小静等发现多支型高分子破乳剂的表面积大于线型破乳剂,易形成微网络,防止石蜡微晶联接成网状结构,因而,具有用量少、破乳效果好的特点。王洪国等人基于含氢硅油为主链,与聚醚类破乳剂单体进行缩合反应,合成有机硅改性破乳剂。含氢硅油的不同改性可以制得不同的原油破乳剂,但因含氢硅油不能有效控制目标产物的分子量故使用之前要进行调聚,致使反应步骤延长且产物纯度受影响。且该类破乳剂仅能投用到原油使用,针对稠油破乳效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸烷基酚酯共改性苯基含氢硅油的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂及其制备方法,该方法能够合成出具有低表面能、耐高低温、破乳速度快、破乳时间短以及毒性小的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。该方法反应步骤简单,工艺周期短,易操作。
为了实现上述目的,本发明是通过下述技术方案来实现:
一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将催化剂的异丙醇溶液与有机溶剂均平分为三份;将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、一份有机溶剂加入容器中,通入保护气体,得到溶液A;其中,催化剂为氯铂酸;
步骤2,将溶液A搅拌升温至50~60℃后加入一份催化剂的异丙醇溶液,得到溶液B;
步骤3,将溶液B升温至70~120℃后,滴加甲基丙烯酸甲酯与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在70~120℃下反应1h,得到溶液C;
步骤4,向溶液C中加入甲基丙烯酸与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在70~120℃下反应2~5h,得到溶液D;
步骤5,将溶液D经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂,结构式如下:
本发明进一步的改进在于,步骤1中,苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:(1.1~1.3);丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的总用量为苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的30~40%,苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物总质量为1g时,催化剂的用量为10~60μg。
本发明进一步的改进在于,步骤1中,苯基含氢硅油的含氢质量百分数为0.1~0.5%,含苯质量百分数为20~40%,粘度为10~30mpa·s,折光率为1.50。
本发明进一步的改进在于,步骤1中,保护气体为氮气。
本发明进一步的改进在于,步骤1中,有机溶剂为甲苯或异丙醇。
本发明进一步的改进在于,步骤1中,氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%。
本发明进一步的改进在于,步骤1中,丙烯酸烷基酚酯为丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯,结构式为:
其中,m,n均为整数,m:n=4:5,Mn为1500g.mol-1。
一种根据上述方法制备得到的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:一方面,以往的研究中大多选用含氢硅油,国内现有的技术路线是以市场常规大分子含氢硅油为原料,通过调聚法获得适宜分子量的含氢硅油,再将长链烯烃及苯乙烯加成到含氢硅油上合成目标产物。而本发明选用较少研究的苯基含氢硅油为原料,具有操作简单且可有效控制目标产物的分子量分布,获得性能较好的目标产物,提高了产物的纯度。同时苯基含氢硅油较之甲基硅油或其它改性含氢硅油,因其结构是由甲基硅油中部分甲基被苯基取代而得,所以具有耐高低温性(工作温度为-50℃~250℃)、润滑性以及优良的耐辐射性。又因其含有芳环结构,所以具有与石油烃类相容的特性。根据相似相溶原理,引入苯基能增加破乳剂在稠油中的扩散溶解性,从而提高脱水速率,使得脱水率变高。
另一方面,本发明引入丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯具有芳环结构的破乳剂在稠油中会有很好的溶解扩散性,从而体现出脱水速率快、脱水率高的优势。
此外,多支型高分子破乳剂的表面积大于线型破乳剂,易形成微网络,防止石蜡微晶联接成网状结构,因而,具有用量少、破乳效果好的特点。本发明以甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯为支链,适当调节亲水亲油基团,制备出合理的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
进一步的,本发明采用氯铂酸作催化剂,采用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯共改性苯基含氢硅油,不仅克服了现有技术制备方法中存在的步骤繁多、过程复杂,效率低、成本高的问题与不足,而且本方法实现了简化步骤、过程,达到了提高效率、降低成本。
附图说明
图1为本发明的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备过程示意图;
图2为本发明红外光谱的对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
本发明利用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸烷基酚酯共改性苯基含氢硅油可以合成出具有低表面能、耐高低温、破乳速度快、破乳时间短以及毒性小的破乳剂。
本发明提供了一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂,其化学式为
本发明还提供了上述支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,通过甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯共改性苯基含氢硅油进行硅氢加成反应,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂,其具体过程是:
步骤1,将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、有机溶剂的1/3加入三口烧瓶中,通入保护气体30min,得到溶液1。
步骤2,将溶液1搅拌升温至50~60℃,并在此温度下加入催化剂总量的1/3,得到溶液2。
步骤3,将溶液2缓慢升温至70~120℃后,将甲基丙烯酸甲酯与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入甲基丙烯酸与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3,得到溶液4,并在此温度下反应2~5h。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
本发明进一步的改进在于,苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:(1.1~1.3);丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的用量为苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的30~40%,催化剂的用量为10~60μg:g-1(即苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的混合物为1克时,催化剂的用量为10~60μg)。
本发明进一步的改进在于,步骤1中,苯基含氢硅油的含氢质量百分数为0.1~0.5%,含苯质量百分数为20~40%,粘度为10~30mpa·s,折光率为1.50。
本发明进一步的改进在于,步骤1中,保护气体为氮气。
本发明进一步的改进在于,步骤1中的有机溶剂为甲苯或异丙醇,分3次加入。
本发明进一步的改进在于,步骤2、3、4中催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液,分3次加入。
本发明进一步的改进在于,氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%。
最终得到的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的化学式为:
本发明分中丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯的结构式如下:
其中,m,n均为整数,m:n=4:5,Mn为1500g.mol-1。
丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯的制备过程如下:
步骤1,向壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚中加入阻聚剂,搅拌均匀后得到溶液1;壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚与阻聚剂的比为1mol:0.002~0.012g;其中,阻聚剂为对苯二酚。
步骤2,在通入保护气体下,向溶液1中加入催化剂,升温至60~80℃,搅拌均匀后得到溶液2;其中,壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚与催化剂的比为1mol:0.02~0.08g;其中,阻聚剂为对苯二酚。
步骤3,将丙烯酸滴加到溶液2中,在90~150℃下反应3~7h,得到溶液3;其中,壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚与丙烯酸的比为1mol:2.5~5.5mol;
步骤4,将溶液3加入到二氯甲烷中后依次经0.05mol/L氢氧化钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤至pH为6~7,然后进行蒸馏,得到丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯。
图2中A为丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯,B为苯基含氢硅油,C为本发明的产物;从图2中可以看出,由图可以看出,S i-H在2135.02cm-1处的伸缩振动特征峰几乎消失,说明Si-H参与反应完全;1730.02cm-1处为聚醚酯中C=O基团的特征吸收;3495.9cm-1处出现羧酸的O-H伸缩振动吸收峰;1253.9cm-1处为Si-CH3中甲基的振动吸收峰;1042.67~1133.81cm-1处为Si-O-Si伸缩振动特征峰;1 608.18cm-1处有因为部分未完全反应的碳碳双键C=C的微弱的特征吸收峰;1450.43cm-1和2861.37cm-1是-CH2-的伸缩振动吸收峰;1371cm-1处是-CH2的对称变形振动吸收峰;1511.88、1459.43cm-1处出现苯环的骨架峰,840.20cm-1处为苯环对位二取代峰,804.63cm-1处为Si-CH3、Si-CH2中Si-C的伸缩振动峰。通过三个谱图对比可以看出,说明硅氢加成反应完成,接枝成功。
本发明通过化学滴定法测定了支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的Si-H键化率可达94.2%。本发明合成方法简单,操作性强,工艺周期短。与市售的破乳剂相比,合成的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂表面张力更低,表面活性更强。
本发明的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法的具体实施例如下:
实施例1
一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯共改性苯基含氢硅油进行硅氢加成反应,其具体过程是:
步骤1,将10g苯基含氢硅油、30.86g丙烯酸烷基酚酯、4.46g异丙醇加入三口烧瓶中,通入氮气30min,得到溶液1。
步骤2,将溶液1搅拌升温至50℃,并在此温度下加入0.12g氯铂酸,得到溶液2。
步骤3,将溶液2缓慢升温至100℃后,将2g甲基丙烯酸甲酯与4.46g异丙醇混合液以及0.12g氯铂酸滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入1.72g甲基丙烯酸与4.46g异丙醇混合液以及0.12g氯铂酸催化剂,得到溶液4,并在此温度下反应3h。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。最终得到的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的化学式为:
实施例2
一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯共改性苯基含氢硅油进行硅氢加成反应,其具体过程是:
步骤1,将10g苯基含氢硅油、30.86g丙烯酸烷基酚酯、4.46g甲苯加入三口烧瓶中,通入氮气30min,得到溶液1。
步骤2,将溶液1搅拌升温至50℃,并在此温度下加入0.12g氯铂酸催化剂,得到溶液2。
步骤3,将溶液2缓慢升温至100℃后,将2g甲基丙烯酸甲酯与4.46g甲苯混合液以及0.12g氯铂酸催化剂滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入1.72g甲基丙烯酸与4.46g甲苯混合液以及0.12g氯铂酸催化剂,得到溶液4,并在此温度下反应3.5h。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。最终得到的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的化学式为:
实施例3
一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯共改性苯基含氢硅油进行硅氢加成反应,其具体过程是:
步骤1,将10g苯基含氢硅油、30.86g丙烯酸烷基酚酯、4.46g甲苯加入三口烧瓶中,通入氮气30min,得到溶液1。
步骤2,将溶液1搅拌升温至50℃,并在此温度下加入0.09g氯铂酸催化剂,得到溶液2。
步骤3,将溶液2缓慢升温至100℃后,将2g甲基丙烯酸甲酯与4.46g甲苯混合液以及0.09g氯铂酸催化剂滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入1.72g甲基丙烯酸与4.46g甲苯混合液以及0.09g氯铂酸催化剂,得到溶液4,并在此温度下反应3.5h。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。最终得到的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的化学式为:
实施例4
一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯共改性苯基含氢硅油进行硅氢加成反应,其具体过程是:
步骤1,将10g苯基含氢硅油、29.55g丙烯酸烷基酚酯、4.17g异丙醇加入三口烧瓶中,通入氮气30min,得到溶液1。
步骤2,将溶液1搅拌升温至50℃,并在此温度下加入0.11g氯铂酸催化剂,得到溶液2。
步骤3,将溶液2缓慢升温至100℃后,将1.90g甲基丙烯酸甲酯与4.17g异丙醇混合液以及0.11g氯铂酸催化剂滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入1.65g甲基丙烯酸与4.17g异丙醇混合液以及0.11g氯铂酸催化剂,得到溶液4,并在此温度下反应3.5h。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。最终得到的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的化学式为:
实施例5
步骤1,将有机溶剂与催化剂均平分为三份;将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、有机溶剂体积的1/3加入三口烧瓶中,通入保护气体30min,得到溶液1。其中苯基含氢硅油的含氢质量百分数为0.1~0.5%,含苯质量百分数为20~40%,粘度为10~30mpa·s,折光率为1.50。保护气体为氮气,有机溶剂为甲苯,分3次加入。
步骤2,将溶液1搅拌升温至60℃,并在此温度下加入催化剂总量的1/3,得到溶液2。其中催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液,氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%,分3次加入。
步骤3,将溶液2缓慢升温至110℃后,将甲基丙烯酸甲酯与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入甲基丙烯酸与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3,得到溶液4,并在此温度下反应4h。其中苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:1.1;丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的用量为苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的40%,催化剂的用量为60μg:g-1。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
实施例6
步骤1,将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、有机溶剂的1/3加入三口烧瓶中,通入保护气体30min,得到溶液1。其中苯基含氢硅油的含氢质量百分数为0.1~0.5%,含苯质量百分数为20~40%,粘度为10~30mpa·s,折光率为1.50。保护气体为氮气,有机溶剂为异丙醇,分3次加入。
步骤2,将溶液1搅拌升温至50℃,并在此温度下加入催化剂总量的1/3,得到溶液2。其中催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液,氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%,分3次加入。
步骤3,将溶液2缓慢升温至110℃后,将甲基丙烯酸甲酯与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入甲基丙烯酸与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3,得到溶液4,并在此温度下反应4h。其中苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:1.15;丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的用量为苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的40%,催化剂的用量为40μg:g-1。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
实施例7
步骤1,将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、有机溶剂的1/3加入三口烧瓶中,通入保护气体30min,得到溶液1。其中苯基含氢硅油的含氢质量百分数为0.1~0.5%,含苯质量百分数为20~40%,粘度为10~30mpa·s,折光率为1.50。保护气体为氮气,有机溶剂为异丙醇,分3次加入。
步骤2,将溶液1搅拌升温至60℃,并在此温度下加入催化剂总量的1/3,得到溶液2。其中催化剂为氯铂酸的异丙醇溶液,氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%,分3次加入。
步骤3,将溶液2缓慢升温至80℃后,将甲基丙烯酸甲酯与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3滴加至溶液2中,得到溶液3,在此温度下反应1h。
步骤4,在溶液3中加入甲基丙烯酸与有机溶剂的1/3混合液以及催化剂总量的1/3,得到溶液4,并在此温度下反应6h。其中苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:1.2;丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的用量为苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的30%,催化剂的用量为35μg:g-1。
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
实施例8
步骤1,将催化剂的异丙醇溶液与有机溶剂均平分为三份;将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、一份有机溶剂加入容器中,通入氮气,得到溶液A;其中,催化剂为氯铂酸;其中,苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:1.1;丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的总用量为苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的30%,苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物总质量为1g时,催化剂的用量为10μg。
有机溶剂为甲苯。
步骤2,将溶液A搅拌升温至60℃后加入一份催化剂的异丙醇溶液,得到溶液B;
步骤3,将溶液B升温至100℃后,滴加甲基丙烯酸甲酯与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在100℃下反应1h,得到溶液C;
步骤4,向溶液C中加入甲基丙烯酸与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在100℃下反应3h,得到溶液D;
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
本实施例中氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%。
实施例9
步骤1,将催化剂的异丙醇溶液与有机溶剂均平分为三份;将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、一份有机溶剂加入容器中,通入氮气,得到溶液A;其中,催化剂为氯铂酸;其中,苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:1.3;丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的总用量为苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的35%,苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物总质量为1g时,催化剂的用量为60μg。
有机溶剂为异丙醇。
步骤2,将溶液A搅拌升温至55℃后加入一份催化剂的异丙醇溶液,得到溶液B;
步骤3,将溶液B升温至120℃后,滴加甲基丙烯酸甲酯与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在120℃下反应1h,得到溶液C;
步骤4,向溶液C中加入甲基丙烯酸与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在120℃下反应2h,得到溶液D;
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
本实施例中氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%。
实施例10
步骤1,将催化剂的异丙醇溶液与有机溶剂均平分为三份;将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、一份有机溶剂加入容器中,通入氮气,得到溶液A;其中,催化剂为氯铂酸;其中,苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:1.2;丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的总用量为苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的40%,苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物总质量为1g时,催化剂的用量为30μg。
有机溶剂为甲苯。
步骤2,将溶液A搅拌升温至50℃后加入一份催化剂的异丙醇溶液,得到溶液B;
步骤3,将溶液B升温至70℃后,滴加甲基丙烯酸甲酯与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在70℃下反应1h,得到溶液C;
步骤4,向溶液C中加入甲基丙烯酸与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在70℃下反应2h,得到溶液D;
步骤5,经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
本实施例中氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%。
与市售的脂肪醇聚氧乙烯醚FAPE破乳剂相比,本发明中合成的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂表面张力更低,表面活性更强。如表1。
表1本发明合成目标化学品与市售的破乳剂的表面张力数据
由表1可知,与FAPE相比,本发明化学品的γcmc更低,在气液界面的饱和吸附量Τmax更大,单个分子占据面积Amin更小。Amin越小,说明本发明表面活性剂的分子很大程度上取代原来在表面外层的水,排列更加紧密,表现出更高的表面活性。Πcmc是与γcmc变化有关的膜压。胶束化标准自由能ΔGmθ均为负值,说明表面活性剂分子在热力学稳定状态下能自发形成胶束。通过比较可以得出,本发明化学品综合表面活性更高,预期具有良好破乳效果。
Claims (8)
1.一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,将催化剂的异丙醇溶液与有机溶剂均平分为三份;将苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、一份有机溶剂加入容器中,通入保护气体,得到溶液A;其中,催化剂为氯铂酸;
步骤2,将溶液A搅拌升温至50~60℃后加入一份催化剂的异丙醇溶液,得到溶液B;
步骤3,将溶液B升温至70~120℃后,滴加甲基丙烯酸甲酯与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在70~120℃下反应1h,得到溶液C;
步骤4,向溶液C中加入甲基丙烯酸与一份有机溶剂的混合液以及一份催化剂的异丙醇溶液,并在70~120℃下反应2~5h,得到溶液D;
步骤5,将溶液D经减压蒸馏,得到支链型聚硅氧烷稠油破乳剂,结构式如下:
2.根据权利要求1所述的一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,苯基含氢硅油与丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物的摩尔比为1:(1.1~1.3);丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1:1;有机溶剂的总用量为苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯总质量的30~40%,苯基含氢硅油、丙烯酸烷基酚酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯的混合物总质量为1g时,催化剂的用量为10~60μg。
3.根据权利要求1所述的一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,苯基含氢硅油的含氢质量百分数为0.1~0.5%,含苯质量百分数为20~40%,粘度为10~30mpa·s,折光率为1.50。
4.根据权利要求1所述的一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,保护气体为氮气。
5.根据权利要求1所述的一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,有机溶剂为甲苯或异丙醇。
6.根据权利要求1所述的一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,氯铂酸的异丙醇溶液的质量浓度为2%。
7.根据权利要求1所述的一种支链型聚硅氧烷稠油破乳剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,丙烯酸烷基酚酯为丙烯酸壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯酯,结构式为:
其中,m,n均为整数,m:n=4:5,Mn为1500g.mol-1。
8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的方法制备得到的支链型聚硅氧烷稠油破乳剂。
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