专利名称：食品级复合磺酸钙基润滑脂的组合物及制备方法
技术领域：
本发明属于润滑脂技术领域，特别是涉及一种食品级复合磺酸钙基润滑脂的组合物及制备方法。
背景技术：
随着国内经济的发展，人们的生活水平逐步的提高，食品安全在国内的关注度日益提高，食品安全已经成为影响食品企业生存发展的关键因素。非食品润滑剂对食品安全造成的潜在危害已引起人们的高度关注，普通润滑脂的基础油精炼程度不够，含有较多的致癌物质-稠环芳烃，严重危害人体健康，因此普通润滑脂不能使用在食品生产中。目前在欧美等经济发达国家拥有完善的食品级润滑脂评价和认定体系，并制定了 相关的强制性法规，食品级润滑脂已广泛用于食品加工机械润滑。国外食品级润滑脂稠化剂主要有复合铝、白炭黑、无水钙、聚四氟乙烯、膨润土和聚脲等，稠化剂类型较为齐全。国内食品级润滑脂起步较晚，稠化剂种类主要为复合铝类型，稠化剂类型较少，整体水平较低，落后于国外产品。复合磺酸钙脂具有优良的高温性能、机械安定性、胶体安定性、极压抗磨性、抗水性以及优异的防锈性，是未来食品级润滑脂的发展方向。在国外已经有正式的食品级复合磺酸钙产品面世，在国内对复合磺酸钙的研究起步较晚，市场应用主要集中在非食品行业，比如在钢铁行业的轧机轴承、连铸机辊道轴承等高温、高湿、高负荷的设备已得到广泛的应用。本专利涉及到稠化剂类型为复合磺酸钙的食品级润滑脂，采用NSF认证的高碱值磺酸钙和基础油，通过特殊工艺制备而成，不含极压型添加剂，具备复合磺酸钙润滑脂的高温性能、高极压抗磨性、优异的抗水性能、突出的防锈性能，不含重金属、不含NSF认定的致癌物质、诱变物质、致畸变物质和无机酸，无气味，可满足高温、重载、多水等特殊工况的食品机械润滑。专利号为CN1414076的专利提供了一种复合磺酸钙润滑脂及其制备方法，它包括20 60%的高碱值磺酸钙、O. 2 I. 5%的醋酸、O. 5 5%的C12 C22羟基脂肪酸、O. 5 1%的硼酸、O. 5 1%的芳香类抗氧剂和77. 8 26. 5%的基础油；高碱值磺酸钙的总碱值为280 380mgK0H/g;含有O. 5 5%的C6 C2tl胺或他们的混合物与二异氰酸酯反应的有机脲化合物，与C6 C2tl胺反应后剩余部分的二异氰酸酯与羟基脂肪酸钙皂反应形成氨基甲酸酯类的反应产物。专利号为CN1872968的专利，采用低碱值的磺酸钙，提供了一种低成本的复合磺酸钙组合物及制备方法，具备复合磺酸钙良好的性能。专利号为US4560489提供了一种硼酸改性的复合磺酸钙润滑脂，组分中包含方解石碳酸钙、磺酸钙、硼酸钙和一种C12 C24脂肪族钙皂，典型的12-0H硬脂酸和硼酸形成复合钙皂。专利号为US5126062提供了一种供了一种磷酸改性的复合磺酸钙润滑脂。以上四个专利所用原料均为普通原料，均为改性的非食品级复合磺酸钙。
本发明的食品级复合磺酸钙润滑脂，采用通过NSF认证的高碱值合成磺酸钙、基础油和医药级原料，通过特殊工艺制备而成，具备优异的极压、抗磨、抗水等性能，不含重金属、不含NSF认定的致癌物质、诱变物质、致畸变物质和无机酸，无气味，适用于高温、重载、多水等特殊工况的食品机械润滑。本发明的食品级复合磺酸钙润滑脂具有如下优点(I)优良的耐高温性能，宽温滴点大于300°C(2)剪切安定性好，十万次剪切差值小于20。(3)抗水性能优异，水淋流失量小于2%。(4)优良的极压抗磨性，PD值不小于400kg
发明内容
本发明的目的是提供一种食品级复合磺酸钙基润滑脂的组合物及制备方法，采用通过NSF认证的高碱值合成磺酸钙、基础油和医药级原料，通过特殊工艺制备而成最后加入NSF认证的抗氧剂，具有优良的高温性能、机械安定性、胶体安定性、极压抗磨性、抗水性以及优异的防锈性。本发明的技术如下本发明提供的复合磺酸钙基润滑脂的组合物，各个组分及重量百分含量如下I)高碱值合成磺酸钙40 60%，2)硬脂酸2 5%，3)硼酸钙1 5%，4)氢氧化钙1 5%，5)乙酸0. 5 2%,6)基础油25 50%，7)抗氧剂0. 2 I. 5%。所述高碱值合成磺酸钙总碱值在320 400mgK0H/g，通过NSF认证；所述基础油为合成油PAO或精制矿物油白油，均通过NSF认证，基础油优选选择40°C运动粘度在70 100mm2/s。所述硼酸钙、硬脂酸、醋酸、氢氧化钙均为医药级原料。本发明的复合磺酸钙基润滑脂组合物的制备方法，将40 60%的高碱值合成磺酸钙、水和乙醇按质量比为I比I的混合物投入反应釜中，搅拌加热到60 80°C，加入O. 5 2%醋酸进行方解石结构碳酸钙转化，恒温Ih后，在90 100°C加入I 5%氢氧化钙和2 5%的硬脂酸，皂化反应120分钟。皂化结束后升温，在130 140°C恒温lh，然后加入I 5%的硼酸钙，缓慢升到180 200°C恒温5 10分钟，降温至100 110°C，加入O. 2 I. 5%抗氧剂，然后进行均质处理，加入基础油进行调稠，过滤脱气，灌装成品。本发明的润滑脂采用通过NSF认证的高碱值合成磺酸钙、基础油和医药级原料制备而成，具有下述优点具有优良的耐高温性能，滴点大于300°C，优良的机械安定性，十万次剪切差值在20以内，抗水性能优异，优良的极压抗磨性，H)值不小于400kg。本发明的润滑脂所用原料均通过NSF认证，可用于高温、重载、多水等特殊工况的食品机械润滑。
具体实施方式
以下实施实例中所用高碱值合成磺酸钙总碱值在320 400mgK0H/g，基础油合成油PAO或精制矿物油白油，抗氧剂均通过NSF认证。所用硼酸钙、硬脂酸、醋酸、氢氧化钙、乙醇均为医药级原料。实施例I食品级复合磺酸钙的配方各个组份及百分含量高碱值合成磺酸钙50%、硬脂酸3. 5%、硼酸钙2. 5%、氢氧化钙2. 5%、乙酸I. 25%、基础油白油39. 4%、抗氧剂硫代二丙酸双十二醇酯O. 85%。
将碱值为400mgK0H/g的高碱值合成磺酸钙1500g、150g水和乙醇混合物(水和乙醇质量比例为I比I)投入常压反应釜中，加热升温到60 80°C，加入醋酸37. 5g进行方解石结构碳酸钙的转化，恒温60分钟后升温，温度在90 100°C向体系中依次加入氢氧化钙75g、硬脂酸105g，恒温反应120分钟后继续升温，在130 140°C恒温Ih后，加入硼酸隹丐75g,升温至200°C后恒温5分钟，降温至100 110°C后，加入硫代二丙酸双十二醇酯25. 5g，均质后加入1182g白油调稠，最终得到成品润滑脂为3000g，工作锥入度为280/25°C(实验结果见表I)。实施例2食品级复合磺酸钙的配方各个组份及百分含量高碱值合成磺酸钙60%、硬脂酸2%、硼酸钙1%、氢氧化钙1%、乙酸1%、基础油白油34%、抗氧剂硫代二丙酸双十二醇酯1%。将碱值为320mgK0H/g的高碱值合成磺酸钙2400g、240g水和乙醇混合物(水和乙醇质量比例为I比I)投入常压反应釜中，加热升温到60 80°C，加入醋酸40g进行方解石结构碳酸钙的转化，恒温60分钟后升温，温度在90 100°C向体系中依次加入氢氧化钙40g、硬脂酸80g，恒温反应120分钟后继续升温，在130 140°C恒温Ih后，加入硼酸钙40g，升温至200°C后恒温5分钟，降温至100 110°C后,加入硫代二丙酸双十二醇酯40g,均质后加入1360g白油调稠，最终得到成品润滑脂为4000g，工作锥入度为285/25°C (实验结果见表I)。实施例3食品级复合磺酸钙的配方各个组份及百分含量高碱值合成磺酸钙40%、硬脂酸
3.3%、硼酸钙3%、氢氧化钙3%、乙酸O. 5%、基础油白油50%、抗氧剂硫代二丙酸双十四醇酯O. 2%。将碱值为360mgK0H/g的高碱值合成磺酸钙1400g、140g水和乙醇混合物(水和乙醇质量比例为I比I)投入常压反应釜中，加热升温到60 80°C，加入醋酸17. 5g进行方解石结构碳酸钙的转化，恒温60分钟后升温，温度在90 100°C向体系中依次加入氢氧化钙105g、硬脂酸115. 5g，恒温反应120分钟后继续升温，在130 140°C恒温Ih后，加入硼酸隹丐105g,升温至200°C后恒温5分钟，降温至100 110°C后,加入硫代二丙酸双十四醇酯7g，均质后加入1750g白油调稠，最终得到成品润滑脂为3500g，工作锥入度为286/25°C(实验结果见表I)实施例4食品级复合磺酸钙的配方各个组份及百分含量高碱值合成磺酸钙40%、硬脂酸4%、硼酸钙5%、氢氧化钙4%、乙酸2%、基础油PA043. 5%、抗氧剂硫代二丙酸双十二醇酯I. 5%。将碱值为400mgK0H/g的高碱值合成磺酸钙1120g、112g水和乙醇混合物(水和乙醇质量比例为I比I)投入常压反应釜中，加热升温到60 80°C，加入醋酸56g进行方解石结构碳酸钙的转化，恒温60分钟后升温，温度在90 100°C向体系中依次加入氢氧化钙112g、硬脂酸102g，恒温反应120分钟后继续升温，在130 140°C恒温Ih后，加入硼酸隹丐140g,升温至200°C后恒温10分钟，降温至100 110°C后,加入硫代二丙酸双十二醇酯42g，均质后加入1218gPAO调稠，最终得到成品润滑脂为2800g，工作锥入度为282/25°C(实验结果见表I)实施例5食品级复合磺酸钙的配方各个组份及百分含量高碱值合成磺酸钙60%、硬脂酸5%、硼酸钙4%、氢氧化钙5%、乙酸O. 5%、基础油PA025%、抗氧剂硫代二丙酸双十八醇酯O. 5%。将碱值为320mgK0H/g的高碱值合成磺酸钙1800g、180g水和乙醇混合物(水和乙 醇质量比例为I比I)投入常压反应釜中，加热升温到60 80°C，加入醋酸15g进行方解石结构碳酸钙的转化，恒温60分钟后升温，温度在90 100°C向体系中依次加入氢氧化钙150g、硬脂酸150g，恒温反应120分钟后继续升温，在130 140°C恒温Ih后，加入硼酸钙120g，升温至200°C后恒温10分钟，降温至100 110°C后，加入硫代二丙酸双十八醇酯15g，均质后加入750gPA0调稠，最终得到成品润滑脂为3000g，工作锥入度为285/25°C(实验结果见表I)。实施例6食品级复合磺酸钙的配方各个组份及百分含量高碱值合成磺酸钙50%、硬脂酸3%、硼酸钙3. 5%、氢氧化钙3. 5%、乙酸1%、基础油PA038. 5%、抗氧剂硫代二丙酸双十四醇酯O. 5%。将碱值为360mgK0H/g的高碱值合成磺酸钙1250g、125g水和乙醇混合物(水和乙醇质量比例为I比I)投入常压反应釜中，加热升温到60 80°C，加入醋酸25g进行方解石结构碳酸钙的转化，恒温60分钟后升温，温度在90 100°C向体系中依次加入氢氧化钙87. 5g、硬脂酸75g，恒温反应120分钟后继续升温，在130 140°C恒温Ih后，加入硼酸钙87. 5g，升温至200°C后恒温5分钟，降温至100 110°C后，加入硫代二丙酸双十四醇酯12. 5g，均质后加入962. 5gPA0调稠，最终得到成品润滑脂为2500g，工作锥入度为286/25°C(实验结果见表I)表I实施例中产品测试数据
权利要求
1.一种食品级复合磺酸钙基润滑脂的组合物，其特征是组分及重量百分含量如下 1)高碱值合成磺酸钙40 60%， 2)硬脂酸2 5%， 3)硼酸钙1 5%， 4)氢氧化隹丐I 5%, 5)乙酸0.5 2%, 6)基础油25 50%, 7)抗氧剂0.2 I. 5%。
2.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于高碱值合成磺酸钙总碱值在320 400mgKOH/g ;通过 National Sanitation Foundation (简称 NSF)认证。
3.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于基础油选择40°C运动粘度在70 100的矿物白油或者合成油PAO。
4.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于基础油通过NSF认证。
5.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于乙酸为医药级原料。
6.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于氢氧化钙为医药级原料。
7.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于硼酸钙为医药级原料。
8.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于硬脂酸为医药级原料。
9.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于抗氧剂为硫代二丙酸双十二醇酯、硫代二丙酸双十四醇酯或硫代二丙酸双十八醇酯，通过NSF认证。
10.食品级复合磺酸钙基润滑脂的制备方法，其特征是将40 60%的高碱值合成磺酸钙、水和乙醇按质量比为I比I的混合物投入反应釜中，搅拌加热到60 80°C，加入.0.5 2%醋酸进行方解石结构碳酸钙转化，恒温Ih后，在90 100°C加入I 5%氢氧化钙、2 5%的硬脂酸，皂化反应120分钟。皂化结束后升温，在130 140°C恒温lh，加入I 5%硼酸钙，然后升温到180 200°C恒温5 10分钟，降温至100 110°C，加入0. 2 .1.5%抗氧剂，然后进行均质处理，加入基础油进行调稠，过滤脱气，灌装成品。
全文摘要
本发明涉及食品级复合磺酸钙基润滑脂的组合物及制备方法。将40～60%的高碱值合成磺酸钙、水和乙醇的混合物投入反应釜中，搅拌加热到60～80℃，加入0.5～2%醋酸进行方解石结构碳酸钙转化，恒温1h后，在90～100℃加入1～5%氢氧化钙和2～5%的硬脂酸，皂化反应120分钟。皂化结束后升温，在130～140℃恒温1h，然后加入1～5%的硼酸钙，升温到180～200℃恒温5～10分钟，降温至100～110℃，加入0.2～1.5%抗氧剂，然后进行均质处理，加入基础油进行调稠，过滤脱气，灌装成品。本发明组合物滴点大于300℃，十万次剪切差值在20以内，PD值不小于400kg。
文档编号C10M121/04GK102899134SQ20121039473
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者李纪委, 赵伟, 杨涛涛 申请人:中国石油化工股份有限公司