CN117568010A - 一种耐温表面活性稳泡剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐温表面活性稳泡剂及其应用，属于助剂领域。包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80‑95%，表面活性剂1‑10%，余量为水。本发明采用脂肪酸二异丙醇胺作为稳泡剂的主要成分，稳泡剂通过脂肪酸与二异丙醇胺反应得到，形成的结构中酰亚胺键不断的断裂和形成，因此该反应在一定的温度范围内是可逆的，可根据温度变化而改变脂肪酸、二异丙醇胺和脂肪酸二异丙醇胺的含量，在不同的温度具备稳泡效果，具有温度响应性，能够在20‑60℃之间对泡沫产生较强的稳定性，且泡沫的半衰期能够达到30min以上。

Description

一种耐温表面活性稳泡剂及其应用

技术领域

本发明涉及助剂领域，具体涉及一种耐温表面活性稳泡剂及其应用。

背景技术

泡沫稳定剂是泡沫生产中的关键组分之一，能够促进泡沫稳定生长，阻止泡沫收缩，同时还具有一定的乳化功能，现有的泡沫稳定剂大部分为脂肪醇聚氧乙烯醚、黄原胶、聚乙烯醇、酚醛树脂。

泡沫稳定剂应用于泡沫灭火、油田驱油、油田排泡和泡沫清洗等多个领域，不同场景的泡沫稳定剂，适应的温度环境不同，现有的泡沫稳定剂一般只能适用于单一温度。现有大部分的技术方案主要解决的是泡沫的耐盐性和耐高温性，如公开号CN102212348A公开了一种耐盐、抗甲醇泡排剂，其中包括椰油酰胺丙基甜菜碱20～40％、氧化胺45～65％、α-烯基磺酸盐5～20％、三乙醇胺5～15％、氟碳表面活性剂0.2～2％、甲醇0～5％，其主要解决的是耐盐性问题。CN107828076A公开的一种稳泡剂及其制备方法，其主要采用椰油酰胺丙基氧化胺、吐温80、十六酸、脂肪酸、三乙醇胺、二甲苯磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、乙二胺四乙酸二钠、1-羟基亚乙基-1, 1-二膦酸四钠组成，但其解决的技术问题是配方中的脂肪酸与钙镁离子产生反应，仍旧解决的是耐盐性问题。

对于耐温性，如公开号CN104087270A公开了一种抗盐耐温起泡剂，其主要采用长链α-烯烃磺酸钠、甜菜碱型表面活性剂和烷基葡萄糖苷组合，达到抗盐耐温的目的，其耐温能够达到120℃。公开号CN116143823A公开了一种两亲性纳米石墨高温稳泡剂及其制备方法和耐温三相泡沫体系，通过改性剂和纳米石墨反应得到，而该技术方案采用的改性剂为正辛基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、丙基三氯硅烷和三乙基氯硅烷中的一种或多种，其耐温效果能够达到250℃。而公开号CN106587716A公开的一种有机硅改性的发泡剂及其在泡沫轻质土中的应用，其中的稳泡剂由常规稳泡剂、低温稳泡剂、高温稳泡剂三种组分构成，常规稳泡剂为醇胺和/或醇类化合物，所述低温稳泡剂为聚硅氧烷，所述高温稳泡剂为聚丙烯酰胺。公开号CN106928957A公开的一种泡沫压裂用结构型聚合物稳泡剂及其制备方法，其中的稳泡剂以阴离子表面活性剂为主；公开号CN110698677A公开的一种巨型表面活性剂类的高温稳泡剂、起泡液及 其制备方法和应用，公开号CN116285935A公开的一种稳泡表面活性剂及其制备方法，上述两种技术方案采用的复合型有机硅作为稳泡剂。

综上所述，现有稳泡剂主要采用脂肪醇聚氧乙烯醚、黄原胶、聚乙烯醇、酚醛树脂、有机硅、纳米材料等，主要解决的技术问题是耐盐性和耐温性，而耐温型稳泡剂主要以耐高温为主，而很少有低温至高温全区域均可使用，温度跨度大的稳泡剂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种耐温表面活性稳泡剂，对温度具有智能响应功能，稳泡性能根据温度自行调节，低温至高温全区域均可使用。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种耐温表面活性稳泡剂，至少包括脂肪酸二异丙醇胺，其结构式为：，所述R为烷基。

进一步的，所述R为C15或C17的烷基。

进一步的，一种耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，表面活性剂1-10%，余量为水。

进一步的，所述表面活性剂为两性离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任意一种或几种。

进一步的，所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、癸基酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、十二烷基羟磺基甜菜碱中的一种或多种。

进一步的，所述阴离子表面活性剂为α-烯基磺酸盐、十二烷基磺酸盐、月桂醇醚硫酸盐，琥珀酸二辛酯磺酸盐中的任意一种。

进一步的，所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵中的任意一种。

进一步的，所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合物。

本发明还保护一种耐温表面活性稳泡剂的应用，该稳泡剂应用于油田驱油剂、油田泡排剂、消防泡沫灭火剂和泡沫清洗剂中任意领域的泡沫稳定。

进一步的，使用时，所述稳泡剂占油田驱油剂或油田泡排剂重量百分比的0.1%-5%。

进一步的，使用时，所述稳泡剂占消防泡沫灭火剂或泡沫清洗剂重量百分比的0.1%-1%。

本发明耐温表面活性稳泡剂及其应用，其有益效果在于：

（1）本发明采用脂肪酸二异丙醇胺作为稳泡剂的主要成分，稳泡剂通过脂肪酸与二异丙醇胺反应得到，形成的结构中酰亚胺键不断的断裂和形成，因此该反应在一定的温度范围内是可逆的，可根据温度变化而改变脂肪酸、二异丙醇胺和脂肪酸二异丙醇胺的含量，在不同的温度具备稳泡效果，具有温度响应性，能够在20-60℃之间对泡沫产生较强的稳定性，且泡沫的半衰期能够达到30min以上。

（2）本发明采用脂肪酸和二异丙醇胺作为主要反应原料，原材料价格低，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1在不同温度下对油田驱油剂的泡沫稳定示意图；

图2是本发明实施例2在不同温度下对泡沫灭火的泡沫稳定示意图；

图3是本发明实施例16在不同温度下对泡沫清洗剂的泡沫稳定示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种耐温表面活性稳泡剂，至少包括脂肪酸二异丙醇胺，其结构式为：；所述R为C15或C17的烷基。

脂肪酸二异丙醇胺的制备方法为：将脂肪酸和水按照重量比2:1的比例在75℃下搅拌溶解，再加入二异丙醇胺，在75℃搅拌反应2h，得到脂肪酸二异丙醇胺。

具体的，脂肪酸二异丙醇胺的制备方法中，二异丙醇胺与脂肪酸的质量比为1:2。

作为一种具体的实施方式，本发明耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，表面活性剂1-10%，余量为水。

所述表面活性剂为两性离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任意一种或几种。

所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、癸基酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、十二烷基羟磺基甜菜碱中的一种或多种。

所述阴离子表面活性剂为α-烯基磺酸盐、十二烷基磺酸盐、月桂醇醚硫酸盐，琥珀酸二辛酯磺酸盐中的任意一种。

所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵中的任意一种。

所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合物。

作为又一种具体的实施方式，本发明耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，两性离子表面活性剂1-10%，余量为水。

作为又一种具体的实施方式，本发明耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，阴离子表面活性剂1-10%，余量为水。

作为又一种具体的实施方式，本发明耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，非离子表面活性剂1-10%，余量为水。

作为又一种具体的实施方式，本发明耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，阴离子表面活性剂1-5%、非离子表面活性剂1-2%，余量为水。

作为又一种具体的实施方式，本发明耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，两性离子表面活性剂1-5%、阴离子表面活性剂1-5%，余量为水。

作为又一种具体的实施方式，本发明耐温表面活性稳泡剂包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，两性离子表面活性剂1-5%、阳离子表面活性剂1-2%，余量为水。

实施例1

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，余量为水。

实施例2

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，椰油酰胺丙基甜菜碱1%，余量为水。

实施例3

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，椰油酰胺丙基甜菜碱5%。

实施例4

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，椰油酰胺丙基甜菜碱5%，余量为水。

实施例5

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，椰油酰胺丙基甜菜碱10%。

实施例6

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，α-烯基磺酸盐5%。

实施例7

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，α-烯基磺酸盐1%，余量为水。

实施例8

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，α-烯基磺酸盐5%。

实施例9

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，α-烯基磺酸盐5%，余量为水。

实施例10

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，α-烯基磺酸盐10%。

实施例11

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，烷基糖苷5%。

实施例12

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺95%，烷基糖苷1%，余量为水。

实施例13

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，脂肪胺聚氧乙烯醚10%。

实施例14

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，α-烯基磺酸盐5%，烷基糖苷2%，余量为水。

实施例15

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，α-烯基磺酸盐1%，脂肪醇聚氧乙烯醚1%，余量为水。

实施例16

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，椰油酰胺丙基甜菜碱5%，α-烯基磺酸盐1%，余量为水。

实施例17

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，椰油酰胺丙基甜菜碱1%，α-烯基磺酸盐1%，余量为水。

实施例18

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，椰油酰胺丙基甜菜碱3%，α-烯基磺酸盐1%，余量为水。

实施例19

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，椰油酰胺丙基甜菜碱5%，十二烷基三甲基氯化铵1%，余量为水。

实施例20

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：棕榈酸二异丙醇胺90%，椰油酰胺丙基甜菜碱5%，十二烷基三甲基氯化铵1%，余量为水。

实施例21

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：棕榈酸二异丙醇胺90%，烷基糖苷10%。

实施例22

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：棕榈酸二异丙醇胺95%，α-烯基磺酸盐2%，余量为水。

实施例23

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：棕榈酸二异丙醇胺95%，椰油酰胺丙基甜菜碱2%，余量为水。

实施例24

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：棕榈酸二异丙醇胺95%，余量为水。

实施例25

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺80%，月桂酰胺丙基甜菜碱5%，α-烯基磺酸盐2%，余量为水。

实施例26

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺80%，癸基酰胺丙基甜菜碱5%，月桂醇醚硫酸钠2%，余量为水。

实施例27

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺80%，十二烷基二甲基甜菜碱4%，琥珀酸二辛酯磺酸钠1%，余量为水。

实施例28

一种耐温表面活性稳泡剂，包括以下组分，按重量百分比为：硬脂酸二异丙醇胺90%，十二烷基羟磺基甜菜碱2%，十二烷基磺酸钠2%，余量为水。

稳泡剂在油田驱油剂方面的稳泡应用

样品泡沫驱油剂的配方：烷基糖苷0.35%、十二烷基二羟乙基氧化胺0.15%，余量为水。

泡沫驱油剂的使用效果可通过在不同温度下的发泡倍率、泡沫半衰期及析液半衰期来体现，即发泡倍率越大则发泡效果越好，泡沫半衰期和析液半衰期越长则稳泡效果越好，两者综合效果越好则泡沫驱油剂的使用效率越高。

水浴保温中使用样品泡沫驱油剂，搅拌1min(转速1200r/min)，倒入量筒中测定泡沫高度，并加入实施例1得到的稳泡剂，加入量分别为泡沫驱油剂重量的0.1%；温度从30℃→60℃升温，记录不同时间该泡沫体系的泡沫高度；得到的结果如图1所示。

从图1可以看出，本发明稳泡剂在驱油剂的使用过程中，在20℃-45℃之间，泡沫的稳定性好，泡沫消泡范围在20mm之内。在50℃时，在前期的泡沫稳定性较好，而在400-1400s之间，泡沫成对数下降，而后维持稳定。说明本发明在驱油剂的泡沫稳定性过程中，在20℃-45℃之间，泡沫稳定性好，温度升高到一定程度的时候泡沫开始下降，当温度下降过后泡沫可以保持稳定的状态，具有温度响应功能。

稳泡剂在消防泡沫灭火剂方面的稳泡应用

样品泡沫灭火剂配方：取市售阴离子表面活性剂（FCHJ-50）起泡剂240g、二乙二醇丁醚90g、氟碳表面活性剂（1157）18g，市政自来水2652g混合形成。

再用市政自来水稀释样品泡沫灭火剂至6%浓度的溶液50L，测定泡沫高度，并加入实施例2得到的稳泡剂，加入量分别为泡沫灭火剂重量的0.1%；温度从30℃→60℃升温，记录不同时间该泡沫体系的泡沫高度；得到的结果如图2所示。

从图2可以看出，本发明稳泡剂在泡沫灭火剂的使用过程中，在20℃-50℃之间，泡沫的稳定性好，泡沫消泡范围在20mm之内。在55℃时，在前期的泡沫稳定性较好，而在750s左右，急剧下降后维持稳定；在60℃时，在前期的泡沫稳定性较好，而在400s左右，急剧下降后维持稳定。说明本发明在驱油剂的泡沫稳定性过程中，在20℃-50℃之间，泡沫稳定性好，温度升高到一定程度的时候泡沫开始下降，当温度下降过后泡沫可以保持稳定的状态，具有温度响应功能。

稳泡剂在泡沫清洗剂方面的稳泡应用

样品泡沫清洗剂配方：按重量百分比：α-烯基磺酸钠15%、十二烷基三甲基氯化铵2%、异构十醇聚氧乙烯醚（EO=7）10%、对甲苯磺酸钠1%、螯合剂乙二酸四乙酸二钠1%，溶剂丙二醇甲醚5%，余量为水。

将泡沫清洗剂置于烧杯中，以1200r/min转速搅拌2min，测定泡沫高度，并加入实施例16得到的稳泡剂，加入量分别为泡沫清洗剂重量的0.1%；温度从30℃→60℃升温，记录不同时间该泡沫体系的泡沫高度；得到的结果如图3所示。

从图3可以看出，本发明稳泡剂在泡沫灭火剂的使用过程中，在30℃-60℃升温期间，泡沫的稳定性好。而在60℃-30℃降温的过程中，泡沫开始下降，当温度下降过后泡沫可以保持稳定的状态，具有温度响应功能。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：至少包括脂肪酸二异丙醇胺，其结构式为：，所述R为烷基。

2.根据权利要求1所述耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：所述R为C15或C17的烷基。

3.根据权利要求1所述耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：包括以下组分，按重量百分比为：脂肪酸二异丙醇胺80-95%，表面活性剂1-10%，余量为水。

4.根据权利要求3所述耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：所述表面活性剂为两性离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任意一种或几种。

5.根据权利要求4所述耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、癸基酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、十二烷基羟磺基甜菜碱中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为α-烯基磺酸盐、十二烷基磺酸盐、月桂醇醚硫酸盐，琥珀酸二辛酯磺酸盐中的任意一种。

7.根据权利要求4所述耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵中的任意一种。

8.根据权利要求4所述耐温表面活性稳泡剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合物。

9.一种根据权利要求1-8任意项所述耐温表面活性稳泡剂的应用，其特征在于：所述稳泡剂应用于油田驱油剂、油田泡排剂、消防泡沫灭火剂和泡沫清洗剂中任意领域的泡沫稳定。