CN109705968A - 一种低泡的中性水基链板润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低泡的中性水基链板润滑剂及其制备方法。这种低泡的中性水基链板润滑剂是由以下质量百分比的原料组成：脂肪酸0～5％；脂肪醇醚0.5～5％；脂肪醇聚氧乙烯醚1～10％；有机膦酸盐0.5～5％；消泡剂0.1～0.5％；杀菌剂0.1～1％；水为余量。同时也公开了这种低泡的中性水基链板润滑剂的制备方法。本发明的润滑剂以脂肪酸、脂肪醇醚和脂肪醇聚氧乙烯醚复配后所得的混合物为润滑成分，该混合物具有润滑效果好、泡沫性低的特性。本发明的水基链板润滑剂在使用过中不会产生大量的泡沫，不会对生产设备造成腐蚀，并具有较高的抗硬水能力和优秀的抑菌能力，能有效地降低传送设施的倒瓶率，减少跳板现象的发生，从而达到提高车间生产效率的目的。

Description

一种低泡的中性水基链板润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，具体涉及一种低泡的中性水基链板润滑剂及其制备方法。

背景技术

水基链板润滑剂是一种对饮料生产灌装和封口工序中自动传送带进行润滑和清洗的环保润滑剂。在产品输送过程中，若传送链板与包装容器间接触面的滑动摩擦系数过大，包装容器间就会相互挤压，造成堵塞、倒瓶等现象，以致传送装置的效率下降，需要生产人员通过人手的方式才能解决问题并恢复正常生产。传送链板与包装容器间接触面的滑动摩擦系数会随着污垢的积聚而不断增大。因此，对在连续高速运行中的链板进行及时的清洗与有效的润滑是十分必要的，是食品饮料企业进行高效生产的重要保障之一。水基链板润滑剂不但能降低链板与容器接触面的滑动摩擦系数，还具有清洗污垢的作用，能同时提高传送效率与链板的使用寿命。

水基链板润滑剂的润滑原理为：润滑剂中的有效润滑组分，通过物理吸附、化学吸附和化学反应等作用，在摩擦的表面形成一层润滑薄膜，从而达到降低链板与容器接触面间的摩擦系数的目的。早期的水基链板润滑剂以长链脂肪酸盐为主要的润滑成分，按一定比例稀释成水溶液后采用浸泡的方式进行使用。但是长链脂肪酸盐不耐硬水，在高浓度钙镁离子的条件下会形成极低水溶性的沉淀，会并不断沉积于传送链板上，导致传送链板表面结垢，影响链板的正常传送。当污垢堆积到一定程度时还会对设备造成破坏。

近年来，随着啤酒、软性瓶装饮料及灌装食品行业的高速发展，水基链板润滑剂也不断地演变。目前，主流的水基链板润滑剂以脂肪胺盐为主要润滑成分。该类链板润滑剂润滑效果好，但因脂肪胺的存在，普遍存在起泡性高的特性，在实际使用过程中会产生较多的泡沫，随着车间工作的时间延长，传送设备有大量的泡沫溢出至地面，影响企业的正常生产。近来，市面上也出现了不少的不含脂肪胺的水基链板润滑剂，该类润滑剂虽然起泡性低，使用过程中不会产生明显泡沫，但润滑效果与含胺的水基链板润滑剂相差较远，为达到相同的润滑效果需要较高的使用浓度，无形中增加了企业的生产成本。

发明内容

为了解决现有含胺的水基链板润滑剂润滑效果好但起泡性高、无胺的水基链板润滑剂起泡性低但润滑效果差的缺陷，本发明的目的在于提供一种低泡的中性水基链板润滑剂及其制备方法，能够满足企业生产要求的高润滑性和低起泡性，达到节省企业生产成本的目的。

本发明所采取的技术方案是：

一种低泡的中性水基链板润滑剂，是由以下质量百分比的原料组成：

优选的，这种低泡的中性水基链板润滑剂中，脂肪酸质量百分比不为0，用量为0.5％～5.0％。

进一步优选的，一种低泡的中性水基链板润滑剂，是由以下质量百分比的原料组成：

优选的，这种低泡的中性水基链板润滑剂中，脂肪酸为C8～C24的单酸、多元酸中的一种或多种；进一步优选的，脂肪酸为C8～C24脂肪伯酸、二酸、三酸、四酸中的一种或多种；再进一步优选的，脂肪酸为十二烯酸、十四烯酸、十六烯酸、十八烯酸、二十烯酸或各自衍生物中的一种或多种；更进一步优选的，脂肪酸为顺-9-十八烯酸、12-羟基-顺-9-十八碳烯酸中的一种或两种。

优选的，这种低泡的中性水基链板润滑剂中，脂肪醇醚为C2～C8脂肪醇单醚、脂肪醇多元醚中的一种或多种；进一步优选的，脂肪醇醚为C2～C8脂肪醇单醚、脂肪醇二醚、脂肪醇三醚、脂肪醇四醚中的一种或多种；再进一步优选的，脂肪醇醚为丙二醇醚；更进一步优选的，脂肪醇醚为丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚中的一种或多种。

优选的，这种低泡的中性水基链板润滑剂中，脂肪醇聚氧乙烯醚的通式为RO(CH₂CH₂O)_nH，R为C5～C18的烷基，n＝2～44；进一步的，脂肪醇聚氧乙烯醚的分子量为200～2000；进一步优选的，脂肪醇聚氧乙烯醚为C8～C12的羰基醇聚氧乙烯醚。

优选的，这种低泡的中性水基链板润滑剂中，有机磷酸盐为氨基三亚甲基膦酸盐、羟基亚乙基二膦酸盐、乙二胺四亚甲基膦酸盐、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸盐、羟基膦酰基乙酸盐、有机磷磺酸盐中的一种或多种；进一步优选的，有机磷酸盐为乙二胺四亚甲基膦酸盐；再进一步优选的，有机磷酸盐为乙二胺四亚甲基膦酸钠。

优选的，这种低泡的中性水基链板润滑剂中，消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂中的一种或多种；进一步优选的，消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂，是在硅氧烷分子中引入聚醚链段制得的聚醚-硅氧烷共聚物；再进一步优选的，聚醚改性有机硅消泡剂的分子量为300～3000。

优选的，这种低泡的中性水基链板润滑剂中，杀菌剂为异噻唑啉酮、苯扎氯铵、苯扎溴铵、十二烷基二亚丙三胺中的一种或多种；进一步优选的，杀菌剂为苯扎氯铵。

这种低泡的中性水基链板润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

1)按照前述的组成称取原料；

2)将脂肪酸、脂肪醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、有机膦酸盐加入到占用量至少15wt％的水中，分散均匀；

3)在步骤2)所得的混合物中加入消泡剂、杀菌剂，搅拌均匀；

4)加入剩余的水，搅拌均匀，得到低泡的中性水基链板润滑剂。

本发明的有益效果是：

本发明的润滑剂不以胺类表面活性剂为润滑组分，而是以脂肪酸、脂肪醇醚和脂肪醇聚氧乙烯醚复配后所得的混合物为润滑成分，该混合物具有润滑效果好、泡沫性低的特性。本发明的水基链板润滑剂在使用过中不会产生大量的泡沫，不会对生产设备造成腐蚀，并具有较高的抗硬水能力和优秀的抑菌能力，能有效地降低传送设施的倒瓶率，减少跳板现象的发生，从而达到提高车间生产效率的目的。

本发明选择脂肪酸、脂肪醇醚与脂肪醇聚氧乙烯醚复配后的混合物，作为水基链板润滑剂的润滑成分。脂肪酸、脂肪醇醚与脂肪醇聚氧乙烯醚均含有大量的强极性基团，能通过化学键的形式与链板表面牢固地结合，能快速地形成一层的润滑膜；同时，脂肪酸与脂肪醇聚氧乙烯醚也均含非极性的长链烷基基团，因此形成的润滑膜具有一定的厚度，润滑能力好，抗挤压能力强。相较于主流的脂肪胺类润滑型表面活性剂，脂肪酸与脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶性更好，配制方法简单，且泡沫性低，不易形成泡沫。因此，当脂肪酸与脂肪醇聚氧乙烯醚在合适的配比时，可以使链板润滑剂具有优异的润滑性能，同时克服目前主流水基链板润滑剂在实际使用中出现大量泡沫的缺陷。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

1)本发明所得到的水基链板润滑剂在使用过中不会产生大量的泡沫；

2)本发明所得到的水基链板润滑剂既具有含胺水基链板润滑剂的高润滑性，又具有无胺水基链板润滑剂的低起泡性；

3)本发明所得到的水基链板润滑剂为中性，不会对生产设备造成腐蚀，并具有较高的抗硬水能力；

4)本发明所得到的水基链板润滑剂具有优秀的抑菌能力；

5)本发明所得到水基链板润滑剂生产工艺操作简单，耗时短，生产效率高。

具体实施方式

具体实施方式中的试验测试方法说明如下：

1、泡沫性能实验

链板润滑剂泡沫的泡沫性能实验参照《洗涤剂发泡力的测定(Ross-Miles法)》(GB/T13173.6-91)方法。将链板润滑剂用一定浓度的硬水配制成一定浓度的试验溶液，在一定温度条件下，将滴液管中的200mL试液从90cm高度处下流至刻度量筒中的50mL相同试液的液面上。当滴液管中的溶液流完时，立即开启秒表计时并读取此时起始泡沫高度，在5min末再读取泡沫的高度。实验重复三次，取平均值。

2、抗硬水实验

硬水的配制参照《表面活性剂已知钙硬度水的制备》(GB/T 6367-2012)方法进行配制。称取16.7g无水氯化钙和24.7g硫酸镁以纯净水配制10L硬水溶液，硬度约为2500mg/L。使用时将其稀释为不同硬度水，然后用稀释后的硬水按一定比例与润滑剂复配至其使用浓度，研究其抗硬水性能。

3、润滑效果实验

根据摩擦的原理，将按一定比例以纯水稀释后的链板润滑剂以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力，该值即为此时器皿所受到的滑动摩擦力，以滑动摩擦力作为衡量润滑效果的指标。

4、抑菌实验

抑菌实验参照《消毒技术规范》(2002年版)中方法进行。分别取实验用润滑剂用纯水稀释，取各润滑剂稀释液2.5ml加入到含2.5ml双倍浓度营养肉汤的试管中。取0.1ml含菌量约为108cfu/ml黑曲霉菌悬液接种于含润滑剂的营养肉汤的试管中，作为试验组样本。以同样方法接种不含润滑剂的营养肉汤的试管中，作为阳性对照组样本。取2支含营养肉汤的试管中，作为阴性对照组样本。将试验组样本、阳性对照组样本及阴性对照组样本放置在37℃培养箱中，培养48h，观察结果。

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料如无特殊说明，均可从常规商业途径得到。

实施例1

1、水基链板润滑剂的配制

(1)分别取10g顺-9-十八烯酸、50g异十碳羰基醇聚氧乙烯醚、10g二丙二醇甲醚、30g乙二胺四亚甲基膦酸钠，用200g的纯水将以上物质分散均匀；

(2)向其中加入5g杀菌剂和3g消泡剂，搅拌均匀；

(3)补齐余量水至溶液总质量为1000g，搅拌均匀，检测溶液pH值为7.02。

2、水基链板润滑剂的润滑性能测试

(1)将实施例1配制好的水基链板润滑剂按1:125的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为124g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为124g。

(2)将实施例1配制好的水基链板润滑剂按1:250的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为151g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为151g。

(3)将实施例1配制好的水基链板润滑剂按1:500的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为173g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为173g。

实施例2

1、水基链板润滑剂的配制

(1)分别取50g异十碳羰基醇聚氧乙烯醚、10g二丙二醇甲醚、30g乙二胺四亚甲基膦酸钠，用200g的纯水将以上物质分散均匀；

(2)向其中加入5g杀菌剂和3g消泡剂，搅拌均匀；

(3)补齐余量水至溶液总质量为1000g，搅拌均匀，检测溶液pH值为7.56。

实施例2中的水基链板润滑剂组分不含有脂肪酸；实施例1中的水基链板润滑剂组合含有脂肪酸。

2、水基链板润滑剂的润滑性能测试

(1)将实施例2配制好的水基链板润滑剂按1:125的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为157g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为157g。

(2)将实施例2配制好的水基链板润滑剂按1:250的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为171g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为171g。

(3)将实施例2配制好的水基链板润滑剂按1:500的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为199g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为199g。

实施例3

1、水基链板润滑剂的配制

(1)分别取10g 12-羟基-顺-9-十八碳烯酸、50g异十碳羰基醇聚氧乙烯醚、10g二丙二醇甲醚、30g乙二胺四亚甲基膦酸钠，用200g的纯水将以上物质分散均匀；

(2)向其中加入5g杀菌剂和3g消泡剂，搅拌均匀；

(3)补齐余量水至溶液总质量为1000g，搅拌均匀，检测溶液pH值为7.15。

实施例3中的水基链板润滑剂组分含有的脂肪酸为12-羟基-顺-9-十八碳烯酸；实施例1中的水基链板润滑剂组分含有的脂肪酸为顺-9-十八烯酸。

2、水基链板润滑剂的润滑性能测试

(1)将实施例3配制好的水基链板润滑剂按1:125的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为129g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为129g。

(2)将实施例3配制好的水基链板润滑剂按1:250的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为160g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为160g。

(3)将实施例3配制好的水基链板润滑剂按1:500的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为177g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为177g。

实施例4

1、水基链板润滑剂的配制

(1)分别取10g顺-9-十八碳烯酸、50g异十碳羰基醇聚氧乙烯醚、10g二丙二醇甲醚、30g羟基亚乙基二膦酸钠，用200g的纯水将以上物质分散均匀；

(2)向其中加入5g杀菌剂和3g消泡剂，搅拌均匀；

(3)补齐余量水至溶液总质量为1000g，搅拌均匀，检测溶液pH值为7.18。

实施例4中的水基链板润滑剂组分含有的有机膦酸盐为羟基亚乙基二膦酸钠；实施例1中的水基链板润滑剂组分含有的有机膦酸盐为乙二胺四亚甲基膦酸钠。

2、水基链板润滑剂的润滑性能测试

(1)将实施例4配制好的水基链板润滑剂按1:125的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为125g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为125g。

(2)将实施例4配制好的水基链板润滑剂按1:250的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为154g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为154g。

(3)将实施例4配制好的水基链板润滑剂按1:500的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为176g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为176g。

实施例5

1、水基链板润滑剂的配制

(1)分别取15g顺-9-十八碳烯酸、50g异十碳羰基醇聚氧乙烯醚、10g二丙二醇甲醚、30g羟基亚乙基二膦酸钠，用200g的纯水将以上物质分散均匀；

(2)向其中加入5g杀菌剂和3g消泡剂，搅拌均匀；

(3)补齐余量水至溶液总质量为1000g，搅拌均匀，检测溶液pH值为7.07。

实施例5中的水基链板润滑剂的顺-9-十八碳烯酸含量与实施例1中的水基链板润滑剂的顺-9-十八碳烯酸含量不同。

2、水基链板润滑剂的润滑性能测试

(1)将实施例5配制好的水基链板润滑剂按1:125的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为119g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为119g。

(2)将实施例5配制好的水基链板润滑剂按1:250的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为147g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为147g。

(3)将实施例5配制好的水基链板润滑剂按1:500的比例以纯水稀释，将稀释后的溶液以40ml/min的喷射流速均匀喷射至以50cm/s为运行速度作匀速运动的工程塑料链板上，测量此时在链板上静止不动的器皿所受到的拉力为168g，即此时器皿所受到的滑动摩擦力为168g。

以下将本发明的水基链板润滑剂与市售产品进行进一步的测试对比。市售产品1-2为不含有脂肪胺表面活性剂的链条润滑剂，市售产品3-4为含有脂肪胺表面活性剂的链条润滑剂。其中市售产品3为CN104194905A所公开的链条润滑剂。

(一)泡沫实验结果

本发明中的水基链板润滑剂在不同浓度的泡沫性能，同时与市售的链板润滑剂进行对比，实验结果如表1所示。

表1润滑剂泡沫性能实验结果

实验结果显示，与市售的链板润滑剂相比，本发明中的水基链板润滑剂具有极低的起泡性能，且消泡速度很快，在使用过程中不会造成泡沫的累积，避免对生产车间造成卫生困扰。

(二)耐硬水实验结果

本发明中的水基链板润滑剂的耐硬水性能，同时与市售的链板润滑剂进行对比，结果如表2所示。实验结果显示，润滑剂的稀释浓度为0.5％时，本发明的低泡水基链板润滑剂可耐受硬度为250mg/L～625mg/L的硬水；市售3款产品耐硬水能力较差。

表2润滑剂耐硬水实验结果

(三)润滑效果实验结果

本发明中的水基链板润滑剂在不同浓度的润滑性能，同时与市售的链板润滑剂进行对比，实验结果如表3所示。

表3润滑剂的润滑性能实验结果

实验结果显示，本发明的水基链板润滑剂在具有十分优秀的低泡特性外，还具有较好的润滑效果，十分适用于既要求润滑效果要高且泡沫要少的使用场景。

所研发的水基链板润滑剂用于某食品饮料厂试用，包装线分别为2400瓶/h、36000瓶/h，试用结果表明，将润滑剂用于两条包装线，包装线运行平稳，无倒瓶现象，同时运行过程中基本不积累泡沫，不会影响包装车间的环境卫生状况。

(四)抑菌实验结果

对所开发的水基链板润滑剂进行抑菌实验，同时与市售的链板润滑剂进行对比，将润滑剂分别稀释1:100和1:200，实验结果分别如表4和表5所示。试验用菌悬液浓度为2.0×10⁶cfu/ml。

表4润滑剂稀释比例1：100抑菌实验结果

表5润滑剂稀释比例1：200抑菌实验结果

注：表4或表5中，“+”表示实验有菌体生长，“+++”表示三次实验均有菌体生长；“—”表示实验无菌体生长，“———”表示三次实验均无菌体生长。

实验结果显示，本发明的水基链板润滑剂在较低浓度时依然具有抑菌效果，抑菌效果比同类市售产品好。

Claims (8)

1.一种低泡的中性水基链板润滑剂，其特征在于：是由以下质量百分比的原料组成：

2.根据权利要求1所述的一种低泡的中性水基链板润滑剂，其特征在于：脂肪酸为C8～C24的单酸、多元酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种低泡的中性水基链板润滑剂，其特征在于：脂肪醇醚为C2～C8脂肪醇单醚、脂肪醇多元醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种低泡的中性水基链板润滑剂，其特征在于：脂肪醇聚氧乙烯醚的通式为RO(CH₂CH₂O)_nH，R为C5～C18的烷基，n＝2～44。

5.根据权利要求1所述的一种低泡的中性水基链板润滑剂，其特征在于：有机磷酸盐为氨基三亚甲基膦酸盐、羟基亚乙基二膦酸盐、乙二胺四亚甲基膦酸盐、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸盐、羟基膦酰基乙酸盐、有机磷磺酸盐中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种低泡的中性水基链板润滑剂，其特征在于：消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种低泡的中性水基链板润滑剂，其特征在于：杀菌剂为异噻唑啉酮、苯扎氯铵、苯扎溴铵、十二烷基二亚丙三胺中的一种或多种。

8.一种低泡的中性水基链板润滑剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)按照权利要求1～7任一项所述的组成称取原料；

2)将脂肪酸、脂肪醇醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、有机膦酸盐加入到占用量至少15wt％的水中，分散均匀；

3)在步骤2)所得的混合物中加入消泡剂、杀菌剂，搅拌均匀；

4)加入剩余的水，搅拌均匀，得到低泡的中性水基链板润滑剂。