CN107653030A - 一种高温抗水食品级润滑脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高温抗水食品级润滑脂组合物，由包括以下组分的原料制备而成：聚α‑烯烃PAO2 80重量份～90重量份；ABS双酸铝皂10重量份～20重量份；抗氧剂0.1重量份～0.5重量份；金属防腐蚀剂0.5重量份～10重量份；极压抗磨剂1重量份～2重量份；所述极压抗磨剂由亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯组成。与现有技术相比，本发明提供的高温抗水食品级润滑脂组合物以双酸复合铝皂稠化合成烃为基础油，并配合特定用量的抗氧剂、金属防腐蚀剂和特定用量及组分的极压抗磨剂，使各组分实现较好的相互作用，得到的高温抗水食品级润滑脂组合物具有优异的极压耐磨性能、防腐蚀性能及抗水性。

Description

一种高温抗水食品级润滑脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑脂技术领域，更具体地说，是涉及一种高温抗水食品级润滑脂组合物及其制备方法。
背景技术
润滑脂用于机械的摩擦部分，起润滑和密封作用；也用于金属表面，起填充空隙和防锈作用。润滑脂主要由矿物油(或合成润滑油)和稠化剂调制而成。食品级润滑脂就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或对食品的气味或味道不造成任何影响的润滑脂。
在食品、化妆品、药品、烟草和动物饲料的生产过程中(包括与产品直接接触的包装过程)，避免来自机器元件(例如：齿轮、轴承、液压装置、气压装置、压缩机、滑道和链条等)上润滑剂的污染是基本要求，但不能完全避免产品与润滑剂接触时，应使用允许与食品接触的润滑剂。所谓食品级润滑脂是按照用途来划分，符合食品卫生要求，可以应用于食品医药等行业加工机械的润滑脂，按照食品卫生要求又区分为“偶尔与食品接触的润滑脂(USDA H-1级)”、“不和食品接触的润滑脂(USDA H-2级)”和“水溶性油USDA 3-H”三大类。
但是，现有技术中的食品级润滑脂的极压耐磨性能、防腐蚀性能及抗水性还有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高温抗水食品级润滑脂组合物及其制备方法，本发明提供的高温抗水食品级润滑脂组合物具有优异的极压耐磨性能、防腐蚀性能及抗水性。
本发明提供了一种高温抗水食品级润滑脂组合物，由包括以下组分的原料制备而成：
聚α-烯烃PAO2 80重量份～90重量份；
ABS双酸铝皂 10重量份～20重量份；
抗氧剂 0.1重量份～0.5重量份；
金属防腐蚀剂 0.5重量份～10重量份；
极压抗磨剂 1重量份～2重量份；
所述极压抗磨剂由亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯组成。
优选的，所述抗氧剂包括混合辛基丁基二苯胺、高分子量酚类抗氧剂L101、液态辛基丁基二苯胺抗氧剂L57和硫醚基酚类抗氧剂L115中的一种或多种。
优选的，所述金属防腐蚀剂为二甲基-苯并三唑-甲胺。
优选的，所述极压抗磨剂中亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯的质量比为1：(0.5～1.5)。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的高温抗水食品级润滑脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂混合均匀，进行炼制，得到基础油；
b)将步骤a)得到的基础油与抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂混合，得到润滑脂；
c)将步骤b)得到的润滑脂冷却后，进行均化后处理，得到高温抗水食品级润滑脂组合物。
优选的，步骤a)中所述将聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂混合均匀的过程具体为：
在搅拌的条件下将聚α-烯烃PAO2升温至70℃～110℃，然后加入ABS双酸铝皂，再升温至90℃～120℃，搅拌1h～2h，得到混合均匀的聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂。
优选的，步骤a)中所述炼制的温度为180℃～220℃，时间为8min～15min。
优选的，步骤b)中基础油与抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂混合的过程具体为：
温度降至第一温度时，在基础油中加入抗氧剂搅拌均匀；温度降至第二温度时，加入金属防腐蚀剂和极压抗磨剂，搅拌8min～15min，得到润滑脂。
优选的，所述第一温度为100℃～130℃；所述第二温度为50℃～80℃。
优选的，步骤c)中所述冷却的温度为20℃～30℃。
本发明提供了一种高温抗水食品级润滑脂组合物，由包括以下组分的原料制备而成：聚α-烯烃PAO2 80重量份～90重量份；ABS双酸铝皂10重量份～20重量份；抗氧剂0.1重量份～0.5重量份；金属防腐蚀剂0.5重量份～10重量份；极压抗磨剂1重量份～2重量份；所述极压抗磨剂由亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯组成。与现有技术相比，本发明提供的高温抗水食品级润滑脂组合物以双酸复合铝皂稠化合成烃为基础油，并配合特定用量的抗氧剂、金属防腐蚀剂和特定用量及组分的极压抗磨剂，使各组分实现较好的相互作用，得到的高温抗水食品级润滑脂组合物具有优异的极压耐磨性能、防腐蚀性能及抗水性，适用于食品粮油加工、化妆品、饮料、肉制品、蔬菜加工、制药、玩具及饲料等行业中加工、包装、输送等机械设备摩擦部位、或与水频繁接触部位的润滑，具有显著的经济效益和社会效益。
另外，本发明提供的高温抗水食品级润滑脂组合物的制备方法工艺简单，所使用的所有原料均通过FDA认证，不含重金属及亚硝酸盐等危害人体健康的物质，适合大规模生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高温抗水食品级润滑脂组合物，由包括以下组分的原料制备而成：
聚α-烯烃PAO2 80重量份～90重量份；
ABS双酸铝皂 10重量份～20重量份；
抗氧剂 0.1重量份～0.5重量份；
金属防腐蚀剂 0.5重量份～10重量份；
极压抗磨剂 1重量份～2重量份；
所述极压抗磨剂由亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯组成。
在本发明中，所述聚α-烯烃PAO2为低粘度聚α-烯烃。本发明对所述聚α-烯烃PAO2的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述高温抗水食品级润滑脂组合物包括80重量份～90重量份的聚α-烯烃PAO2，优选为85重量份。
在本发明中，所述ABS双酸铝皂为基础油组分；本发明对所述ABS双酸铝皂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述高温抗水食品级润滑脂组合物包括10重量份～20重量份的ABS双酸铝皂，优选为15重量份。
在本发明中，所述抗氧剂优选包括混合辛基丁基二苯胺、高分子量酚类抗氧剂L101、液态辛基丁基二苯胺抗氧剂L57和硫醚基酚类抗氧剂L115中的一种或多种，更优选为混合辛基丁基二苯胺。本发明对所述抗氧剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述混合辛基丁基二苯胺、高分子量酚类抗氧剂L101、液态辛基丁基二苯胺抗氧剂L57和硫醚基酚类抗氧剂L115的市售商品即可。在本发明中，所述高温抗水食品级润滑脂组合物包括0.1重量份～0.5重量份的抗氧剂，优选为0.1重量份。
在本发明中，所述金属防腐蚀剂优选为二甲基-苯并三唑-甲胺。本发明对所述金属防腐蚀剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述二甲基-苯并三唑-甲胺的市售商品即可。在本发明中，所述高温抗水食品级润滑脂组合物包括0.5重量份～10重量份的金属防腐蚀剂，优选为0.5重量份。
在本发明中，所述极压抗磨剂由亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯组成。本发明对所述亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述极压抗磨剂中亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯的质量比优选为1：(0.5～1.5)，更优选为1：1。在本发明中，所述高温抗水食品级润滑脂组合物包括1重量份～2重量份的极压抗磨剂，优选为1重量份。
本发明提供的高温抗水食品级润滑脂组合物以双酸复合铝皂稠化合成烃为基础油，并配合特定用量的抗氧剂、金属防腐蚀剂和特定用量及组分的极压抗磨剂，使各组分实现较好的相互作用，得到的高温抗水食品级润滑脂组合物具有优异的极压耐磨性能、防腐蚀性能及抗水性，适用于食品粮油加工、化妆品、饮料、肉制品、蔬菜加工、制药、玩具及饲料等行业中加工、包装、输送等机械设备摩擦部位、或与水频繁接触部位的润滑，具有显著的经济效益和社会效益。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的高温抗水食品级润滑脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂混合均匀，进行炼制，得到基础油；
b)将步骤a)得到的基础油与抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂混合，得到润滑脂；
c)将步骤b)得到的润滑脂冷却后，进行均化后处理，得到高温抗水食品级润滑脂组合物。
本发明首先将聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂混合均匀，进行炼制，得到基础油。本发明对所述混合的装置没有特殊限制，优选采用本领域技术人员熟知的反应釜。
在本发明中，所述将聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂混合均匀的过程优选具体为：
在搅拌的条件下将聚α-烯烃PAO2升温至70℃～110℃，然后加入ABS双酸铝皂，再升温至90℃～120℃，搅拌1h～2h，得到混合均匀的聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂；
更优选为：
在搅拌的条件下将聚α-烯烃PAO2升温至80℃～100℃，然后加入ABS双酸铝皂，再升温至100℃～110℃，搅拌1.5h，得到混合均匀的聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂。
在本发明中，所述炼制的温度优选为180℃～220℃，更优选为190℃～210℃；所述炼制的时间优选为8min～15min，更优选为10min。
在本发明中，经过上述炼制过程得到的基础油为双酸复合铝皂稠化合成烃。
得到所述基础油后，本发明将得到的基础油与抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂混合，得到润滑脂。
在本发明中，基础油与抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂混合的过程优选具体为：
温度降至第一温度时，在基础油中加入抗氧剂搅拌均匀；温度降至第二温度时，加入金属防腐蚀剂和极压抗磨剂，搅拌8min～15min，得到润滑脂。
本发明在降温过程中，在特定温度范围内依次加入抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂，能够使各组分混合均匀并且实现最大程度的相容。
在本发明中，所述第一温度优选为100℃～130℃，更优选为110℃～120℃；所述第二温度优选为50℃～80℃，更优选为60℃～70℃。
得到所述润滑脂后，本发明将得到的润滑脂冷却后，进行均化后处理，得到高温抗水食品级润滑脂组合物。在本发明中，所述冷却的温度优选为20℃～30℃，更优选为25℃。
在本发明中，所述均化后处理的目的是使润滑脂光滑细腻，本发明对此没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的用于进行均化后处理的技术方案即可。本发明在均化后处理后，分析润滑脂，合格后即得产品。
本发明提供了一种高温抗水食品级润滑脂组合物，由包括以下组分的原料制备而成：聚α-烯烃PAO2 80重量份～90重量份；ABS双酸铝皂10重量份～20重量份；抗氧剂0.1重量份～0.5重量份；金属防腐蚀剂0.5重量份～10重量份；极压抗磨剂1重量份～2重量份；所述极压抗磨剂由亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯组成。与现有技术相比，本发明提供的高温抗水食品级润滑脂组合物以双酸复合铝皂稠化合成烃为基础油，并配合特定用量的抗氧剂、金属防腐蚀剂和特定用量及组分的极压抗磨剂，使各组分实现较好的相互作用，得到的高温抗水食品级润滑脂组合物具有优异的极压耐磨性能、防腐蚀性能及抗水性，适用于食品粮油加工、化妆品、饮料、肉制品、蔬菜加工、制药、玩具及饲料等行业中加工、包装、输送等机械设备摩擦部位、或与水频繁接触部位的润滑，具有显著的经济效益和社会效益。
另外，本发明提供的高温抗水食品级润滑脂组合物的制备方法工艺简单，所使用的所有原料均通过FDA认证，不含重金属及亚硝酸盐等危害人体健康的物质，适合大规模生产。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的聚α-烯烃PAO2由埃克森美孚化工提供；所用的ABS双酸铝皂由FedChem，LLC提供；所用的混合辛基丁基二苯胺、二甲基-苯并三唑-甲胺和亚甲基双甲酸酯均由VanderbiltChemicals，LLC提供；所用的三苯基磷酸酯由BASF East Asia RHQ Ltd FuelandLubricant Solutions提供。
实施例1
(1)将80kg聚α-烯烃PAO2加入反应釜中，升温搅拌，控制温度在80℃～100℃之间，加入20kg ABS双酸铝皂，升温至100℃～110℃之间，搅拌1.5h；然后升温至190℃～210℃之间，高温炼制搅拌10min，得到基础油；
(2)温度降至110℃～120℃时，在步骤(1)得到的基础油中加入0.1kg混合辛基丁基二苯胺搅拌均匀；温度降至60℃～70℃时，加入0.5kg二甲基-苯并三唑-甲胺、0.5kg亚甲基双甲酸酯和0.5kg三苯基磷酸酯，搅拌10min，得到润滑脂；
(3)然后冷却至室温，对步骤(2)得到的润滑脂进行均化后处理，使润滑脂光滑细腻；分析润滑脂，合格后即得产品(生产润滑脂总量为100kg)。
实施例2
(1)将90kg聚α-烯烃PAO2加入反应釜中，升温搅拌，控制温度在80℃～100℃之间，加入10kg ABS双酸铝皂，升温至100℃～110℃之间，搅拌1.5h；然后升温至190℃～210℃之间，高温炼制搅拌10min，得到基础油；
(2)温度降至110℃～120℃时，在步骤(1)得到的基础油中加入0.5kg混合辛基丁基二苯胺搅拌均匀；温度降至60℃～70℃时，加入0.5kg二甲基-苯并三唑-甲胺、1.0kg亚甲基双甲酸酯和1.0kg三苯基磷酸酯，搅拌10min，得到润滑脂；
(3)然后冷却至室温，对步骤(2)得到的润滑脂进行均化后处理，使润滑脂光滑细腻；分析润滑脂，合格后即得产品(生产润滑脂总量为100kg)。
实施例3
(1)将85kg聚α-烯烃PAO2加入反应釜中，升温搅拌，控制温度在80℃～100℃之间，加入15kg ABS双酸铝皂，升温至100℃～110℃之间，搅拌1.5h；然后升温至190℃～210℃之间，高温炼制搅拌10min，得到基础油；
(2)温度降至110℃～120℃时，在步骤(1)得到的基础油中加入0.1kg混合辛基丁基二苯胺搅拌均匀；温度降至60℃～70℃时，加入0.5kg二甲基-苯并三唑-甲胺、0.5kg亚甲基双甲酸酯和0.5kg三苯基磷酸酯，搅拌10min，得到润滑脂；
(3)然后冷却至室温，对步骤(2)得到的润滑脂进行均化后处理，使润滑脂光滑细腻；分析润滑脂，合格后即得产品(生产润滑脂总量为100kg)。
对实施例1～3制备得到的润滑脂组合物的各项性能进行分析，分析结果参见表1所示。
表1实施例1～3制备得到的润滑脂组合物的各项性能数据
由表1可知，本发明实施例1～3制备得到的润滑脂组合物具有优异的极压耐磨性能、防腐蚀性能及抗水性，适用于食品粮油加工、化妆品、饮料、肉制品、蔬菜加工、制药、玩具及饲料等行业中加工、包装、输送等机械设备摩擦部位、或与水频繁接触部位的润滑，具有显著的经济效益和社会效益。
另外，本发明实施例1～3制备得到的润滑脂组合物为食品级润滑脂组合物，所使用的所有原料均通过FDA认证，不含重金属及亚硝酸盐等危害人体健康的物质，通过美国NSF H1认证；并且能够在-60℃～240℃的宽温度范围下使用。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高温抗水食品级润滑脂组合物，由包括以下组分的原料制备而成：
聚α-烯烃PAO2 80重量份～90重量份；
ABS双酸铝皂10重量份～20重量份；
抗氧剂0.1重量份～0.5重量份；
金属防腐蚀剂0.5重量份～10重量份；
极压抗磨剂1重量份～2重量份；
所述极压抗磨剂由亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯组成。
2.根据权利要求1所述的高温抗水食品级润滑脂组合物，其特征在于，所述抗氧剂包括混合辛基丁基二苯胺、高分子量酚类抗氧剂L101、液态辛基丁基二苯胺抗氧剂L57和硫醚基酚类抗氧剂L115中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高温抗水食品级润滑脂组合物，其特征在于，所述金属防腐蚀剂为二甲基-苯并三唑-甲胺。
4.根据权利要求1所述的高温抗水食品级润滑脂组合物，其特征在于，所述极压抗磨剂中亚甲基双甲酸酯和三苯基磷酸酯的质量比为1：(0.5～1.5)。
5.一种权利要求1～4任一项所述的高温抗水食品级润滑脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂混合均匀，进行炼制，得到基础油；
b)将步骤a)得到的基础油与抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂混合，得到润滑脂；
c)将步骤b)得到的润滑脂冷却后，进行均化后处理，得到高温抗水食品级润滑脂组合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述将聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂混合均匀的过程具体为：
在搅拌的条件下将聚α-烯烃PAO2升温至70℃～110℃，然后加入ABS双酸铝皂，再升温至90℃～120℃，搅拌1h～2h，得到混合均匀的聚α-烯烃PAO2和ABS双酸铝皂。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述炼制的温度为180℃～220℃，时间为8min～15min。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中基础油与抗氧剂、金属防腐蚀剂和极压抗磨剂混合的过程具体为：
温度降至第一温度时，在基础油中加入抗氧剂搅拌均匀；温度降至第二温度时，加入金属防腐蚀剂和极压抗磨剂，搅拌8min～15min，得到润滑脂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度为100℃～130℃；所述第二温度为50℃～80℃。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中所述冷却的温度为20℃～30℃。
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