[发明专利]聚合型表面活性剂

说明书

技术领域

文本所述的实施方案涉及新的表面活性剂和使用该新的表面活性剂的组合物。更具体地，描述了用于所需应用中的新的聚合型表面活性剂。

背景技术

表面活性剂用于许多不同的目的。清洁剂、洗涤剂、加工助剂、农业配制物和润滑剂均使用表面活性剂。一些使用表面活性剂的组合物对化学和/或物理条件提出挑战。含盐的组合物对使用表面活性剂的粘度和物理不稳定性提出众所周知的挑战。高剪切环境例如钻井环境会使表面活性剂降解。本领域中需要能够经受在化学上或在物理上具有挑战性的环境的聚合型表面活性剂。

发明概述

描述了包含磺化聚酯聚醚的表面活性剂组合物，和制造这种组合物的方法。使二醇与具有残余的不饱和性的酸酐反应，和在温和的酸-碱条件下使得到的聚合物磺化。磺化对残余的不饱和性进行。如果使用马来酸酐，磺化在聚合物中在α位置对羰基碳进行。

这种组合物可以包含具有下式的表面活性剂

HO(R¹O)_q(R²O)_r[COXR³COO(R¹O)_q(R²O)_r]_s[COR⁶COO(R⁴O)_t(R⁵O)_uO]_wHM^+v_(s+w)/v

其中R¹、R²、R⁴和R⁵各自独立地是亚烷基，X在各种情况下是磺酸酯基或烷基磺酸酯基，具有一个或多个附加的SO₃^-基团，q是0至20的整数，r是0至20的整数，s是1至500的整数，t是0至20的整数，u是0至20的整数，w是1至500的整数，和M是v价的阳离子。

发明详述

本发明人已经发现了一类表面活性剂，其是磺化聚醚聚酯。该表面活性剂表现出高耐盐度和表面活性剂特性。该磺化聚醚聚酯聚醚组分和聚酯组分的磺化共聚物。该聚醚组分可以具有一个或多个醚键，并且该化合物的各聚醚部分可以具有不同数量的醚键。典型地，有用的化合物将在两个相邻的酯键对之间具有至少一个醚键。换言之，在聚合物链中醚键将典型地出现在各酯键的仅一侧。该共聚物可以是具有通式HO-(R¹O)_q(R⁴O)_r-H的二醇与酸酐的的反应产物，通式中R¹和R⁴各自是氢或C₁至C₂₂亚烷基，酸酐例如马来酸酐或者其他亚烷基酸酐。酸酐的实例包括亚甲基戊二酸酐、亚甲基己二酸酐、亚甲基庚二酸酐、愈伤酸酐和其他具有附于酸酐官能的不同长度的不饱和碳链的简单的不饱和酸酐。也可以使用线性不饱和酸酐，通常在该酸酐的任一端具有不饱和状态，以支持在分子任一端的聚合。如果需要，酸酐可以在任何适宜的位置取代(例如柠康酸)，以向磺化共聚物增加分子量。不饱和状态可以是单个双键，或者如果酸酐的碳链足够长，则可以存在多于一个双键。酸酐链中的多个双键可以提供聚合物的两个酯键之间聚磺化(polysulfonation)的机会。

酸酐通常与二醇共聚合，该二醇可以是C₂至C₂₄烷二醇。二醇还可以是聚醚二醇，其是具有由醚氧原子连接、并且在两端由羟基封端的烃链的分子。实例是聚亚烷基二醇，例如聚乙二醇。聚丙二醇和聚三亚甲基二醇。总的来说，烷二醇例如上述提及的二醇以及丁二醇、戊二醇和己二醇，可以原样使用或者聚合成聚亚烷基二醇。通常，具有2至24个碳原子的烷二醇可以原样使用或者聚合成聚亚烷基二醇。通常，共聚物将具有两个酯键，并且聚醚链用从酯氧延伸出来的一个或多个醚氧原子连接羰基碳和聚醚链。如果需要，共聚物可以在任何适宜的位置取代，以增加分子量或者所需的官能度。

共聚物可以磺化以增加表面活性剂活性。磺酸酯基通常在α位置连接到酯键，例如在羰基氧原子的α碳处。磺酸酯基向共聚物的选定位置增加阴离子电荷密度，以提供线性化电荷分离和/或偶极矩，其提升表面活性剂。

在水溶液中，上述阴离子型表面活性剂与阳离子结合。配合物具有通常根据下式的结构：