[发明专利]烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土及其制备方法。

背景技术

有机土通常是高度分散的亲水粘土与阳离子表面活性剂(季铵盐)发生了离子交换吸附所制得的。由于表面活性剂的长碳氢链覆盖在粘土晶片表面，使之形成疏水表面，同时由于进入晶片层间表面活性剂离子的体积效应，增大了晶片层间距。正是由于这些结构特点，使有机土具有良好的触变性、增稠性、悬浮性和溶胶稳定性，因而被广泛用作油漆、油墨/涂料的防沉剂、流变剂、石油钻井泥浆增稠剂、日用化工产品的稳定剂等。

典型的有机土反应如下：

Na-土 + [(R₁R₂R₃R₄N)⁺X^-] →土-NR₁R₂R₃R₄ + Na⁺X^-

有机土的质量主要取决于粘土的种类，阳离子表面活性剂的类型、碳链长短和在粘土表面上的覆盖程度及制备条件，如温度、pH值等。目前，对于粘土的改性普遍使用阳离子表面活性剂，如十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵等。采用其他改性剂制备有机土的报道较少。CN1138593A采用H₃PO₄与己内酰胺反应，生成磷酸己内酰胺有机化剂，然后将此有机化剂加入到粘土水溶液中进行离子交换，使己内酰胺阳离子插入层间，形成有机土，但此方法生成的有机土为流动性较差的胶体，亲水性较强，体系中大量的水只能通过蒸馏除去，因此能耗很高；CN101624515A报道了一种可用于白油的有机土及其制备方法，采用季铵盐阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂共同作为改性剂，对粘土进行改性，得到的有机土在白油中成胶率高，但由于使用两种表面活性剂，实验步骤较为繁琐。

油基钻井液由于受到成本、环保要求的限制一直发展比较缓慢，应用的区块也较少，随着现有油田储量日益下降，并且新探区的开采会遇到各种复杂地层及环境，急需性能优良的制备油基钻井液用的有机土，以解决现有有机土在以白油为基础油的油基钻井液体系中成胶率低的问题。由于烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱表面活性剂结构中，亲油碳链较长，具有一定立体结构的有机离子进入无机矿物层间使层间结构发生，改性后层间距明显增大，插入效果显著，使得改性后的有机土在白油中的成胶率较高。发明所述的正是通过烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱表面活性剂对亲水粘土进行改性，制备的有机土出在白油中成胶率高的有机土的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是目前生产技术中有机土在白油中成胶率较低的问题，提供一种新的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土。该有机土具有在白油中成胶率较高的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土的制备方法。

为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土，以质量份数计包括以下组份：

(1)钠基膨润土                            0.5～30份；

(2)烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱  0.05～20份；

其中，组分(2)的分子通式为：

或

 

式中，M为碱金属中任意一种，R为C₁～C₂₀的烃基，n为1～30中的任意整数。

上述技术方案中，钠基膨润土优选方案为市售膨润土；碱金属优选方案选自钠或钾； R优选方案为C₄～C₁₆的烷基或烯基中的一种；聚氧乙烯醚的聚合度n的取值范围优选方案为2～20。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土的制备方法，包括以下步骤：

1)将所需量的钠基膨润土分散到水中，高速搅拌后用悬浮法去除杂质，使之形成稳定的悬浮体系a；

2)将所需量的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱与水混合，形成均一体系b；