CN111321030A - 食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物 - Google Patents

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Abstract

一种食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，以该组合物总质量为基准，该组合物包括：质量含量为35％～42％的蒸馏水；质量含量为37％～46％的三元醇；质量含量为0.2％～0.35％的有色金属钝化剂；质量含量为1.5％～2.5％的金属防锈剂；质量含量为0.01％的消泡剂；质量含量为9.5％～14.5％的水溶性黏指剂；质量含量为1.8％～3.6％的碱保持剂；质量含量为1.5％～3.5％的润滑剂；其中，所述金属防锈剂为2,4己二烯酸酸钾。

Description

食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物
技术领域
本发明涉及一种液压液组合物，尤其涉及一种食品级的含水溶性聚合物类难燃液压液组合物及其制备方法。
背景技术
液压液是液压传动系统中动力传递的载体，在食品加工行业高温、明火的特殊使用工况下(例如的煎、炸等)，以及药品化妆品加工对液压液组分的特殊要求下，普通的液压油难以使用，液压油必须具有难燃性，同时所使用的添加剂还必须满足食品级要求。含水溶性聚合物类难燃液压液(HFC型难燃液压液)是难燃液压液的一种，其价格低廉、防锈抗磨性能优良，是性价比极高的一类难燃液压液。
食品级液压液在满足液压系统的基本性能要求，如具有良好的润滑性能、抗氧化、耐高、低温和抗乳化性能，能减少设备的磨损，延长设备的使用寿命。同时，食品级润滑油的安全、卫生指标需要通过对所使用的原料基础油和添加剂进行质量安全控制，使其满足食品安全要求。
美国全国卫生基金会(National Sanitation Foundation，NSF)是行业内公认的食品级认证单位，从1999年起接管润滑油的安全认证工作，沿用USDA的以往的评审要求，对用于食品加工过程使用的润滑油进行食品级产品认证。食品级润滑油根据可能与皮肤或黏膜发生非预期的接触，分为3个级别:H1、H2、H3级。
H1:用于在食品加工过程中有可能与食品发生接触的设备或机械部件上。它所有原材料或成分必须满足美国食品药品管理局(FDA)的美国联邦法规21CFR 178·3750的要求。
H2:用于在食品加工过程中不可能与食品接触的设备或机械部件上。该类润滑油不得含有锑、砷、镉、铅、汞、硒等重金属，亦不能含有致癌物、突变剂、致畸剂、无机酸及有气味的物质。
H3:典型的乳化油(水溶性油)或食用油。
我国已制定并颁布了针对食品级石蜡、食品级白油、食品机械专用白油、食品机械润滑脂等产品的国家标准。但是没有针对食品级润滑油中可能存在的有毒有害物质的限量指标和检验内容。
CN 106947574 A公布了“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”，使用食品级基础油以及食品级添加剂复配而成，是油基液压液，非水基难燃液。
专利号分别为201510021760.5和201510689345.7中亦提出使用食品级白油以及添加剂复配而成，两者均是针对于一般使用工况提出的通用型食品级润滑油，不具备食品加工行业所需的难燃性能。
CN 102137919 A公布了“液压流体和防止蒸气腐蚀的方法”，使用二元醇以及聚亚烷基二醇、以及钝化剂组合而成，是具有良好的有色金属防锈性能的食品级水-乙二醇型难燃液压液。
随着食品加工行业高速、高温和大容量方向发展，食品安全已然成为世界各国重点关注的内容，人们对食品安全要求越来越高，食品将工业对水基难燃液压液的需求量越来越大，提升食品级含水溶性聚合物难燃液压液产品性能刻不容缓。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物及其制备方法，该产品具有良好的润滑防锈性能，并且所使用的润滑剂和防锈剂均为食品中可加的添加剂，其他添加剂均为美国食品药品管理局(FDA)的美国联邦法规21CFR 178·3750的要求物质及剂量，满足NSF的H1级别要求，可使用于食品、药品、化妆品加工行业。
本产品的难点在于，在国联邦法规21CFR178·3750的要求物质列表中，大部分都是油溶性添加剂，水溶性可用于食品级润滑油的添加剂种类屈指可数，无法在水溶性液压液中提供优异润滑性能的添加剂，因此，本产品需要借鉴食品中添加的可食用的并具有可实用性(指添加剂的性价比)的添加剂，根据添加剂的结构特点，通过复配达到产品预期的性能。
为了达到上述目的，本发明食品中防腐剂作为防锈剂，使产品具有优异的防锈性能；使用聚蓖麻油酸酯作为润滑剂组分，通过其他添加剂的耦合、分散作用，使产品具有优异的润滑性能。
为此，本发明提供一种食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，以该组合物总质量为基准，该组合物包括：
质量含量为35％～42％的蒸馏水；
质量含量为37％～45％的二元醇；
质量含量为0.2％～0.35％的有色金属钝化剂；
质量含量为1.5％～2.5％的金属防锈剂；
质量含量为0.01％的消泡剂；
质量含量为9.5％～14％的水溶性黏指剂；
质量含量为2.3％～4.1％的碱保持剂；
质量含量为2％～4％的润滑剂；
其中，所述金属防锈剂为2,4己二烯酸酸钾。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述润滑剂优选为聚蓖麻油酸酯、分子量为400的聚乙二醇、分子量为600的聚乙二醇和分子量为800的聚乙二醇所组成群组中的一种或几种。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述有色金属钝化剂优选为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和钼酸铵所组成群组中的一种或几种。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述水溶性黏指剂优选为环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物，所述共聚物100℃运动黏度为6000mm2/s～9000mm2/s。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述消泡剂优选为聚丙二醇单丁醚。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述碱保持剂优选为氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠和碳酸氢钠所组成群组中的一种或几种。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述二元醇优选为丙二醇。
本发明还可以详述如下：
本发明提供了一种食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，以该组合物总质量为基准，该组合物包括：
质量含量为35％～42％的蒸馏水；
质量含量为37％～45％的二元醇；
质量含量为0.2％～0.35％的有色金属钝化剂；
质量含量为1.5％～2.5％的金属防锈剂；
质量含量为0.01％的消泡剂；
质量含量为9.5％～14％的水溶性黏指剂；
质量含量为2.3％～4.1％的碱保持剂；
质量含量为2％～4％的润滑剂；
其中，所述金属防锈剂、碱保持剂、润滑剂均为食品中可食用的添加剂。其他类添加剂均为满足NSF分类H1级别(用于在食品加工过程中有可能与食品发生接触的设备或机械部件上)要求的物质和加剂量。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述二元醇为丙二醇。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述有色金属钝化剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、钼酸铵所组成群组中的一种或几种。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述金属防锈剂为2,4己二烯酸酸钾。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述水溶性黏指剂为环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物，所述共聚物100℃运动黏度为6000mm2/s～9000mm2/s。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述消泡剂为聚丙二醇单丁醚。
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述碱保持剂为氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠、碳酸氢钠所组成群组中的一种或几种
本发明所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其中，所述润滑剂为聚蓖麻油酸酯、聚乙二醇(分子量400)、聚乙二醇(分子量600)、聚乙二醇(分子量800)所组成群组中的一种或几种。
为了达到上述目的，本发明还提供了上述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物的制备方法，该制备方法为：
以食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物总质量为基准，将有色金属钝化剂、金属防锈剂、润滑剂加入水中，搅拌均匀后，控制温度在50℃以下水溶性增黏剂、二元醇、消泡剂、碱储备剂加入一种或多种胺类添加剂，搅拌至澄清。
本发明的有益效果：
本发明的含水溶性聚合物难燃液压液，具有优异的防锈性能，润滑性能。并且所使用的润滑剂和防锈剂均为食品中可加的添加剂，其他添加剂均为美国食品药品管理局(FDA)的美国联邦法规21CFR178·3750的要求物质及剂量，满足NSF的H1级别要求，可使用于食品、药品、化妆品加工行业。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
本发明实际解决的问题是，提供一种具有与普通工业加工防锈、润滑等性能相当的，满足食品级润滑油要求的，并能够满足NSF的H1级别要求，可使用于食品、药品、化妆品加工行业的水溶性液压液。所使用的添加剂除美国食品药品管理局(FDA)的美国联邦法规21CFR178·3750的要求物质及剂量外，还包括一些食品中可食用的添加剂，经过一定比例复配，达到预期产品性能，满足食品、化妆品加工业的要求。
本产品的难点在于，在国联邦法规21CFR178·3750的要求物质列表中，超过90％都是油溶性添加剂，水溶性可用于食品级润滑油的添加剂种类一共不超过二十种，无能在水溶性液压液中提供优异润滑性能的添加剂，因此，本产品需要借鉴食品中添加的可食用的并具有可实用性(指添加剂的性价比)的添加剂，根据添加剂的结构特点，通过复配达到产品预期的性能。
2,4己二烯酸酸钾为食品中可添加的，具有抗氧化抗腐败的添加剂，本发明将其用于水溶性难燃液压液中，为产品提供优异的防锈性能，这是本领域目前未见的报道的。
“聚蓖麻油酸酯、分子量为400的聚乙二醇、分子量为600的聚乙二醇和分子量为800的聚乙二醇”均为食品中可食用的添加剂，本发明将其用于于水溶性难燃液压液中，为产品提供优异的润滑性能，这是本领域目前未见的报道的。
聚蓖麻油酸酯是一种油溶性物质，具有优异的润滑性能，但是将其运用到水溶性难燃液压液中，在本领域认为是不可能的，本发明通过其他添加剂的复配，将其均匀的添加到产品中，为成品油提供优异的润滑性能这也是本领域目前未见报道的。
分子量400～800的聚乙二醇也是一种食品中可食用的添加剂，在金属加工液中提供耦合、分散作用，但是未见有在水溶性难燃液压液领域的运用报道，本发明根据其分子结构特点，一方面提供润滑性能，另一方面有助于分散聚蓖麻油酸酯，与其他添加剂一起复配后，产品表现出优异的润滑性能。
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
防锈试验参考GB/T 21449中SH/T 0752《含水难燃液压液抗腐蚀性测定法》，抗磨性能评价参考SH/T 0189《润滑油抗磨损性能测定法》以及SH/T 0830《非石油基和石油基液压液磨损特性叶片泵测定法》。
下面通过具体实施例对本发明技术方案进一步详细说明。
实施例1
按下列组分及含量(重量份)配制食品级含水溶性聚合物难燃液压液。首先将有色金属钝化剂(甲基苯并三氮唑)0.2％，金属防锈剂2,4己二烯酸酸钾2.5％，润滑剂聚蓖麻油酸酯2％，润滑剂聚乙二醇(分子量400)2％，加入35％的水中，搅拌均匀后，控制温度在50℃加入环氧乙烷和环氧丙烷共聚物(V10)9.5％，丙二醇44.69％，碱储备剂氢氧化钾1.6％，碱储备剂碳酸钠2.5％，消泡剂聚丙二醇单丁醚0.01％，搅拌至澄清。环氧乙烷和环氧丙烷共聚合物100℃运动粘度为6500mm2/s。
其中，百分含量均是以含水溶性聚合物难燃液压液组合物总质量为基准，
实施例2
按下列组分及含量(重量份)配制食品级含水溶性聚合物难燃液压液。首先将有色金属钝化剂(甲基苯并三氮唑)0.3％，金属防锈剂2,4己二烯酸酸钾1.5％，润滑剂聚乙二醇(分子量600)1％，润滑剂聚蓖麻油酸酯1％，加入42％的水中，搅拌均匀后，控制温度在50℃加入环氧乙烷和环氧丙烷共聚物(V10)14％，丙二醇37.89％，碱储备剂氢氧化钾0.8％，碱储备剂碳酸钠1.5％，消泡剂聚丙二醇单丁醚0.01％，搅拌至澄清。环氧乙烷和环氧丙烷共聚合物100℃运动粘度为6500mm2/s。
实施例3
按下列组分及含量(重量份)配制食品级含水溶性聚合物难燃液压液。首先将有色金属钝化剂(甲基苯并三氮唑)0.2％，金属防锈剂2,4己二烯酸酸钾2.2％，润滑剂聚蓖麻油酸酯1.5％，润滑剂聚乙二醇(分子量400)2％，加入38％的水中，搅拌均匀后，控制温度在50℃加入环氧乙烷和环氧丙烷共聚物(V10)11％，丙二醇42.09％，碱储备剂氢氧化钾1％，碱储备剂磷酸钠2％，消泡剂聚丙二醇单丁醚0.01％，搅拌至澄清。环氧乙烷和环氧丙烷共聚合物100℃运动粘度为6500mm2/s。
实施例4
按下列组分及含量(重量份)配制食品级含水溶性聚合物难燃液压液。首先将有色金属钝化剂(苯并三氮唑)0.35％，金属防锈剂2,4己二烯酸酸钾1.8％，润滑剂聚乙二醇(分子量400)1.5％，润滑剂聚蓖麻油酸酯1.3％，加入37％的水中，搅拌均匀后，控制温度在50℃加入环氧乙烷和环氧丙烷共聚物(V10)13.5％，丙二醇37％，碱储备剂氢氧化钾0.8％，碱储备剂碳酸钠1.74％，消泡剂聚丙二醇单丁醚0.01％，搅拌至澄清。环氧乙烷和环氧丙烷共聚合物100℃运动粘度为6500mm2/s。
实施例5
按下列组分及含量(重量份)配制食品级含水溶性聚合物难燃液压液。首先将有色金属钝化剂(甲基苯并三氮唑)0.2％，金属防锈剂2,4己二烯酸酸钾2.5％，润滑剂聚蓖麻油酸酯2％，润滑剂聚乙二醇(分子量800)1.69％，加入35％的水中，搅拌均匀后，控制温度在50℃加入环氧乙烷和环氧丙烷共聚物(V10)9.5％，丙二醇45％，碱储备剂氢氧化钾1.6％，碱储备剂碳酸钠2.5％，消泡剂聚丙二醇单丁醚0.01％，搅拌至澄清。环氧乙烷和环氧丙烷共聚合物100℃运动粘度为6500mm2/s。
实施例中食品级含水溶性聚合物难燃液压液理化指标均满足国标GB/T21449-2008，其中防锈实验SH/T 0752均通过，抗磨性能表现良好。
表1食品级含水溶性聚合物难燃液压液理化指标
Figure BDA0001904888170000141
Figure BDA0001904888170000151
表2食品级含水溶性聚合物难燃液压液抗磨性能实验结果
Figure BDA0001904888170000152
Figure BDA0001904888170000161
本发明的食品级含水溶性聚合物难燃液压液，具有优异的防锈性能、抗磨性能。

Claims (7)

1.一种食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，以该组合物总质量为基准，该组合物包括：
质量含量为35％～42％的蒸馏水；
质量含量为37％～45％的二元醇；
质量含量为0.2％～0.35％的有色金属钝化剂；
质量含量为1.5％～2.5％的金属防锈剂；
质量含量为0.01％的消泡剂；
质量含量为9.5％～14％的水溶性黏指剂；
质量含量为2.3％～4.1％的碱保持剂；
质量含量为2％～4％的润滑剂；
其中，所述金属防锈剂为2,4己二烯酸酸钾。
2.根据权利要求1所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其特征在于，所述润滑剂为聚蓖麻油酸酯、分子量为400的聚乙二醇、分子量为600的聚乙二醇和分子量为800的聚乙二醇所组成群组中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其特征在于，所述有色金属钝化剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和钼酸铵所组成群组中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其特征在于，所述水溶性黏指剂为环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物，所述共聚物100℃运动黏度为6000mm2/s～9000mm2/s。
5.根据权利要求1所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其特征在于，所述消泡剂为聚丙二醇单丁醚。
6.根据权利要求1所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其特征在于，所述碱保持剂为氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠和碳酸氢钠所组成群组中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的食品级含水溶性聚合物难燃液压液组合物，其特征在于，所述二元醇为丙二醇。
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