EP3375850A1 - Hochtemperaturschmierstoff für die lebensmittelindustrie - Google Patents

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EP3375850A1
EP3375850A1 EP18000086.1A EP18000086A EP3375850A1 EP 3375850 A1 EP3375850 A1 EP 3375850A1 EP 18000086 A EP18000086 A EP 18000086A EP 3375850 A1 EP3375850 A1 EP 3375850A1
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EP
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oil
temperature
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food
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Karl EGERSDÖRFER
Thomas Kilthau
Martin Schmidt-Amelunxen
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Klueber Lubrication Muenchen GmbH and Co KG
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Klueber Lubrication Muenchen SE and Co KG
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    • C10N2060/02—Reduction, e.g. hydrogenation

Definitions

  • the invention relates to a high-temperature lubricant, in particular a high-temperature oil based on an aromatic ester, such as a trimellitic acid ester and mixtures of various trimellitic acid esters, heteroaromatics, estolides and a fully hydrogenated or hydrogenated polyisobutylene or a mixture thereof.
  • the high-temperature lubricant may be a high-temperature grease when a thickening agent is added to the above-mentioned components.
  • the invention further relates to the use of these high temperature lubricants for lubricating implements used in the processing of food.
  • the lubricants must fulfill a variety of other tasks: they must cool, reduce friction, wear and power transmission, protect against corrosion and at the same time have a sealing effect.
  • Synthetic esters are often used as base oils for high-temperature applications since they have very good oxidative, hydrolytic and thermal stability.
  • the lubricants In order to meet the diverse requirements of high-temperature applications, the lubricants must have, among other things, high stability, low friction coefficients and high wear resistance. In order to ensure uniform lubrication even at high temperatures, a liquid lubricant film must remain between metal parts during the entire processing process. Therefore, the lubricant must evaporate only slightly at the maximum processing temperature, form little residue and form as few cracking residues as possible.
  • High processing temperatures often occur during food processing, such as cooking, baking, boiling, roasting, braising, sterilizing, frying and steaming.
  • various tools are used. To lubricate these tools high temperature resistant lubricants are necessary.
  • a food-grade lubricant H1 should be suitable if the lubricant can come into direct or indirect contact with foodstuffs, food and groceries.
  • Preferred applications in the food industry include chains in ovens and other high temperature applications, as well as conveyor hangers, especially trolleys and their bearings.
  • lubricants are subject to regulatory requirements such as NSF / H1 or NSF / H2 certification.
  • the classification "H1” is to be obtained from lubricants that are in "incidental food contact", that is to say in an occasional technically unavoidable contact with foodstuffs. However, intentional or permanent contact should also be excluded when using “H1” lubricants.
  • An “H2” classification can produce lubricants that are non-toxic and non-carcinogenic. When using “H2” lubricants, however, any contact with the food must be excluded.
  • the food-compatible lubricants used hitherto have a good oxidation resistance and an acceptable pour point, their residue behavior after complete evaporation does not correspond to the high demands demanded in high-temperature applications.
  • the resulting cracking residues form deposits, which must be removed again after some time. As a rule, the operation of the plant must be stopped and the residue removed or the components replaced.
  • the object of the present invention is to provide a high-temperature oil and a high-temperature grease, which meets the standards of NSF / H1 lubricant and moreover has satisfactory tribological properties.
  • the lubricant should show a good lubricating effect at high temperature over a long period of time.
  • the Vercrackungs Wegwarnote should not be laked, but be redissolvable by fresh oil.
  • the high-temperature lubricant should have a good hydrolytic stability, be resistant to corrosion and wear, and have a good oxidation resistance and adapted to the requirements of low-temperature behavior.
  • the high-temperature oil according to the invention and the high-temperature fat according to the invention are both suitable for an H1 classification and are distinguished by outstanding performance.
  • the high-temperature oil or high-temperature grease according to the invention exhibits high thermal stability combined with a long service life and good lubricating properties.
  • the high-temperature oil and the high-temperature fat of the present invention comprise as an ester compound a trimellitic acid ester or a mixture of various trimellitic acid esters, wherein the alcoholic group of the ester is a linear or branched alkyl group having 8 to 16 carbon atoms.
  • the properties of the lubricant for example the viscosity, the viscosity-temperature behavior, the oxidation resistance and residue behavior can be adjusted.
  • the aromatic ester comprises a sterically hindered alcohol as alcohol component, preferably an alcohol having 8 to 16 carbon atoms, in particular 10 to 13 carbon atoms, in particular trimellitic tri (iso-C 10 ) ester (1) and trimellitic acid tri (iso-C 13 ) ester (2).
  • the mixing ratio of (1) to (2) is 99: 1 to 1:99, more preferably, the mixing ratio of (1): (2) is 87.12.
  • the high-temperature oil according to the invention or the high-temperature fat according to the invention may contain a second oil which comprises an aromatic.
  • an aromatic means a monocyclic, bicyclic or tricyclic ring system having four to fifteen carbon atoms, the monocyclic ring system being aromatic or at least one of the rings being aromatic in a bi- or tricylic ring system.
  • a bicyclic ring system which preferably has 10 carbon atoms.
  • the aromatic is substituted with one or more aliphatic substituents.
  • the aromatic is particularly preferably substituted by one to four aliphatic substituents and in particular by two or three aliphatic substituents.
  • An alkyl group according to the invention is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30, preferably 3 to 20, more preferably 4 to 17 and especially 6 to 15 carbon atoms.
  • An alkyl group may be linear or branched and is optionally substituted with one or more of the abovementioned substituents.
  • the viscosity, measured at 40 ° C, of the aliphatically substituted naphthalene is preferably 30 to 600 mm 2 / s, more preferably 30 to 300 m 2 / s.
  • estolides can also be used as component a).
  • Preferred viscosities, measured at 40 ° C are between 30 and 500 mm 2 / sec. Viscosities of 30 to 140 mm 2 / sec are particularly preferred.
  • Estolides are ester compounds which are acid or enzymatically catalyzed from fatty acids, preferably oleic acid or dicarboxylic acids.
  • the acid function attacks the double bond of an adjacent fatty acid molecule, resulting in a higher molecular weight ester compound.
  • the terminal acid group is then usually esterified with an alcohol, preferably 2-ethyl-hexanol, and then the remaining double bonds are hydrogenated or with carboxylic acid, e.g. Acetic acid esterified.
  • Other alcohols such as e.g. Isoamyl alcohol or Guebert alcohols are also conceivable for the esterification of the terminal acid group.
  • estolides can also be synthesized via a condensation of hydroxycarboxylic acids, for example oleic or stearic acid derivatives.
  • the chain length of the hydroxycarboxylic acids or unsaturated acids used can range from C 6 to C 54 .
  • the acids may contain other functional groups such as amines, ethers, sulfur-containing groups.
  • an esterification with alpha-olefins or ß-Farnesen is conceivable.
  • the high-temperature oil or high-temperature grease according to the invention furthermore comprises a polyisobutylene.
  • a polyisobutylene By suitable choice of the polyisobutylene, in particular with regard to the degree of hydrogenation and molecular weight, the properties of the oil and fat according to the invention, for example their kinematic viscosity, can be influenced in a desired manner.
  • the polyisobutylene can be used in hydrogenated or fully hydrogenated form, as well as a mixture of hydrogenated and fully hydrogenated polyisobutylene can be used. Fully hydrogenated polyisobutylenes are preferably used.
  • the polyisobutylene is present in an amount of 6 to 45 wt .-% in the composition, preferably 10 to 45 wt .-%, in particular 15 to 45 wt .-% are used.
  • the polyisobutylene has a number average molecular weight of 115 to 10,000 g / mol, preferably from 160 to 5000 g / mol.
  • the high-temperature oil or high-temperature grease according to the invention comprise further from 0.1 to 5 wt .-%, additives which are used individually or in combination and are selected from the group consisting of anti-corrosion additives, antioxidants, anti-wear additives, UV stabilizers, inorganic or organic solid lubricants.
  • the high-temperature fat according to the invention further comprises a thickener.
  • the thickener in the high-temperature grease of the lubricant composition according to the invention is either a reaction product of a diisocyanate, preferably 2,4-diisocyanatotoluene, 2,6-diisocyanatotoluene, 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, 2,4'-diisocyanatophenylmethane, 4,4'-diisocyanatodi phenyl, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethylphenyl, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethylphenylmethane, which may be used singly or in combination with an amine of the general formula R ' 2 -NR , or a diamine of the general formula R ' 2 -NR-NR' 2 , wherein R is an aryl, alky
  • antioxidants can reduce or even prevent the oxidation of the oil or fat according to the invention, in particular when it is used. Oxidation can lead to undesirable free radicals and, as a result, decomposition reactions of the high-temperature lubricant can occur.
  • the addition of antioxidants turns the high-temperature oil or grease stabilized.
  • antioxidants are the following food-compatible compounds: diaromatic amines, phenolic resins, thiophenol resins, phosphites, butylated hydroxytoluene, butylated hydroxyanisole, phenyl-alpha-naphthylamine, phenyl-betanaphthylamine, octylated / butylated diphenylamine, di-alpha-tocopherol, di-tert-butyl-phenyl, benzenepropanoic acid and mixtures of these components.
  • the high temperature oil or grease may contain corrosion inhibiting additives, metal deactivators or ion complexing agents.
  • corrosion inhibiting additives metal deactivators or ion complexing agents.
  • These include triazoles, imidazolines, N-methylglycine (sarcosine), benzotriazole derivatives, N, N-bis (2-ethylhexyl) -ar-methyl-1H-benzotriazole-1-methanamine; N-methyl-N (1-oxo-9-octadecenyl) glycine, mixture of phosphoric acid and mono- and Diisooctylester reacted with (C 11-14 ) alkylamines, mixture of phosphoric acid and mono- and Diisooctylester reacted with tert-alkylamine and primary (C 12-14 ) amines, dodecanoic acid, triphenyl phosphorothionate and amine phosphates.
  • IRGAMET® 39 IRGACOR® DSS G, amine O; SARKOSYL® O (Ciba), COBRATEC® 122, CUVAN® 303, VANLUBE® 9123, CI-426, CI-426EP, CI-429 and CI-498.
  • anti-wear additives are amines, amine phosphates, phosphates, thiophosphates, phosphorothionates and mixtures of these components.
  • Commercially available anti-wear additives include IRGALUBE® TPPT, IRGALUBE® 232, IRGALUBE® 349, IRGALUBE® 211 and ADDITIN® RC3760 Liq 3960, FIRC-SHUN® FG 1505 and FG 1506, NA-LUBE® KR-015FG, LUBEBOND®, FLUORO ® FG, SYNALOX® 40-D, ACHESON® FGA 1820 and ACHESON® FGA 1810.
  • the oil or the fat may contain food grade solid lubricants such as PTFE, BN, Na pyrophosphate, Zn oxide, Mg oxide, Zn pyrophosphate, Na thiosulfate, Mg carbonate, Ca carbonate, Ca stearate, Zn oxide. Sulfide or a mixture thereof.
  • the high-temperature oil or fat according to the invention may contain, as another food-compatible base oil, an oil, preferably selected from the group consisting of mineral oil, aliphatic carboxylic acid and dicarboxylic acid esters, fatty acid triglycerides and / or poly-alpha-olefins.
  • an oil preferably selected from the group consisting of mineral oil, aliphatic carboxylic acid and dicarboxylic acid esters, fatty acid triglycerides and / or poly-alpha-olefins.
  • the high temperature oil or fat according to the invention contains an estolide, preferably the main constituents of the estolide being obtained by chemical or enzymatic processes starting from native oils from the group of sunflower oil, rapeseed oil, castor oil, linseed oil, corn oil, diest oil, soybean oil, linseed oil , Peanut oil, "Lesqueralle” oil, palm oil, olive oil or mixtures of the aforementioned oils.
  • native oils from the group of sunflower oil, rapeseed oil, castor oil, linseed oil, corn oil, diest oil, soybean oil, linseed oil , Peanut oil, "Lesqueralle” oil, palm oil, olive oil or mixtures of the aforementioned oils.
  • the high-temperature oil or fat according to the invention due to its physical and chemical properties, can be used excellently for lubricating working devices for processing foodstuffs. Due to its good temperature resistance, it can also be used at high use temperatures up to 260 ° C, preferably at temperatures of 150 to 250 ° C, e.g. Chains in ovens.
  • the invention further relates to a process for the preparation of the above-described high-temperature oil or grease, in which the base oils and the additives are mixed together.
  • trimellitic acid esters Two trimellitic acid esters are placed in a stirred tank. At 100 ° C, the polyisobutylene and optionally a further oil is added with stirring. Subsequently, the mixture is stirred for 1 h to obtain a homogeneous mixture. The anti-wear agents and the antioxidant are added to the kettle at 60 ° C with stirring. After about 1 hour, the finished oil can be filled into the containers provided.
  • Table 1 shows the compositions of the high temperature oils and the redissolvability of the oil residue after complete evaporation of the oil, depending on the added amount of polyisobutylene. ⁇ u> Table 1 ⁇ / u> Ex.1 Ex. 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Example 7 Fully hydrogenated polyisobutylene 24.41 22.0 19,53 17.1 14.63 12.2 9.76 C 10 - branched trimellitic acid ester (1) 71.52 73.91 76.35 78.76 81.2 83.61 86.02 C 13 branched trimellitic acid esters (2) 0.72 0.74 0.77 0.79 0.82 0.84 0.87 Viscosity 40 ° C mm 2 / s 426.8 375.5 328.7 292.7 259 228.8 202.8 Solubility of the residue after 72h / 250 ° C.
  • Examples 8 to 10 show, in comparison with Comparative Examples 1 to 3, the excellent properties of the food grade high temperature oil of the present invention in view of solubility when different components a) are used as the oil.
  • composition of the oils (all data are in% by weight)
  • Example 8 Comparative Example 1 Trimellitate 1 70.0 52,65 Trimellitate 2 0.7 44.0 hydrogenated PIB 25.95 0.0 Amine Antioxidant 0.5 0.5 phenolic antioxidant 1.5 1.5 Wear protection EP / WA 1.0 1.0 Corrosion protection 0.25 0.25 Metal deactivator 0.1 0.1 solvent resistance very good (4) bad (1) Table 3 Example 9 Comparative Example 2 Trimellitate 1 0.0 52,65 Trimellitate 2 0.0 44.0 alkylated naphthalene 70.65 0.0 hydrogenated PIB 26.0 0.0 Amine Antioxidant 0.5 0.5 phenolic antioxidant 1.5 1.5 Wear protection EP / WA 1.0 1.0 Corrosion protection 0.25 0.25 Metal deactivator 0.1 0.1 solvent resistance very good (4) bad (1) Table 4 Example 10 Comparative Example 3 Trimellitate 1 0.0 52,65 Trimellitate 2 0.0 44.0 Estolid 1 40.4 0.0 Estolid 2 23.25 0.0 hydrogenated PIB 33,00 0.0 Amine Antioxidant 0.5 0.5 phenolic antioxidant 1.5 1.5 Wear protection EP /
  • Table 5 describes the food-compatible high-temperature fats according to the invention by way of example. ⁇ u> Table 5 ⁇ / u> Bsp.11 Ex. 12 Ex. 13 Ex. 14 Ex. 15 Ex. 16 Trimellitate 1 46.3 0.0 46.3 39.0 46.3 46.3 Trimellitate 2 17.1 0.0 17.1 20.0 17.7 17.7 Estolid 1 0.0 38.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Estolid 2 0.0 25.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 alkylated naphthalene 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 fully hydrogenated PIB 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0
  • the samples were annealed at 250 ° C for 72 hours. The residue was redissolved with the respective base oil of the fat pattern. In all examples the re-solubility was good.
  • the thickeners used in Examples 11 to 16 are Li complex (Ex 11 and 12), Al complex (Ex 13), bentonite (Ex 14), Ca single (Ex 15), Li-Simple (Ex. 16) and Urea (Ex.17).
  • ⁇ u> Continued Table 5 ⁇ / u> Bsp.17 Trimellitate 1 46.3 Trimellitate 2 18.7 Estolid 1 0.0 Estolid 2 0.0 alkylated naphthalene 0.0 fully hydrogenated PIB 25.0 Antioxidant 1.0 thickener 9.0
  • solubility of the residues not only depends on the degree of hydrogenation of the polyisobutylene, but also on the mixing ratio of the two esters. Both esters must be used in combination to ensure the H1 capability of the high temperature oil.
  • the mixing ratios are freely selectable, starting from a 1: 1 mixture begin the preferred areas. Particularly preferred is the ratio of 87.12 (iso-C 10 / iso-C 13 ).
  • the above-described food grade high temperature oils and high temperature greases can also be used to lubricate implements that are subject to similar lubricant requirements. These include the cosmetics and pharmaceutical industries as well as the animal feed industry.
  • the high-temperature lubricants according to the invention can be used for lubricating implements in food processing, as hydraulic oils for the food industry, for transport and timing chains in the food industry, and for devices for the processing of cereals, flour and animal feed and for ovens.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen lebensmittelverträglichen Hochtemperaturschmierstoff, insbesondere ein Hochtemperaturöl und ein Hochtemperaturfett umfassend folgende Komponenten:
a) mindestens ein Öl ausgewählt aus einem Trimellitsäureester oder einem Gemisch aus verschiedenen Trimellitsäureestern, Alkylaromaten, vorzugsweise ein aliphathisch substituiertes Naphthalin oder Estoliden;
b) einem hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylens oder einer Mischung aus hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen und;
c) Additive einzeln oder in Kombination.
Im Fall des Hochtemperaturfetts wird ein Verdickungsmittel zugegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hochtemperaturschmierstoff, insbesondere ein Hochtemperaturöl auf Basis eines aromatischen Esters, wie eines Trimellitsäureesters und Mischungen verschiedener Trimellitsäureester, Heteroaromaten, Estoliden und einem vollhydrierten oder hydrierten Polyisobutylen oder einer Mischung daraus. Des weiteren kann der Hochtemperaturschmierstoff ein Hochtemperaturfett sein, wenn den oben genannten Komponenten noch ein Verdickungsmittel zugegeben wird. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieser Hochtemperaturschmierstoffe zum Schmieren von Arbeitsgeräten, die bei der Verarbeitung von Lebensmitteln verwendet werden.
  • Neben der Schmierwirkung müssen die Schmierstoffe noch eine Vielzahl weiterer Aufgaben erfüllen: Sie müssen kühlen, Reibung, Verschleiß und Kraftübertragung verringern, vor Korrosion schützen und gleichzeitig eine dichtende Wirkung aufweisen.
  • Herkömmliche Schmierstoffe sind für Hochtemperaturanwendungen nicht geeignet, da sie bei hohen Temperaturen beispielsweise über Oxidations- und/oder thermische Zersetzungsreaktionen und Polymerisationen zerstört werden und ihre schmierenden Eigenschaften stark eingeschränkt werden. Bei Zersetzungsreaktionen wird der Schmierstoff in niedermolekulare flüchtige Komponenten gespalten. Deren Verdampfen führt zu unerwünschten Viskositätsänderungen, Ölverlust und zur übermäßigen Dampfbildung. Hieraus resultiert ein Verlust der Schmierwirkung. Auch durch Polymerisation verlieren die Schmierstoffe ihre Schmierwirkung aufgrund der Bildung unlöslicher Polymerisationsprodukte.
  • Das Entfernen dieser Verschmutzungen erhöht die Wartungsarbeiten und produziert chemische Abfallstoffe, die aufwendig entsorgt werden müssen. Aufgrund der vermehrten Reinigungs- und Wartungsarbeiten erhöhen sich die Ausfallzeiten. Insgesamt führt die Verwendung von ungeeigneten Schmierstoffen bei Hochtemperaturanwendungen zu höheren Kosten, da die Arbeitsgeräte verschmutzen und ein höherer Bedarf an Schmierstoffen besteht. Darüber hinaus sinkt die Produktqualität.
  • Als Basisöle für Hochtemperaturanwendungen werden oftmals synthetische Ester eingesetzt, da diese über eine sehr gute oxidative, hydrolytische und thermische Stabilität verfügen.
  • Um den vielfältigen Anforderungen bei Hochtemperaturanwendungen gerecht zu werden, müssen die Schmierstoffe unter anderem eine hohe Stabilität, niedrige Reibungsbeiwerte und hohe Verschleißfestigkeiten aufweisen. Um eine gleichmäßige Schmierung auch bei hohen Temperaturen gewährleisten zu können, muss während des gesamten Verarbeitungsprozesses ein flüssiger Schmierfilm zwischen Metallteilen bestehen bleiben. Deshalb darf der Schmierstoff bei der maximalen Verarbeitungstemperatur nur wenig verdampfen, wenig Rückstände bilden und möglichst wenig Vercrackungsrückstände bilden.
  • Hohe Verarbeitungstemperaturen treten oftmals bei der Lebensmittelverarbeitung auf, wie beim Kochen, Backen, Sieden, Rösten, Schmoren, Sterilisieren, Braten und Dämpfen. Bei diesen Vorgängen kommen diverse Arbeitsgeräte zum Einsatz. Zur Schmierung dieser Arbeitsgeräte sind hochtemperaturbeständige Schmierstoffe notwendig.
  • An die Basisöle zum Schmieren von Arbeitsgeräten für die Verarbeitung von Lebensmitteln werden besondere Anforderungen in Bezug auf ihre Umweltverträglichkeit und Toxizität gestellt. Grundsätzlich sollte ein lebensmittelverträglicher Schmierstoff H1 tauglich sein, wenn der Schmierstoff mittelbar oder unmittelbar mit Nahrungs-, Genuss- und Lebensmitteln in Kontakt kommen kann. Zu den bevorzugten Anwendungsbereichen in der Lebensmittelindustrie gehören Ketten in Backöfen und anderen Hochtemperaturanwendungen, sowie Transportgehänge, insbesondere Trolleys und deren Lager.
  • Diese Schmierstoffe unterliegen gesetzlichen Vorschriften, wie der Zertifizierung nach NSF/H1 oder NSF/H2.
  • Die Einstufung "H1" ist von Schmierstoffen zu erzielen, die in "incidental food contact", das heißt in einem gelegentlichen technisch unvermeidbaren Kontakt mit Lebensmitteln, stehen. Ein beabsichtigter oder dauerhafter Kontakt ist jedoch auch bei der Verwendung von "H1"-Schmierstoffen auszuschliessen. Eine "H2"-Klassifikation können Schmierstoffe erzielen, die nicht toxisch und nicht kanzerogen sind. Bei der Verwendung von "H2"-Schmierstoffen ist dennoch jeglicher Kontakt mit dem Lebensmittel auszuschliessen.
  • Nachteilig an den bekannten lebensmittelverträglichen Schmierstoffen, die im Hochtemperaturbereich eingesetzt werden, ist, dass sie oftmals ein nicht zufriedenstellendes, technisches Leistungsvermögen aufweisen. So verfügen die bisher verwendeten lebensmittelverträglichen Schmierstoffe zwar über eine gute Oxidationsbeständigkeit und einen akzeptablen Pourpoint, ihr Rückstandsverhalten nach vollständiger Verdampfung entspricht jedoch nicht den bei Hochtemperaturanwendungen geforderten hohen Ansprüchen. Die entstandenen Vercrackungsrückstände bilden Ablagerungen, die nach einiger Zeit wieder entfernt werden müssen. In der Regel muss der Betrieb der Anlage eingestellt und der Rückstand abgelöst oder die Bauteile ausgetauscht werden. Es besteht also ein Bedarf an einem Hochtemperaturschmierstoff, bei dem die Verdampfung einzelner Grundölbestandteile des Öls stark reduziert werden und bei konstant höheren Temperatur über einen langen Zeitraum die Schmierwirkung nicht verloren geht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Hochtemperaturöl und ein Hochtemperaturfett bereitzustellen, der den Standards eines NSF/H1 Schmierstoffes entspricht und darüber hinaus zufriedenstellende tribologische Eigenschaften aufweist. Insbesondere soll der Schmierstoff bei hoher Temperatur über einen langen Zeitraum eine gute Schmierwirkung zeigen. Des weiteren sollen die gebildeten Vercrackungsrückstände nicht verlacken, sondern durch Frischöl wieder anlösbar sein. Ferner soll der Hochtemperaturschmierstoff eine gute hydrolytische Stabilität aufweisen, korrosions- und verschleißresistent sein, sowie eine gute Oxidationsbeständigkeit und ein an die Anforderungen angepasstes Tieftemperaturverhalten aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein lebensmittelverträgliches Hochtemperaturöl umfassend folgende Komponenten gelöst:
    1. a) 93,9 bis 45 Gew.-% mindestens eines Öls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gemisch aus Trimellitsäure-tri(iso-C10)ester (1) und Trimellithsäure-tri(iso-C13)ester (2), wobei das Mischungsverhältnis von (1) zu (2) bei 99:1 bis 1:99, Alkylaromaten, vorzugsweise aliphatisch substituiertes Naphthalin, Estoliden;
    2. b) 6 bis 45 Gew.-% eines Polymers, nämlich eines hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen oder einer Mischung aus hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen;
    3. c) 0,1 bis 5 Gew.-% Additive einzeln oder in Kombination, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Korrosionsschutzadditiven, Antioxidanten, Verschleißschutzadditiven, UV-Stabilisatoren, anorganischen oder organischen Feststoffschmierstoffen.
  • Das erfindungsgemäße lebensmittelverträgliche Hochtemperaturfett umfaßt:
    1. a) 91,9 bis 30 Gew.-% mindestens eines Öls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gemisch aus Trimellitsäure-tri(iso-C10)ester (1) und Trimellithsäure-tri(iso-C13)ester (2), wobei das Mischungsverhältnis von (1) zu (2) bei 99:1 bis 1:99, Alkylaromaten, vorzugsweise aliphatisch substituiertes Naphthalin, Estoliden;
    2. b) 6 bis 45 Gew.% eines Polymers, nämlich eines hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen oder einer Mischung aus hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen;
    3. c) 0,1 bis 5 Gew.-% Additive einzeln oder in Kombination, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Korrosionsschutzadditiven, Antioxidanten, Verschleißschutzadditiven, UV-Stabilisatoren, anorganischen oder organischen Feststoffschmierstoffen und
    4. d) 2 bis 20 Gew.-% Verdickungsmittel.
  • Überraschend wurde gefunden, dass das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl und das erfindungsgemäße Hochtemperaturfett sowohl geeignet für eine H1-Klassifizierung sind, als auch sich durch eine hervorragende Leistungsfähigkeit auszeichnen. So zeigt das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. Hochtemperaturfett eine hohe thermische Stabilität kombiniert mit einer hohen Lebensdauer und guten Schmiereigenschaften.
  • Das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl und das erfindungsgemäße Hochtemperaturfett umfassen als eine Esterverbindung einen Trimellitsäureester oder ein Gemisch aus verschiedenen Trimellitsäureestern, wobei die Alkoholgruppe des Esters eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen ist. Je nach Wahl des aromatischen Esters können die Eigenschaften des Schmierstoffs, beispielsweise die Viskosität, das Viskositäts-Temperatur-Verhalten, die Oxidationsbeständigkeit und Rückstandsverhalten angepasst werden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der aromatische Ester einen sterisch gehinderten Alkohol als Alkoholkomponente, vorzugsweise einen Alkohol mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere 10 bis 13 Kohlenstoffatomen, insbesondere Trimellitsäure-tri(iso-C10)ester (1) und Trimellitsäure-tri(iso-C13)ester (2). Das Mischungsverhältnis von (1) zu (2) liegt bei 99:1 bis 1:99, besonders bevorzugt ist das Mischungsverhältnis von (1) : (2) von 87,12.
  • Das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. das erfindungsgemäße Hochtemperaturfett können ein zweites Öl enthalten, das einen Aromaten umfasst.
  • Unter einem Aromaten wird erfindungsgemäß ein monocyclisches, bicyclisches oder tricyclisches Ringsystem mit vier bis fünfzehn Kohlenstoffatomen verstanden, wobei das monocyclische Ringsystem aromatisch ist oder zumindest einer der Ringe in einem bi- oder tricylischen Ringsystem aromatisch ist. Bevorzugt wird ein bicyclisches Ringsystem, das vorzugsweise 10 Kohlenstoffatome aufweist, eingesetzt.
  • Bevorzugt ist der Aromat mit einem oder mehreren aliphatischen Substituenten substituiert. Besonders bevorzugt ist der Aromat mit ein bis vier aliphatischen Substituenten und insbesondere mit zwei oder drei aliphatischen Substituenten substituiert.
  • Eine Alkylgruppe ist erfindungsgemäß eine gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 30, vorzugsweise 3 bis 20, noch bevorzugter 4 bis 17 und insbesondere 6 bis 15 Kohlenstoffatomen. Eine Alkylgruppe kann linear oder verzweigt sein und ist wahlweise mit einem oder mehreren der oben genannten Substituenten substituiert.
  • Praktische Versuche haben gezeigt, dass Gemische unterschiedlich substituierter Naphthaline, das heißt Gemische aus Naphthalinen, die einen unterschiedlichen Substitutionsgrad und unterschiedliche aliphatische Substituenten aufweisen, besonders geeignet sind. Durch Variation der Mischungszusammensetzung können in diesem Fall die Eigenschaften, wie beispielsweise die Viskosität, des Hochtemperaturschmierstoffs besonders einfach eingestellt werden. Aliphatisch substituierte Naphthaline zeichnen sich ferner durch hervorragende Lösungseigenschaften und hohe thermo-oxidative Stabilität aus.
  • Die Viskosität, gemessen bei 40 °C, des aliphathisch substituierten Naphthalins beträgt vorzugsweise 30 bis 600 mm2/s, bevorzugter 30 bis 300 m2/s.
  • Des weiteren können auch Estolide als Komponente a) verwendet werden. Bevorzugte Viskositäten, gemessen bei 40°C liegen zwischen 30 und 500 mm2/sec. Besonders bevorzugt sind Viskositäten von 30 bis 140 mm2/sec.
  • Unter Estoliden versteht man Esterverbindungen, die säure- oder enzymatischkatalysiert aus Fettsäuren bevorzugt Ölsäure oder Dicarbonsäuren hergestellt werden. Dabei greift die Säurefunktion die Doppelbindung eines benachbarten Fettsäuremoleküls an, so dass eine höher molekularere Esterverbindung entsteht. Die endständige Säuregruppe wird dann üblicherweise mit einem Alkohol, bevorzugt 2-Ethyl-hexanol verestert und anschließend werden die restlichen Doppelbindungen hydriert oder mit Carbonsäure z.B. Essigsäure verestert. Andere Alkohol wie z.B. Isoamylalkohol oder Guebert Alkohole sind ebenfalls für die Veresterung der endständigen Säuregruppe denkbar.
  • Weitere Estolide können auch über eine Kondensation von Hydroxycarbonsäuren, z.B. Ölsäure- oder Stearinsäurederivate synthetisiert werden. Die Kettenlänge der verwendeten Hydroxycarbonsäuren oder ungesättigte Säuren können von C6 bis C54 reichen. Die Säuren können weitere funktionelle Gruppen z.B. Amine, Ether, schwefelhaltige Gruppen enthalten. Darüber hinaus ist auch eine Veresterung mit alpha-Olefinen oder ß-Farnesen denkbar.
  • Das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. das Hochtemperaturfett umfassen des weiteren ein Polyisobutylen. Durch geeignete Wahl des Polyisobutylens, insbesondere im Hinblick auf Hydrierungsgrad und Molekulargewicht, können die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Öls und Fettes, beispielsweise deren kinematische Viskosität, in erwünschter Weise beeinflusst werden. Das Polyisobutylen kann in hydrierter oder vollhydrierter Form eingesetzt werden, ebenso kann eine Mischung aus hydriertem und vollhydriertem Polyisobutylen verwendet werden. Bevorzugt werden vollhydrierte Polyisobutylene eingesetzt. Das Polyisobutylen ist in einer Menge von 6 bis 45 Gew.-% in der Zusammensetzung vorhanden, bevorzugt werden 10 bis 45 Gew.-%, insbesondere 15 bis 45 Gew.-% eingesetzt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Polyisobutylen ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 115 bis 10.000 g/mol, vorzugsweise von 160 bis 5000 g/mol auf.
  • Das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. das Hochtemperaturfett umfassen des weiteren von 0,1 bis 5 Gew.-%, Additive, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden und aus der Gruppe bestehend aus Korrosionsschutzadditiven, Antioxidaten, Verschleißschutzadditiven, UV-Stabilisatoren, anorganischen oder organischen Feststoffschmierstoffen, ausgewählt werden.
  • Das erfindungsgemäße Hochtemperaturfett umfasst des weiteren ein Verdickungsmittel. Das Verdickungsmittel in dem erfindungsgemäßen Hochtemperaturfett der Schmierstoffzusammensetzung ist entweder ein Reaktionsprodukt aus einem Diisocyanat, vorzugsweise 2,4-Diisocyanatotoluol, 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan, 2,4'-Diisocyanatophenylmethan, 4,4'-Diisocyanatodi-phenyl, 4,4'-Diisocyanato-3-3'-dimethylphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethylphenylmethan, die einzeln oder in Kombination verwendet werden können, mit einem Amin der allgemeinen Formel R'2-N-R, oder einem Diamin der allgemeinen Formel R'2-N-R-NR'2, wobei R ein Aryl-, Alkyl- oder Alkylenrest mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen ist und R' identisch oder verschieden ein Wasserstoff, ein Alkyl-, Alkylen- oder Arylrest ist, oder mit Gemischen aus Aminen und Diaminen
    oder
    wird aus gewählt aus Al-Komplexseifen, Metall-Einfachseifen der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Perriodensystems, Metall-Komplexseifen der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems, Bentonite, Sulfonate, Silikate, Aerosil, Polyimide oder PTFE oder einer Mischung der vorgenannten Verdickungsmittel.
  • Um den gesetzlichen Bestimmungen bezüglich der Verwendung von Schmierstoffen zum Schmieren von Arbeitsgeräten für die Verarbeitung von Lebensmitteln zu entsprechen, ist es zweckmäßig, wenn die eingesetzten Additive eine H1-Klassifikation aufweisen.
  • Der Zusatz von Antioxidantien kann die Oxidation des erfindungsgemäßen Öls oder Fetts, insbesondere bei seinem Einsatz, verringern oder gar verhindern. Bei einer Oxidation können unerwünschte freie Radikale entstehen und infolgedessen vermehrt Zersetzungsreaktionen des Hochtemperaturschmierstoffes auftreten. Durch die Zugabe von Antioxidantien wird das Hochtemperaturöl bzw. das -fett stabilisiert.
  • Erfindungsgemäß besonders geeignete Antioxidantien sind die folgenden lebensmittelverträglichen Verbindungen:
    diaromatische Amine, Phenolharze, Thiophenolharze, Phosphite, butyliertes Hydroxytoluol, butyliertes Hydroxyanisol, Phenyl-alpha-naphthylamin, Phenyl-betanaphthylamin, octyliertes/butyliertes Diphenylamin, di-alpha-Tocopherol, di-tert-butyl-Phenyl, Benzolpropansaure und Mischungen dieser Komponenten.
  • Kommerziell erhältliche lebensmittelverträgliche Additive sind:
    • IRGANOX® 1010 (Benzolpropansäure, 3,5-bis(1, 1-Dimethylethyl)-4-hydroxy-2,2-bis[[3-[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropoxy]methyl]-1,3-propandiylester; IRGANOX® L06 (alkyliertes Phenyl-alpha-naphthylamin oder N-Phenyl-ar-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-1-naphthalenamin;
    • IRGANOX® L01 (dioctyliertes Diphenylamin);
    • IRGANOX® L57 (Mischung aus alkylierten Diphenylaminen);
    • IRGANOX® L06;
    • IRGANOX® L 115;
    • IRGANOX® L150 (Mischung aus aminischen und phenolischen Antioxidantien mit hohem Molekulargewicht);
    • IRGANOX® L64 (Mischung aus Mono- und Dialkyl- butyl/octyl -diphenylamin);
    • IRGANOX® 1035; (Mischung bestehend aus Thiodiethylenbis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat);
    • IRGANOX® 1010;
    • IRGANOX® L101 (Mischung bestehend aus Tetrakis[methylen-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan);
    • IRGANOX® L109 (Benzolpropansäure, 3,5-bis(1,1-dimethyl)-4-hydroxy-1,6-Hexandiylester);
    • IRGANOX® L57;
    • IRGANOX® L109;
    • Irgalube® TPPT;
    • IRGANOX® L115 (Benzolpropansäure, 3,5-Bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-, thiodi-2, 1- Ethandiylester);
    • IRGANOX® E201 (flüssiges DL-alpha-tocopherol, 2H-1-Benzopyran-6-ol,3,4-dihydro-2,5,7,8-tetramethyl-2-(4,8,12-Trimethyltridecyl);
    • IRGAFOS® 168 (Mischung enthaltend Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)Phosphat); ADDITIN® RC7130 (N-Phenyl-1-naphthylamin);
    • Na-LUBE® A0142 (flüssiges Diphenylamin basiertes Antioxidant);
    • VANLUBE® 961 (Mischung aus octyliertem und butyliertem Diphenylamin oder Benzolamin, N-Phenyl, Reaktionsprodukt aus 2,4-Trimethylpentan und 2-Methylpropen);
    • VANLUBE® PCX (Mischung enthaltend 1-Hydroxy-4-methyl-2-6-di-tert-Butylbenzol); Hexamethylenbis(3,5-di-tert-butyl-4-Hydroxyhydrocinnamt);
    • Irgafox® 168; Reaktionsprodukt aus N-Phenylbenzolamin mit 2,4,4-Trimethylpenten; Thiodiethylenbis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydro-Cinnamatmethan); Bis(4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl)amin;
    • 3,5-Bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyester;
    • Thiodi-2,1-Ethandiylester.
  • Weiterhin kann das Hochtemperaturöl bzw. das -fett Korrosionsschutzadditive, Metalldesaktivatoren oder Ionen-Komplexbildner enthalten. Hierzu zählen Triazole, Imidazoline, N-Methylglycin (Sarcosin), Benzotriazolderivate, N,N-Bis(2-ethylhexyl)-ar-methyl-1H-benzotriazol-1-methanamin; n-Methyl-N(1-oxo-9-octadecenyl)glycin, Gemisch aus Phosphorsäure und Mono-und Diisooctylester umgesetzt mit (C11-14)-Alkylaminen, Gemisch aus Phosphorsäure und Mono-und Diisooctylester umgesetzt mit tert-Alkylamin und primären (C12-14)-Aminen, Dodekansäure, Triphenylphosphorthionat und Aminphosphate. Kommerziell erhältliche Additive sind die folgenden: IRGAMET® 39, IRGACOR® DSS G, Amin O; SARKOSYL® O (Ciba), COBRATEC® 122, CUVAN® 303, VANLUBE® 9123, CI-426, CI-426EP, Cl-429 und CI-498.
  • Weitere denkbare Verschleißschutzadditive sind Amine, Aminphosphate, Phosphate, Thiophosphate, Phosphorthionate und Mischungen dieser Komponenten. Zu den kommerziell erhältlichen Verschleißschutzadditiven gehören IRGALUBE® TPPT, IRGALUBE® 232, IRGALUBE® 349, IRGALUBE® 211 und ADDITIN® RC3760 Liq 3960, FIRC-SHUN® FG 1505 und FG 1506, NA-LUBE® KR-015FG, LUBEBOND®, FLUORO® FG, SYNALOX® 40-D, ACHESON® FGA 1820 und ACHESON® FGA 1810.
  • Des weiteren können das Öl bzw. das Fett lebensmitteltaugliche Festschmierstoffe wie PTFE, BN, Na-Pyrophosphat, Zn-Oxid, Mg-Oxid, Zn-Pyrophosphat, Na-Thiosulfat, Mg-Carbonat, Ca-Carbonat, Ca-Stearat, Zn-Sulfid oder eine Mischung daraus enthalten.
  • Praktische Versuche haben gezeigt, dass das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. -fett bis zu einer Temperatur von 250°C keine oder zu vernachlässigende Zersetzungserscheinungen aufweist. Hierunter wird verstanden, dass sich weniger als 10% des Schmierstoffs zersetzen.
  • Das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. -fett kann als ein weiteres lebensmittelverträgliches Grundöl ein Öl, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mineralöl, aliphatischen Carbonsäure- und Dicarbonsäureestern, Fettsäuretriglyzeriden und/oder Poly-alpha-olefinen enthalten.
  • In einer besonderen Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. -fett ein Estolid, wobei vorzugsweise die Hauptbestandteile des Estolides gewonnen werden durch chemische oder enzymatische Prozesse ausgehend von nativen Ölen aus der Gruppe Sonnenblumenöl, Rapsöl, Rizinusöl, Leinöl, Maisöl, Diestelöl, Sojabohnenöl, Leinsamenöl, Erdnussöl, "Lesqueralle"-Öl, Palmöl, Olivenöl oder Mischungen aus den vorgenannten Ölen.
  • Praktische Versuche haben gezeigt, dass das erfindungsgemäße Hochtemperaturöl bzw. -fett aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften hervorragend zum Schmieren von Arbeitsgeräten für die Verarbeitung von Lebensmitteln verwendet werden kann. Aufgrund seiner guten Temperaturbeständigkeit kann er auch bei hohen Einsatztemperaturen bis 260°C, vorzugsweise bei Temperaturen von 150 bis 250°C eingesetzt werden, z.B. Ketten in Backöfen.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Hochtemperaturöls bzw. -fetts, bei dem die Grundöle und die Additive miteinander vermischt werden.
  • Die Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
    • Beispiele 1 bis 7 Herstellung eines erfindungsgemäßen Hochtemperaturöls für die Lebensmittelind ustrie
  • Es werden zwei Trimellitsäureester in einem Rührkessel vorgelegt. Bei 100°C wird unter Rühren das Polyisobutylen und ggf. ein weiteres Öl hinzugegeben. Anschließend wird das Gemisch 1 h gerührt, um eine homogene Mischung zu erhalten. Die Verschleißschutzmittel und das Antioxidationsmittel werden bei 60°C unter Rühren in den Kessel zugegeben. Nach ca. 1 Stunde kann das fertige Öl in die vorgesehenen Gebinde abgefüllt werden.
    • Zusammensetzung der Hochtemperaturöle:
  • Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen der Hochtemperaturöle und die Wiederanlösbarkeit des Ölrückstandes nach vollständiger Verdampfung des Öls in Abhängigkeit von der zugegebenen Menge an Poyisobutylen. Tabelle 1
    Bsp.1 Bsp. 2 Bsp. 3 Bsp. 4 Bsp. 5 Bsp. 6 Bsp. 7
    vollhydriertes Polyisobutylen 24,41 22,0 19,53 17,1 14,63 12,2 9,76
    C10- verzweigter Trimellitsäureester (1) 71,52 73,91 76,35 78,76 81,2 83,61 86,02
    C13-verzweigter Trimellitsäureester (2) 0,72 0,74 0,77 0,79 0,82 0,84 0,87
    Viskosität 40°C mm2/s 426,8 375,5 328,7 292,7 259 228,8 202,8
    Anlösbarkeit des Rückstandes nach 72h/250°C 4 3 3 2 1 (Lack) 1 (Lack) 1 (Lack)
    4 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung sehr gut anlösbar
    3 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung gut anlösbar
    2 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung partiell anlösbar
    1 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung nicht anlösbar
  • Alle Angaben sind in Gewichts-%. Der Rest auf 100 Gew.-% ergibt sich durch die Zugabe von Additiven, insbesondere aminische und/oder phenolische Antioxidanten, Korrosionschutzadditive, Verschleißschutzadditiven EP/AW sowie Metalldesaktivatoren.
  • Diese Ergebnisse zeigen, dass es bis zu einer kinematischen Viskosität bei 40°C von 292,7 mm2/s möglich ist, die nach vollständiger Verdampfung entstandenen Rückstände mit frischem Öl wieder anzulösen. Die Zusammmensetzung nach Beispiel 1 zeigt die besten Eigenschaften hinsichtlich Viskosität und Wiederanlösbarkeit.
  • Die nachfolgenden Beispiele 8 bis 10 zeigen im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 die hervorragenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen lebensmittelverträglichen Hochtemperaturöls, im Hinblick auf die Anlösbarkeit, wenn unterschiedliche Komponenten a) als Öl verwendet werden.
    • Beispiele 8 bis 10 Zusammensetzung der Öle (alle Angaben sind in Gew.-%)
  • Tabelle 2
    Beispiel 8 Vergleichsbeispiel 1
    Trimellitat 1 70,0 52,65
    Trimellitat 2 0,7 44,0
    hydriertes PIB 25,95 0,0
    aminisches Antioxidant 0,5 0,5
    phenolisches Antioxidant 1,5 1,5
    Verschleißschutz EP/WA 1,0 1,0
    Korrossionsschutz 0,25 0,25
    Metall-Desaktivator 0,1 0,1
    Anlösbarkeit sehr gut (4) schlecht (1)
    Tabelle 3
    Beispiel 9 Vergleichsbeispiel 2
    Trimellitat 1 0,0 52,65
    Trimellitat 2 0,0 44,0
    alkyliertes Naphthalin 70,65 0,0
    hydriertes PIB 26,0 0,0
    aminisches Antioxidant 0,5 0,5
    phenolisches Antioxidant 1,5 1,5
    Verschleißschutz EP/WA 1,0 1,0
    Korrossionsschutz 0,25 0,25
    Metall-Desaktivator 0,1 0,1
    Anlösbarkeit sehr gut (4) schlecht (1)
    Tabelle 4
    Beispiel 10 Vergleichsbeispiel 3
    Trimellitat 1 0,0 52,65
    Trimellitat 2 0,0 44,0
    Estolid 1 40,4 0,0
    Estolid 2 23,25 0,0
    hydriertes PIB 33,00 0,0
    aminisches Antioxidant 0,5 0,5
    phenolisches Antioxidant 1,5 1,5
    Verschleißschutz EP/WA 1,0 1,0
    Korrossionsschutz 0,25 0,25
    Metall-Desaktivator 0,1 0,1
    Anlösbarkeit sehr gut (4) schlecht (1)
  • In Tabelle 5 werden nachfolgend die erfindungsgemäßen lebensmittelverträglichen Hochtemperaturfette beispielhaft beschrieben. Tabelle 5
    Bsp.11 Bsp. 12 Bsp. 13 Bsp. 14 Bsp. 15 Bsp. 16
    Trimellitat 1 46,3 0,0 46,3 39,0 46,3 46,3
    Trimellitat 2 17,1 0,0 17,1 20,0 17,7 17,7
    Estolid 1 0,0 38,4 0,0 0,0 0,0 0,0
    Estolid 2 0,0 25,6 0,0 0,0 0,0 0,0
    alkyliertes Naphthalin 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
    vollhydriertes PIB 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0
    Antioxidant 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
    Verdickungsmittel 10,6 10,0 10,6 15,0 10,0 10,0
  • Um die Wiederanlösbarkeit zu bestimmen, wurden die Proben bei 250°C für 72 Stunden getempert. Der Rückstand wurde mit der jeweiligen Grundöl des Fettmusters wieder angelöst. In allen Beispielen war die Wiederanlösbarkeit gut.
  • Bei den in den Beispielen 11 bis 16 verwendeten Verdickungsmitteln handelt es sich um Li-Komplex (Bsp. 11 und 12), Al-Komplex (Bsp. 13), Bentonit (Bsp. 14), Ca-Einfach (Bsp. 15), Li-Einfach (Bsp. 16) und Harnstoff (Bsp.17). Fortsetzung Tabelle 5
    Bsp.17
    Trimellitat 1 46,3
    Trimellitat 2 18,7
    Estolid 1 0,0
    Estolid 2 0,0
    alkyliertes Naphthalin 0,0
    vollhydriertes PIB 25,0
    Antioxidant 1,0
    Verdickungsmittel 9,0
  • Des weiteren wurde die Wiederanlösbarkeit des Ölrückstandes nach vollständiger Verdampfung bei zwei verschiedenen Temperaturen (220°C/120h) und (250°C/72h) in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses der beiden Trimellitsäureester (1) und (2) untersucht. Die Konzentration des vollhydrierten PIB wurde bei 25 Gew.-% konstant gehalten. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass für beide Temperaturen die Wiederanlösbarkeit vom Mischungsverhältnis der beiden Trimellitsäureester abhängt. Bei einem Mischungsverhältnis von 0,02, d.h. einem hohen Anteil des iso-C13-Trimellitsäureester gegenüber dem iso-C10-Ester, ist der Rückstand mit Frischöl nicht wieder anlösbar, jedoch steigt die Anlösbarkeit mit zunehmendem Gehalt an iso-C10-Trimellithsäureester deutlich an, wie der Abbildung 1 zu entnehmen ist. Bei einem Mischungsverhältnis von 1:1 wird ein Sättigungspunkt erreicht. Die Werte sind auch in der Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
    Verhältnis iso-C10/iso-C13 Anlösbarkeit der Rückstandes nach vollständiger Verdampfung (Alterung)
    250°C/72h 220°C/120h
    0,02 1 1
    0,33 2 3
    1,00 3 4
    2,97 3 4
    87,12 3 4
    4 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung sehr gut anlösbar
    3 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung gut anlösbar
    2 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung partiell anlösbar
    1 = Rückstand nach vollständiger Verdampfung nicht anlösbar
  • Es konnte also gezeigt werden, dass die Anlösbarkeit der Rückstände nicht nur von dem Hydrierungsgrad des Polyisobutylens, sondern auch vom Mischungsverhältnis der beiden Ester abhängt. Beide Ester müssen in Kombination verwendet werden, um die H1-Fähigkeit, des Hochtemperaturöls zu gewährleisten. Die Mischungsverhältnisse sind frei wählbar, ab einer 1:1 Mischung beginnen die bevorzugten Bereiche. Besonders bevorzugt ist das Verhältnis von 87,12 (iso-C10/iso-C13).
  • Die vorstehend beschriebenen lebensmittelverträglichen Hochtemperaturöle und Hochtemperaturfette können auch zur Schmierung von Arbeitsgeräten verwendet werden, die ähnlichen Einschränkungen hinsichtlich der Anforderungen an die Schmierstoffe unterliegen. Dazu gehören die Kosmetik- und Arzneimittelindustrie sowie die Tierfutterindustrie.
  • Im Hinblick auf die Lebensmittelindustrie können die erfindungsgemäßen Hochtemperaturschmierstoffe zum Schmieren von Arbeitsgeräten bei der Lebensmittelverarbeitung, als Hydrauliköle für die Lebensmittelindustrie, für Transport- und Steuerketten in der Lebensmittelindustrie, sowie für Vorrichtungen für die Verarbeitung von Getreide, Mehl und Tierfutter sowie für Backöfen verwendet werden.
  • Bei einigen Anwendungen ist die Verwendung in Form eines Sprays vorteilhaft.

Claims (7)

  1. Lebensmittelverträgliches Hochtemperaturöl umfassend folgende Komponenten:
    a) 93,9 bis 45 Gew.-% mindestens eines Öls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gemisch aus Trimellitsäure-tri(iso-C10)ester (1) und Trimellithsäure-tri(iso-C13)ester (2), wobei das Mischungsverhältnis von (1) zu (2) bei 99:1 bis 1:99 liegt, Alkylaromaten, Estoliden;
    b) 6 bis 45 Gew.-% eines Polymers, ausgewälht aus der Gruppe bestehend aus einem hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen oder einer Mischung aus hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen;
    c) 0,1 bis 5 Gew.-% Additive einzeln oder in Kombination, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Korrosionsschutzadditiven, Antioxidanten, Verschleißschutzadditiven, UV-Stabilisatoren, anorganischen oder organischen Feststoffschmierstoffen.
  2. Lebensmittelverträgliches Hochtemperaturfett umfassend folgende Komponenten:
    a) 91,9 bis 30 Gew.-% mindestens eines Öls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gemisch aus Trimellitsäure-tri(iso-C10)ester (1) und Trimellithsäure-tri(iso-C13)ester (2), wobei das Mischungsverhältnis von (1) zu (2) bei 99:1 bis 1:99 liegt, Alkylaromaten, Estoliden;
    b) 6 bis 45 Gew.% eines Polymers, ausgewälht aus der Gruppe bestehend aus einem hydrierten, vollhydrierten Polyisobutylen oder einer Mischung aus hydrierten oder vollhydrierten Polyisobutylen;
    c) 0,1 bis 5 Gew.-% Additive einzeln oder in Kombination, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Korrosionsschutzadditiven, Antioxidanten, Verschleißschutzadditiven, UV-Stabilisatoren, anorganischen oder organischen Feststoffschmierstoffen und
    d) 2 bis 20 Gew.-% Verdickungsmittel.
  3. Hochtemperaturöl bzw. Hochtemperaturfett nach Anspruch 1 oder 2 bei dem die alkylaromatische Verbindung ein aliphatisch substituiertes Naphthalin ist.
  4. Hochtemperaturöl bzw. Hochtemperaturfett nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Komponente a) als weiteres lebensmittelverträglichen Öls eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mineralöl, aliphatischen Carbonsäure- und Dicarbonsäureestern, Fettsäuretriglyzeriden und Poly-alpha-olefinen umfasst
  5. Hochtemperaturfett nach Anspruch 2, bei dem die Komponente d) ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Harnstoff, Al-Komplexseifen, Metall-Einfachseifen der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Perriodensystems, Metall-Komplexseifen der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems, Bentonite, Sulfonate, Silikate, Aerosil, Polyimide, PTFE oder einer Mischung der vorgenannten Verdickungsmittel.
  6. Verwendung des Hochtemperaturöls bzw. Hochtemperaturfetts nach einem der vorherigen Ansprüche zum Schmieren von Arbeitsgeräten in der Lebensmittelverarbeitung, als Hydrauliköl in der Lebensmittelindustrie, für Transport- und Steuerketten, für Vorrichtungen für die Verarbeitung von Getreide, Mehl und Tierfutter, sowie in Backöfen.
  7. Verwendung des Hochtemperaturöls nach einem der vorherigen Ansprüche als Öl in Form eines Sprays.
EP18000086.1A 2014-12-17 2015-11-19 Hochtemperaturschmierstoff für die lebensmittelindustrie Active EP3375850B1 (de)

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