背景技術(shù)

油酰胺丙基二甲胺作為一種具有廣泛用途的精細(xì)化工中間體,主要用于生產(chǎn)乳化劑、濕潤劑、分散劑、抗靜電劑、柔軟劑、洗滌劑、防銹劑、增稠劑和殺菌劑等。

傳統(tǒng)的合成方法是通過有機(jī)酸和N,N-二甲基叔胺類化合物在乙醇鈉、氫氧化鈉等強(qiáng)堿催化下進(jìn)行酰化反應(yīng)來合成油酰胺丙基二甲胺,該方法用乙醇鈉、氫氧化鈉等作為催化劑,其催化效率不高,反應(yīng)結(jié)束后還需對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行純化處理,操作復(fù)雜且增加了生產(chǎn)成本(陳鳳生等,日用化學(xué)工業(yè)，2008,5,285);此外,乙醇鈉、氫氧化鈉等強(qiáng)堿還難于回收,給環(huán)境帶來危害(朱紅軍等,精細(xì)石油化工進(jìn)展,2011,10,5)。目前急需對(duì)油酰胺丙基二甲胺的制備方法進(jìn)行改進(jìn),滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

合成方法

以摩爾配比計(jì),油酸:N,N-二甲基丙胺:K/γ-Al2O3=1:1:0.01備好原料。在裝有電動(dòng)攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)以及油浴加熱條件下的反應(yīng)釜中,按以上摩爾配比加入油酸、N,N-二甲基丙胺、K/γ-Al2O3,攪拌升溫至60℃,保持溫度反應(yīng)1小時(shí);攪拌升溫至110℃,保持溫度反應(yīng)8小時(shí);冷卻至室溫,所得紅棕色粘稠狀固體即為油酰胺丙基二甲胺,收率99%[1]。

應(yīng)用研究

為獲得耐高溫壓裂液增稠劑新體系,采用油酰胺丙基二甲胺疏水改性羥丙基胍膠(HPG),獲得一種新型疏水改性耐高溫耐剪切稠化劑(O-HPG)。利用紅外光譜FTIR、低核磁共振LF-NMR、熱重TGA等分析方法表征結(jié)構(gòu)。利用4-參數(shù)振蕩剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程描述交聯(lián)過程。進(jìn)一步研究O-HPG與HPG溶液與有機(jī)鋯交聯(lián)劑交聯(lián)形成凝膠的耐高溫性耐剪切性能。研究表明,4-參數(shù)振蕩剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程可以很好擬合交聯(lián)過程并得到最佳交聯(lián)條件;向質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6％O-HPG基液中加入0.25％體積比的有機(jī)鋯交聯(lián)劑FAC-201(鋯離子含量為0.5％),在pH 10.8下交聯(lián)形成高黏彈凝膠,彈性模量達(dá)到178.8Pa,比相同條件下HPG體系的(58.3Pa)增加了2倍;O-HPG壓裂液在200℃、剪切速率100s^-1的條件下剪切1.5h后保留黏度大于80mPa·s,可滿足高溫壓裂液黏度要求(大于50mPa·s),獲得耐溫200℃的壓裂液體系。改性后O-HPG耐高溫耐剪切性能較HPG有顯著提高且O-HPG壓裂液更易破膠[2]。

參考文獻(xiàn)

[1] 河南省科學(xué)院高新技術(shù)研究中心. 一種利用固體超強(qiáng)堿制備脂肪酰胺二甲基叔胺類化合物的方法:CN201710932863.6[P]. 2018-01-12.

[2] 韋萍,方波,吳本芳,等. 油酸酰胺丙基二甲基叔胺改性羥丙基胍膠耐高溫壓裂液的交聯(lián)流變性能[J]. 油田化學(xué),2020,37(4):642-648. DOI:10.19346/j.cnki.1000-4092.2020.04.013.