一种输送带用湿式润滑剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及润滑剂，具体涉及一种输送带用湿式润滑剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在pet容器、利乐包灌装后进入成品包装操作中，通常在非常高的速度下通过输送系统移动容器，输送依靠输送带链板的运动来实现，输送带的速度随着效率要求由1万瓶/小时发展到现在的7-8万瓶/小时。输送带的使用会以多种方式引起持续的摩擦，例如在输送带与带之间、输送带与容器之间、在输送链与齿轮的组件之间以及通过运输期间的容器之间的相互碰撞。该摩擦必须通过施涂润滑剂来减轻。输送带润滑剂要求对包装容器和输送带表面间的摩擦最佳值进行数据化，其数据化的表达方式为摩擦系数、滑动力、滑动值、摩擦阻力或类似的术语。在现有已公示的技术专利中润滑剂组合物合成与分配的目的是在于，在包装容器和输送带表面之间产生最低可能的摩擦系数。实际上，这点并未促成有效的传输。在输送带润滑程序的实际执行过程中，在被输送容器和输送带表面之间产生最低可能的摩擦系数不一定对传输有利。容器和输送带表面之间的润滑剂组合物以过高或过低擦系数的应用可导致系统效率降低，一直到或包含完全无法输送包装容器。在高度与宽度比率远远大于1的包装容器中，比如饮料瓶体，没有足够的润滑以及无法接受的低摩擦系数可能导致过多的瓶体倾斜或翻倒，难以正常进入包装部段，影响生产效率。最好是将摩擦系数维持在一个正常值的范围内。在1万瓶/小时时，润滑剂的摩擦系数只需要在0.25左右就可以了，而7-8万瓶/小时润滑剂的摩擦系数需要在0.05-0.1左右。为满足需要，润滑剂的新技术应用越来越多。人们不断地发展输送带润滑剂致力于满足工厂增长的要求。

2、润滑剂组合物与p e t瓶的相容性是重要的。然而，几乎没有现有技术能完全根据瓶子破损(bottle failure)来测定pet瓶相容性。对于pet瓶相容性重要的是装满软饮料和暴露于输送带润滑剂溶液的饮料瓶在存储时不显示破损(failure)。破裂意指装满的瓶子破裂或渗漏，内容物从瓶子中流出。润滑剂配方的pet相容性的重要量度是瓶子暴露于润滑剂的相对破损率。在现有文献中，对于瓶子的外观与瓶子的破损率的相关性没有一个肯定的结论。在所有饮料中，碳酸饮料瓶最容易应力开裂，对润滑剂组合物与p e t瓶的相容性要求最高。

3、具体来说输送带润滑剂分为二种模式，湿式润滑剂和干式润滑剂。所谓湿式润滑剂是通常以浓缩物的形式提供并且随后在使用时用水稀释以形成水性稀释润滑剂溶液(稀释率为1:50至1:1000)，并使用比例稀释泵将大量的稀释的润滑剂水溶液送至喷嘴，再通过喷嘴喷淋到链板上。所谓干式润滑剂是通过泵送设备将的润滑剂原液送至喷嘴，再通过喷嘴喷淋到链板上来提供润滑。这些润滑剂组合物可以减少输送带高速运转带来的容器或标签的损坏。

4、由于湿式润滑剂需要大量的水，不可避免的有液体喷洒到输送带环境周围，导致输送线附近的环境过度潮湿。潮湿环境可以促进微生物的生长，从而增加了输送线上或附近微生物污染的风险。且地板上润滑剂溶液过多而造成的积水很容易使人滑倒，造成安全隐患。现场润滑剂稀释使用的水源变化会导致润滑剂化学组合物的变化，例如硬水中的大量多价阳离子，因此也可能对润滑剂的功效产生负面影响。因为水质不同，出现在不同地方使用效果不一样的情况，甚至完全达不到使用要求。同时水源压力变化也可能造成实际稀释比例的变化，这些都导致润滑剂功效的问题。排放到污水处理系统的水量很大；使用过程中。这样的话，用大量的水将润滑剂稀释造成浪费资源、对环境不利且较昂贵。而用于稀释浓缩润滑剂溶液的水又可能导致(p e t)瓶出现应力开裂。成本高、对环境的影响、与潮湿表面相关联的危险以及出现容器应力开裂的风险之外，在使用这点上来说，湿式润滑剂有许多不良影响。

5、而对输送带周围环境没有不利影响的更好干式润滑剂，它们从组成来看是成本有效的，与pet材料相容。干式润滑剂看上去满足一些增长的要求。但实际上湿式润滑剂有干式润滑剂不可比拟的优势，由于持续的润滑剂稀释液的流动，使输送带及接水盘的卫生状况良好。输送带的各部位对润滑的要求不完全一致，如存在轻微坡度的地方，可能需要的是稍微高一点的摩擦系数，而一些多道变单道的地方，需要极低的摩擦系数。就如前面所述，容器和输送带表面之间的润滑剂组合物以过高或过低擦系数的应用可导致系统效率降低。湿式润滑剂可以通过调整喷淋时间、流量来满足各个部位所需要的摩擦系数。而干式润滑剂在这方面就很难达到。在干式润滑剂喷淋后的一些时间段，其摩擦系数都比较低，导致某些需要较高摩擦系数的部位因为容器“打滑”造成运输效率降低。

6、在传统的湿式润滑剂中，基于皂的润滑剂和基于脂肪胺的润滑剂都存在缺陷，前者润滑成分没有抑菌性能，需要额外添加抑菌剂。抑菌剂的使用增加了成本。而且不同输送带需要的摩擦系数不同，稀释比例也不一样，稀释比例高时，抑菌剂的浓度降低到一定程度就没有抑菌效果了。皂的润滑剂属于阴离子类表面活性剂，不耐硬水，因此在使用过程中，润滑剂的管道容易产生污垢，堵塞管道、喷嘴。后者由于脂肪胺在有机酸存在下，相当于阳离子表面活性剂，有一定的抑菌功能。在产品原液ph较高时泡沫满足需要，但脂肪胺属于碱性，碱度较高，容易引起pet瓶应力开裂。在产品原液ph较低时泡沫就不能满足需要了。近年来湿式润滑剂开始往非离子方向发展，其优势不言而喻，如耐硬水、泡沫低甚至无泡、碱度低。非离子表面活性剂作为润滑成分，主要在聚醚、聚乙二醇应用上。聚醚的水溶液稳定性较差，除非使用封端的结构，但封端结构的成本较高。聚乙二醇在干式润滑剂中的应用比较多，但其在湿式润滑剂中的研究相对较少，而应用领域在输送带与容器之间则更是鲜有报道。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种输送带用湿式润滑剂及其制备方法，该润滑剂将聚乙二醇与脂肪醇环氧烷复配使用，具有润滑效果好、泡沫性低的特性，并且其在使用过中不会对生产设备造成腐蚀，具有较高的抗硬水能力和优秀的抑菌能力；本发明工艺简单易行，所制得的润滑剂综合性能良好，具有较好的市场应用前景。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种输送带用湿式润滑剂，以质量百分比计，由以下原料制备得到：1％～10％聚乙二醇，1％～5％非离子表面活性剂，0.1％～10％络合阻垢剂，0.1％～2％抑菌剂，余量为水。

4、作为本发明技术方案的进一步优选，所述聚乙二醇分子量为2000～150000；更进一步优选的，所述聚乙二醇分子量为2000～22000。

5、可以理解的是，上述技术方案中，聚乙二醇为分子量在上述区间内(2000～150000，优选2000～22000)的任意组合，即可以是不同分子量聚乙二醇的混合物，只要其分子量在上述区间即可；一般的，当分子量为小于20000时，称之为聚乙二醇(peg)，当分子量为大于20000时，称之为聚氧化乙烯(peo)。

6、作为本发明技术方案的进一步优选，所述聚乙二醇由peg2000、peg20000以及peo22000组成；更进一步优选的，所述peg2000、peg20000以及peo22000的质量比为0.1～1:0.5～1:1～10；最优选的，所述peg2000、peg20000以及peo22000的质量比为1:1:3。

7、作为本发明技术方案的进一步优选，所述非离子表面活性剂为脂肪醇环氧烷非离子表面活性剂，具体的，为环氧烷单体与脂肪醇所形成的聚合物，其中，环氧烷单体为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或多种。

8、作为本发明技术方案的进一步优选，单体为环氧乙烷共聚物和环氧乙烷、环氧丙烷嵌段共聚物。

9、作为本发明技术方案的进一步优选，所述抑菌剂选自季铵盐类、异噻唑啉酮类、单辛酸甘油酯类、苯甲酸酯类、戊二醛类中的一种或多种，其中，苯甲酸酯类为对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯。

10、作为本发明技术方案的进一步优选，所述抑菌剂选自季铵盐类、异噻唑啉酮类中的一种或两种；更优选的，选自异噻唑啉酮。

11、作为本发明技术方案的进一步优选，所述络合阻垢剂选自磷酸盐类、氨基羧酸盐类、羟基羧酸盐类、有机磷酸类、聚丙烯酸类、醇胺类中的一种或多种；进一步优选的，络合阻垢剂选自氨基羧酸盐类、有机磷酸类中的一种或两种；更优选的，络合阻垢剂为乙二胺四乙酸四钠(edta.4na)和羟基乙叉二膦酸(hedp)。

12、第二方面，本发明提供一种上述输送带用湿式润滑剂的制备方法，具体步骤如下：

13、将聚乙二醇、非离子表面活性剂、抑菌剂、第一部分络合阻垢剂依次加入到水中，搅拌均匀，随后加入另一部分络合阻垢剂，调节ph为4～6即可。

14、作为本发明技术方案的进一步优选，上述技术方案中，第一部分络合阻垢剂为乙二胺四乙酸四钠(edta.4na)，第二部分络合阻垢剂为羟基乙叉二膦酸(hedp)。

15、第三方面，本发明要求保护上述输送带用容器润滑剂在容器输送系统中的应用；具体应用时，润滑剂的施加方式可参照现有湿式润滑剂的施加方式进行，在使用时用水稀释以形成水性稀释润滑剂溶液，并使用比例稀释泵将稀释的润滑剂水溶液送至喷嘴，再通过喷嘴喷淋到链板上；可以理解的是，润滑剂的施加方式为本领域技术人员所掌握的现有的成熟工艺，本发明不对该过程做详细描述及具体限定。

16、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、1、本发明润滑剂不以皂类、胺类表面活性剂为润滑组分，而是以聚乙二醇和脂肪醇环氧烷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；本发明的湿式润滑剂在使用过中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；络合阻垢剂的使用，消除了水中多价阳离子可能对润滑剂的功效可能产生的负面影响，络合阻垢剂的分散阻垢作用可以有效防止长期使用过程中污垢集聚到润滑剂管道的内壁，保持管道清洁。

18、2、peg分子量的选择对润滑剂的性能影响大。当其分子量在2000以上时也具有很好的润滑性能，在金属加工、纺织业上应用很多；但这些应用是以产品原形态使用，对于输送带用湿式润滑剂而言，使用时实际浓度只有几十到上百ppm，分子量在2000左右的难以满足湿式润滑剂性能和成本的需要；本发明发现，在peg分子量达到15000以上时，其ppm级的含量就有很好的润滑作用，而其分子量在20000以上时其水溶液的粘度很大，对产品生产及使用有很大的限制；本发明通过合理的选择，所用聚乙二醇由peg2000、peg20000以及peo22000组成，在保证生产成本的同时使聚乙二醇能发挥出最佳的润滑效果。

19、3、本发明所得到的湿式润滑剂在使用过中不会产生的泡沫，其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；并且该润滑剂为稍微偏酸性，不会引起pet应力开裂，不会对生产设备造成腐蚀，综合性能良好。

20、4、本发明润滑剂的原料组分易获得，生产工艺操作简单，通过简单的搅拌即可，无需加热，耗时短，生产效率高，经济效益显著，可以大规模推广应用于工业化生产。