CN106947574A - 用于食品级液压油的组合物及其制备方法以及包含该组合物的液压油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及润滑油领域，特别公开了一种用于食品级液压油的组合物及其制备方法以及包含该组合物的液压油及其制备方法。该用于食品级液压油的组合物，包括如下重量份数的组分制成：食品级抗氧剂5‑10份，食品级抗磨剂5‑15份，食品级油性剂0.2‑1.0份，食品级金属钝化剂0.1‑0.5份，食品级抗乳化剂0.1‑0.5份，食品级消泡剂0.01‑0.3份，食品级基础油A补足100份。该用于食品级液压油的组合物及包含该组合物的液压油，不仅具有优异的抗磨性、防锈性、抗水性能，能够有效应对食品加工过程中液压系统对于抗磨、抗乳化、防锈等要求，而且无毒无害，对食品无污染，即使有挥发或机械设备有泄漏，也不会对产品造成污染，影响食品安全。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油领域，特别涉及一种用于食品级液压油的组合物及其制备方法，以及包含该组合物的液压油及其制备方法。
背景技术
在食品生产中，机械设备的液压、齿轮、涡轮、轴承、链条等都需要使用安全性能高的润滑油，不仅要满足食品机械的润滑需求，也要满足食品安全的要求，这类润滑油统称为食品级润滑油。食品级润滑油是在生产过程中与食品发生接触也不会对消费者构成任何生理危害，对食品的气味、味道不造成任何影响的润滑油，由基础油、添加剂调配而成。基础油一般采用加氢裂解的精制矿物油，其特点是组分纯净，链状饱和碳烃化合物含量在99％以上，不含芳香烃类，含硫量小于10ppm，含水量小，不易被氧化和乳化；还可以采用的基础油是聚α烯烃(PAO)，是一种人工合成的基础油，组分纯净单一，不含硫和芳香族成分，具有天然的疏水性能，耐温抗氧化性，使用寿命长，能减少设备的磨损，延长设备的使用寿命，并降低维护频率，同时不含有毒物质，不会对食品造成污染。
目前，国际上没有统一的食品级润滑油的标准，被业界广泛认可的是美国卫生基金会NSF(National Sanitation Foundation)关于食品机械润滑剂的批准注册制度。根据NSF116-2001中的定义，食品级润滑油(脂)为应用于食品加工和包装机械上，起到润滑、热传导、载荷传递或防腐蚀作用并可能与食品、化妆品、药品或动物饲料接触的物质，分为H1、H2、3H等规格。
目前，国内关于食品级润滑油的制备，在专利号分别为201510021760.5和201510689345.7中被提出，两者分别依托于食品级白油和食品级合成油的基础油体系，制备了食品级润滑油，具有优异的防水、抗氧性能，无毒无害，对食品无污染。但是，两者均是针对于一般应用环境提出的通用型食品级润滑油，不能够满足食品机械中的特殊工况下的性能要求。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种组分合理、具有优异的抗磨性、防锈性、抗水性能，能够有效应对食品加工过程中液压系统对于抗磨、抗乳化、防锈等要求的用于食品级液压油的组合物及其制备方法以及包含该组合物的液压油及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种用于食品级液压油的组合物，包括如下重量份数的组分制成：食品级抗氧剂5-10份，食品级抗磨剂5-15份，食品级油性剂0.2-1.0份，食品级金属钝化剂0.1-0.5份，食品级抗乳化剂0.1-0.5份，食品级消泡剂0.01-0.3份，食品级基础油A补足100份。
优选地，所述食品级抗氧剂为无灰芳香胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，所述无灰芳香胺抗氧剂为烷基二苯胺、烷芳基胺中的一种或两种，受阻酚类抗氧剂为二叔丁基对甲酚，保证成分安全、无毒，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
优选地，所述食品级抗磨剂为磷酸酯类化合物或硫磷型化合物；所述磷酸酯类化合物为胺基磷酸酯，硫磷型化合物为三苯基硫代磷酸酯、烷基磷酸盐中的一种或两种，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
优选地，所述食品级金属钝化剂为苯三唑、苯三唑衍生物或取代三唑中的一种或几种，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
优选地，所述食品级油性剂为二聚酸、油酸乙二醇酯或苯骈三氮唑脂肪酸胺盐中的一种或几种，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
优选地，所述食品级抗乳化剂为环氧丙烷二胺缩聚物和/或高分子聚醚，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
优选地，所述食品级消泡剂为有机硅消泡剂，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
优选地，所述食品级基础油A为食品级白油、食品级聚α烯烃、食品级合成酯类基础油中的一种或几种，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
所述用于食品级液压油的组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1-1)将食品级基础油A总重量的30％常压下加热到30-50℃；
(1-2)向步骤(1-1)加热得到的食品级基础油A中边搅拌边加入食品级抗磨剂，常压下在50-60℃下搅拌混合20-40min；
(1-3)向步骤(1-2)得到的混合物中边搅拌边依次加入食品级抗氧剂、食品级金属钝化剂、食品级防锈剂、食品级腐蚀抑制剂、食品级油性剂、食品级抗乳化剂，搅拌混合100-150min，至混合物均匀透明；
(1-4)向步骤(1-3)得到的混合物中以喷射形式加入食品级消泡剂，并加入剩余的食品级基础油A，搅拌混合60-120min，即得所述用于食品级液压油的组合物。
包含所述用于食品级液压油的组合物的液压油，包括如下重量分数的组分制成：所述组合物1.5-3.0份，食品级基础油B补足100份。
优选地，所述食品级基础油B为食品级白油、食品级聚α烯烃、食品级合成酯类基础油中的一种或几种，包括但不仅限于食品级白油、食品级聚α烯烃、食品级双酯类基础油、食品级聚异丁烯、食品级三羟甲基丙烷酯类基础油、食品级单季戊四醇酯类基础油、食品级双季戊四醇酯类基础油，符合国家食品级润滑油卫生要求，满足美国卫生基金会NSF H1、HX-1类别润滑剂的要求。
所述液压油的制备方法，包括如下步骤：
(2-1)将食品级基础油B总重量的30％常压下加热到30-50℃；
(2-2)将所述用于食品级液压油的组合物加入到步骤(2-1)加热后的食品级基础油B中，常压下在30-50℃搅拌60-120min；
(2-3)向步骤(2-2)得到的混合物中加入剩余的食品级基础油B，常压下在30-50℃搅拌60-120min；
(2-4)将步骤(2-3)得到的混合物在0.1-0.2MPa压力下进行过滤，即得清亮透明的液压油。
本发明用于食品级液压油的组合物及其制备方法以及包含该组合物的液压油及其制备方法的有益效果是：
该用于食品级液压油的组合物及包含该组合物的液压油，所有成分均符合FDA法规21CFR178 3570，保证所有组分都是安全、无毒的，符合国家食品级润滑油卫生要求，基于该组分制得的食品级液压油可用于食品加工过程中有可能与食品发生偶然接触的设备或者机械部件上，满足美国卫生基金会NSF H1类别润滑剂的要求。本发明所述食品级液压油组合物以及基于其的食品级液压油，组分合理，性能突出，不仅具有优异的抗磨性、防锈性、抗水性能，能够有效应对食品加工过程中液压系统对于抗磨、抗乳化、防锈等要求，而且无毒无害，对食品无污染，即使有挥发或机械设备有泄漏，也不会对产品造成污染，影响食品安全。
用于食品级液压油的组合物及包含该组合物的液压油的制备方法，根据每种组分及组分间混合时的特点，选择合适的加入顺序和混合温度，使制备出的液压油清亮透明，性能稳定。
需要特别说明的是，在制备本发明所述食品级液压油组合物及基于此的食品级液压油的过程中，必须保证所有设备及管路均为独立的食品级润滑油制备系统，确保无其他来自于非食品级润滑油的污染及介入，保证所有设备均为完全无毒，符合食品级润滑油的生产要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于此，实施例中的制备方法均为常规制备方法，不再详述。
实施例1.1：
该用于食品级液压油的组合物的组成如下(以100千克计，以下同)：
所述用于食品级液压油的组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1-1)将食品级白油重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到30-50℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(1-2)向步骤(1-1)加热得到的食品级白油中边搅拌边加入食品级抗磨剂，常压下在50-60℃下搅拌混合20-40min；
(1-3)向步骤(1-2)得到的混合物中边搅拌边依次加入食品级抗氧剂、食品级油性剂、食品级金属钝化剂、食品级抗乳化剂，搅拌混合100-150min，至混合物均匀透明；
(1-4)向步骤(1-3)得到的混合物中使用雾化器以喷射形式加入食品级消泡剂，确保食品级消泡剂以雾化的形态进入到体系中，有利于食品级消泡剂的分散，并加入剩余的食品级白油，搅拌混合60-120min，即得所述用于食品级液压油的组合物。
实施例1.2：
所述用于食品级液压油的组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1-1)将食品级聚α烯烃重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到30-50℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(1-2)向步骤(1-1)加热得到的食品级聚α烯烃中边搅拌边加入食品级抗磨剂，常压下在50-60℃下搅拌混合20-40min；
(1-3)向步骤(1-2)得到的混合物中边搅拌边依次加入食品级抗氧剂、食品级油性剂、食品级金属钝化剂、食品级抗乳化剂，搅拌混合100-150min，至混合物均匀透明；
(1-4)向步骤(1-3)得到的混合物中使用雾化器以喷射形式加入食品级消泡剂，确保食品级消泡剂以雾化的形态进入到体系中，有利于食品级消泡剂的分散，并加入剩余的食品级聚α烯烃，搅拌混合60-120min，即得所述用于食品级液压油的组合物。
实施例1.3：
所述用于食品级液压油的组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1-1)将食品级白油总重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到30-50℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(1-2)向步骤(1-1)加热得到的食品级白油中边搅拌边加入食品级抗磨剂，常压下在50-60℃下搅拌混合20-40min；
(1-3)向步骤(1-2)得到的混合物中边搅拌边依次加入食品级抗氧剂、食品级油性剂、食品级金属钝化剂、食品级抗乳化剂，搅拌混合100-150min，至混合物均匀透明；
(1-4)向步骤(1-3)得到的混合物中使用雾化器以喷射形式加入食品级消泡剂，确保食品级消泡剂以雾化的形态进入到体系中，有利于食品级消泡剂的分散，并加入剩余的食品级白油，搅拌混合60-120min，即得所述用于食品级液压油的组合物。
实施例1.4：
所述用于食品级液压油的组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1-1)将食品级合成酯重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到30-50℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(1-2)向步骤(1-1)加热得到的食品级合成酯中边搅拌边加入食品级抗磨剂，常压下在50-60℃下搅拌混合20-40min；
(1-3)向步骤(1-2)得到的混合物中边搅拌边依次加入食品级抗氧剂、食品级油性剂、食品级金属钝化剂、食品级抗乳化剂，搅拌混合100-150min，至混合物均匀透明；
(1-4)向步骤(1-3)得到的混合物中使用雾化器以喷射形式加入食品级消泡剂，确保食品级消泡剂以雾化的形态进入到体系中，有利于食品级消泡剂的分散，并加入剩余的食品级合成酯，搅拌混合60-120min，即得所述用于食品级液压油的组合物。
实施例1.5：
所述用于食品级液压油的组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1-1)将食品级白油总重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到30-50℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(1-2)向步骤(1-1)加热得到的食品级白油中边搅拌边加入食品级抗磨剂，常压下在50-60℃下搅拌混合20-40min；
(1-3)向步骤(1-2)得到的混合物中边搅拌边依次加入食品级抗氧剂、食品级油性剂、食品级金属钝化剂、食品级抗乳化剂，搅拌混合100-150min，至混合物均匀透明；
(1-4)向步骤(1-3)得到的混合物中使用雾化器以喷射形式加入食品级消泡剂，确保食品级消泡剂以雾化的形态进入到体系中，有利于食品级消泡剂的分散，并加入剩余的食品级白油，搅拌混合60-120min，即得所述用于食品级液压油的组合物。
实施例2.1：
包含本发明用于食品级液压油的组合物的液压油组成如下(以100千克计，以下同)：
所述液压油的制备方法，采用如下步骤：
(2-1)将食品级白油重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到45℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(2-2)将所述用于食品级液压油的组合物加入到步骤(2-1)加热后的食品级白油中，常压下在45℃搅拌105min；
(2-3)向步骤(2-2)得到的混合物中加入剩余的食品级白油，常压下在45℃搅拌105min；
(2-4)将步骤(2-3)得到的混合物在0.17MPa压力下进行过滤，即得清亮透明的液压油。
实施例2.2：
所述液压油的制备方法，采用如下步骤：
(2-1)将食品级聚α烯烃重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到35℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(2-2)将所述用于食品级液压油的组合物加入到步骤(2-1)加热后的食品级聚α烯烃中，常压下在35℃搅拌75min；
(2-3)向步骤(2-2)得到的混合物中加入剩余的食品级聚α烯烃，常压下在35℃搅拌75min；
(2-4)将步骤(2-3)得到的混合物在0.12MPa压力下进行过滤，即得清亮透明的液压油。
实施例2.3：
所述液压油的制备方法，采用如下步骤：
(2-1)将食品级白油重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到40℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(2-2)将所述用于食品级液压油的组合物加入到步骤(2-1)加热后的食品级白油中，常压下在40℃搅拌90min；
(2-3)向步骤(2-2)得到的混合物中加入剩余的食品级白油，常压下在40℃搅拌90min；
(2-4)将步骤(2-3)得到的混合物在0.15MPa压力下进行过滤，即得清亮透明的液压油。
实施例2.4：
所述液压油的制备方法，采用如下步骤：
(2-1)将食品级合成酯的30％加入到调和釜中，常压下加热到50℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(2-2)将所述用于食品级液压油的组合物加入到步骤(2-1)加热后的食品级合成酯中，常压下在30℃搅拌120min；
(2-3)向步骤(2-2)得到的混合物中加入剩余的食品级合成酯，常压下在30℃搅拌120min；
(2-4)将步骤(2-3)得到的混合物在0.2MPa压力下进行过滤，即得清亮透明的液压油。
实施例2.5：
所述液压油的制备方法，采用如下步骤：
(2-1)将食品级合成酯重量的30％加入到调和釜中，常压下加热到30℃；在满足溶解添加剂数量的前提下，加入少量基础油可节省加热时间，提高生产效率；
(2-2)将所述用于食品级液压油的组合物加入到步骤(2-1)加热后的食品级合成酯中，常压下在50℃搅拌60min；
(2-3)向步骤(2-2)得到的混合物中加入剩余的食品级合成酯，常压下在50℃搅拌60min；
(2-4)将步骤(2-3)得到的混合物在0.1MPa压力下进行过滤，即得清亮透明的液压油。
本发明提供的食品级液压油组合物及由该组合物制得的液压油具有以下优点：
a)优异低温性能，更适应极端低温应用环境，低温时也能操作自如；
b)黏温性能更好，高温油膜保持性更好；
c)出色的沉积控制和清净性能，能够有效极少油泥沉积，酸值变化和黏度变化小，具有明显的清净性能；
d)出色的水解安定性，提高有水工况下油品的稳定性能；
e)优异的抗腐蚀性和抗磨防锈性能；
f)优异抗泡性能和空气释放性能，降低油品对设备的气穴腐蚀；
g)出色的液压设备保护性能；
h)无毒无害，对食品无污染。
本发明提供的食品级液压油组合物及由该组合物制得的液压油与植物油作为润滑剂使用的优势：
a)倾点(实验方法ASTM D97)，本发明食品级液压油的倾点比植物油低15～30℃，更适应极端低温应用环境。在低温环境下，植物油产生凝胶现象，对储存和使用带来危害；
b)抗磨能力,采用微牵引力测定仪实验，本发明食品级液压油抗磨能力比植物油提高65～85％；
c)抗磨能力(实验方法ASTM D6973)，本发明食品级液压油比植物油磨损率降低约70～90％，具有显著的抗磨能力；
d)沉积控制和清净性能(实验方法ASTM D2893B)，本发明食品级液压油极少产生沉积，酸值变化和黏度变化小，具有明显的清净性能；
e)水解安定性(实验方法ASTM D 2619)，本发明食品级液压油在与植物油相比，水解安定性提高30～70％；
f)空气释放性(实验方法ASTM D3427)，本发明食品级液压油的空气释放值比植物油低70～80％；
g)承载能力(实验方法DIN 51354)，本发明食品级液压油的失效级别比植物油提高2～5级，承载能力更强，在高温高滑动速度下可对设备提供更好的油膜保护；
h)氧化安定性(实验方法ASTM D2272)，本发明食品级液压油比植物油提高70～80％，有效延长了使用寿命；
i)超长使用周期，本发明食品级液压油的换油周期是植物油的2～5倍。
Claims (10)
1.一种用于食品级液压油的组合物，其特征是：包括如下重量份数的组分制成：食品级抗氧剂5-10份，食品级抗磨剂5-15份，食品级油性剂0.2-1.0份，食品级金属钝化剂0.1-0.5份，食品级抗乳化剂0.1-0.5份，食品级消泡剂0.01-0.3份，食品级基础油A补足100份。
2.根据权利要求1所述的用于食品级液压油的组合物，其特征是：所述食品级抗氧剂为无灰芳香胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，所述无灰芳香胺抗氧剂为烷基二苯胺、烷芳基胺中的一种或两种，受阻酚类抗氧剂为二叔丁基对甲酚。
3.根据权利要求1所述的用于食品级液压油的组合物，其特征是：所述食品级抗磨剂为磷酸酯类化合物或硫磷型化合物；所述磷酸酯类化合物为胺基磷酸酯，硫磷型化合物为三苯基硫代磷酸酯、烷基磷酸盐中的一种或两种；所述食品级金属钝化剂为苯三唑、苯三唑衍生物或取代三唑中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的用于食品级液压油的组合物，其特征是：所述食品级油性剂为二聚酸、油酸乙二醇酯或苯骈三氮唑脂肪酸胺盐中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于食品级液压油的组合物，其特征是：所述食品级抗乳化剂为环氧丙烷二胺缩聚物和/或高分子聚醚；所述食品级消泡剂为有机硅消泡剂。
6.根据权利要求1所述的用于食品级液压油的组合物，其特征是：所述食品级基础油A为食品级白油、食品级聚α烯烃、食品级合成酯类基础油中的一种或几种。
7.根据权利要求1-6任一所述的用于食品级液压油的组合物的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
(1-1)将食品级基础油A总重量的30％常压下加热到30-50℃；
(1-2)向步骤(1-1)加热得到的食品级基础油A中边搅拌边加入食品级抗磨剂，常压下在50-60℃下搅拌混合20-40min；
(1-3)向步骤(1-2)得到的混合物中边搅拌边依次加入食品级抗氧剂、食品级金属钝化剂、食品级防锈剂、食品级腐蚀抑制剂、食品级油性剂、食品级抗乳化剂，搅拌混合100-150min，至混合物均匀透明；
(1-4)向步骤(1-3)得到的混合物中以喷射形式加入食品级消泡剂，并加入剩余的食品级基础油A，搅拌混合60-120min，即得所述用于食品级液压油的组合物。
8.一种包含权利要求1-6所述的用于食品级液压油的组合物的液压油，其特征是：包括如下重量分数的组分制成：所述组合物1.5-3.0份，食品级基础油B补足100份。
9.根据权利要求8所述的液压油，其特征是：所述食品级基础油B为食品级白油、食品级聚α烯烃、食品级合成酯类基础油中的一种或几种。
10.根据权利要求8所述的液压油的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
(2-1)将食品级基础油B总重量的30％常压下加热到30-50℃；
(2-2)将所述用于食品级液压油的组合物加入到步骤(2-1)加热后的食品级基础油B中，常压下在30-50℃搅拌60-120min；
(2-3)向步骤(2-2)得到的混合物中加入剩余的食品级基础油B，常压下在30-50℃搅拌60-120min；
(2-4)将步骤(2-3)得到的混合物在0.1-0.2MPa压力下进行过滤，即得清亮透明的液压油。
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