[发明专利]一种含硅表面活性剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含硅表面活性剂及其制备方法和应用，方法包括：1)将双季戊四醇溶于第一溶剂中，搅拌滴加三甲氧基(戊基)硅烷，升温至75～85℃，搅拌反应4～6h；所得产物洗涤后用乙醚萃取，经分液分离得到上层有机层，减压蒸馏除去溶剂，得到中间体Ⅰ；2)将中间体Ⅰ溶于第二溶剂，待全部溶化后加入氢氧化钠在25～35℃下搅拌反应0.5～1h，然后再加入羧酸盐溶液并升温到75～85℃，保温后将反应产物进行抽滤，得固体为产物Ⅰ；3)将固体产物Ⅰ加入催化剂和第三溶剂，并滴加二异氰酸酯，反应温度为40～60℃，反应3～5h，后干燥，得到具有镜面结构含硅表面活性剂。该表面活性剂用作化学驱油剂提高了三次采油中原油的采收率。

技术领域

本发明涉及表面活性剂制备技术领域，具体涉及一种含硅表面活性剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着有机硅新材料的发展，有机硅表面活性剂开始用于工业各领域。因为其结构中不仅包含有机集团，同时又含有硅元素，因此有机硅表面活性剂不但有普通烃类表面活性剂好的表面性能，而且还有其特有的优势。

有机硅表面活性剂的疏水链主要是由聚二甲基硅氧烷构成的，其亲水链则为不同的极性基团(如聚醚，糖苷等)。有机硅表面活性剂特殊的疏水链(Si-O-Si﹑Si-Si和Si-C-Si)比传统的碳氢疏水链有更强的疏水性，其较好的柔软旋转性使甲基以特殊的“伞型”结构紧密的排列在水的界面上，可以降低水的表面张力至20mN·m^-1左右，而传统的烃类表面活性剂只能降低水的表面张力至30-40m N·m^-1左右。此外，有机硅表面活性剂还有耐高温﹑防腐蚀﹑毒性低﹑生理惰性﹑高表面性能﹑超分散性﹑超润湿性﹑抗静电﹑乳化性及良好的消泡抑泡性等多种特性，因而被广泛的用于农药助剂﹑化妆品﹑纺织业﹑洗涤剂﹑颜料分散等多方面。有机硅表面活性剂商业价值极高，应用范围极广，因此成为当今研发的重点。有机硅表面活性剂作为高效表面活性剂可以用于石油的三次开采中提高三次采油收率。

发明内容

针对有机硅表面活性剂具有的优良特性和三次采油等对表面活性剂的特殊要求，本发明的目的在于提供一种含硅表面活性剂及其制备方法和应用。本发明选择三甲氧基(戊基)硅烷和双季戊四醇为原料，并通过二异氰酸酯连接生成“镜面”结构含硅表面活性剂。，该二异氰酸酯交联型“镜面”结构含硅表面活性剂用作化学驱油剂提高了三次采油中原油的采收率。

本发明所采用的技术方案是：

一种含硅表面活性剂，所述含硅表面活性剂结构式为：

一种含硅表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将双季戊四醇溶于第一溶剂中，搅拌滴加三甲氧基(戊基)硅烷，升温至75～85℃，搅拌反应4～6h；所得产物洗涤后用乙醚萃取，经分液分离得到上层有机层，减压蒸馏除去溶剂，得到中间体Ⅰ；

2)将中间体Ⅰ溶于第二溶剂，待全部溶化后加入氢氧化钠在25～35℃下搅拌反应0.5～1h，然后再加入羧酸盐溶液并升温到75～85℃，保温后将反应产物进行抽滤，得固体为产物Ⅰ；

3)将固体产物Ⅰ加入催化剂和第三溶剂，并滴加二异氰酸酯，反应温度为40～60℃，反应3～5h，后干燥，得到具有镜面结构含硅表面活性剂。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，所述双季戊四醇与三甲氧基(戊基)硅烷的摩尔比为1:(3～3.2)。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，所述第一溶剂为二甲基甲酰胺。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，所得产物先用HCl溶液洗涤后，再用NaHCO₃溶液洗涤，后经水洗后用乙醚萃取；所述HCl和NaHCO₃和浓度为5wt％。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，所述羧酸盐为氯乙酸钠，所得中间体Ⅰ与氯乙酸钠的摩尔比为1:(2～2.2)。