一种低凝低温的食品级液压油及其制备方法与流程

本发明涉及润滑油，具体涉及一种低凝低温的食品级液压油及其制备方法。

背景技术：

1、食品级液压油是一种特殊的液压油，符合严格的食品安全标准，并专门用于在与食品接触的设备和系统中运行。它被广泛应用于食品加工、饮料生产、糖果制造和食品包装等领域。食品级液压油具备以下特点和要求：

2、与食品接触安全：食品级液压油应使用与食品接触安全的原材料和添加剂，以确保液压油不会对食品质量和安全性产生任何危害。

3、无异味和无味道：食品级液压油应无异味和无味道，以确保其不会对食品的味道和气味产生干扰。

4、耐高温性能：液压系统在食品加工过程中经常面临高温环境，因此食品级液压油需要具备良好的耐高温性能，以确保系统的正常运行。

5、防乳化性能：食品级液压油应具备良好的防乳化性能，以避免液压油与食品中的水分混合形成乳化液。

6、抗氧化性能：液压系统中的液压油可能长时间暴露在空气中，因此食品级液压油需要具备良好的抗氧化性能，以延长其使用寿命并保持稳定性。

7、通过选择符合食品级安全标准的原材料、添加适当的食品级添加剂，以及通过严格的生产和质量控制措施，可以制备出符合食品级安全要求的液压油，以满足食品加工行业对液压系统的特殊需求。这样的液压油不仅能保证食品品质的可靠性和安全性，还能提高食品加工过程的效率和可持续发展。

8、液压油在低温条件下凝固的过程是一个相变过程，涉及到分子之间的结构排列、凝固核的形成和晶体生长三个阶段，具体包括以下过程：

9、结构排列阶段：当液压油温度降低到凝固点以下时，石蜡分子逐渐排列成有序的结构。在高温状态下，液压油中的分子排列松散，流动性能良好；而在温度下降到凝固点以下时，分子之间的相互吸引作用加强，分子结构变得有序，流动性能下降。

10、凝固核形成阶段：当液压油的温度继续降低时，液压油分子在某个极小的凝固核周围聚集，同种分子相互吸引，逐渐形成结晶核心，这个过程就称为凝固核形成。凝固核起着引导分子排列成固态结构的作用，可以加速液压油的凝固过程。

11、晶体生长阶段：凝固核形成后，液压油分子会进一步增长、连接，同种分子之间逐渐形成完整的晶体，形成三位网状结构，这个过程称为晶体生长。晶体生长速度取决于液压油溶液中溶质的浓度和温度等因素。当液压油中的大量液体分子形成晶体时，液压油就转变成了凝固体，此时凝固体内的分子排列已经非常密集、有序，他相互作用也非常强，成为固体。

12、现有技术中的液压油其凝固点高，无法在较低温度下保持良好的流动性，限制了其低温使用性，现有技术中的液压油通常稳定性差，长久放置会出现油质不均匀的情况。

技术实现思路

1、本发明提供了一种低凝低温的食品级液压油及其制备方法，以解决现有技术中液压油凝固点高，稳定性差的问题。

2、为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种低凝低温的食品级液压油，包括以下组分：基础油、抗氧化剂、抗起泡剂、降凝剂和耐磨剂，所述降凝剂包括甲基丙烯酸甲酯-丙醛共聚物、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、聚乙烯醇、乙二醇、含氟盐改性蒙脱石。

4、优选地，按质量份计包括以下组分：基础油80-90份、抗氧化剂0.3-0.7份、抗起泡剂0.1-0.5份、降凝剂0.95-2份、耐磨剂1-3份。

5、优选地，按质量份计所述降凝剂包括甲基丙烯酸甲酯-丙醛共聚物0.3-0.6份、甲基丙烯酸甲酯单体0.2-0.4份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.1-0.2份、聚乙烯醇0.05-0.1份、乙二醇0.1-0.3份、含氟盐改性蒙脱石0.2-0.4份。

6、优选地，所述基础油为聚醚液压油、聚酯液压油中的一种。

7、基础油选用较低温的聚醚液压油、聚酯液压油类作为液压油的基础底油。

8、优选地，所述含氟盐改性蒙脱石的粒径为60-100nm。

9、纳米粒径的蒙脱石具有更丰富的表面能和附着位点，不仅能起到保持液压油均匀性的作用，还能起到促进共晶析出，阻碍蜡相析出的作用。这里蒙脱石的改性剂使用含氟盐，主要是因为含氟基磺酸盐亲油，在改性以后蒙脱石变得疏水亲油，而且含氟盐能够促进针状、棒状的蜡晶变成球状，能够提高液压油在低温状态下的流动性。

10、优选地，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚，所述抗起泡剂为聚乙烯醇。

11、优选地，所述耐磨剂为二辛基磷酸二辛酯、聚四氟乙烯、聚石墨烯中的一种或两种以上。

12、一种基于前文所述的低凝低温的食品级液压油的制备方法，包括以下步骤；

13、s1、将甲基丙烯酸甲酯和丙醛按照摩尔比1：1的比例加入有机溶剂中(如苯、甲苯、二氯甲烷等)得到反应混合液；

14、s2、向所述反应混合液中加入过氧化苯甲酰引发剂(添加量为反应混合液中甲基丙烯酸甲酯和丙醛摩尔量总和的0.5％)；加热至50-80℃进行聚合反应，反应时间6-8h，得到聚合度为300-500的甲基丙烯酸甲酯-丙醛共聚物；

15、s3、将纳米蒙脱石加入水中超声分散，然后加入含氟表面改性剂，所述含氟改表面性剂的添加量为纳米蒙脱石质量的3-5％，搅拌的情况下吸附6-12h，洗涤干燥后得到含氟改性蒙脱石，所述含氟改表面性剂为氟烷基醇、氟烷基酸、氟烷基磺酸盐中的一种；

16、s4、将所述甲基丙烯酸甲酯-丙醛共聚物、甲基丙烯酸甲酯单混合均匀混合，再加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、聚乙烯醇、乙二醇，混合均匀后，加入含氟盐改性蒙脱石，得到降凝剂；

17、s5、将抗氧化剂、抗起泡剂、降凝剂和耐磨剂加入到基础油中，混合均匀后得到低凝低温的食品级液压油。

18、本发明中同时添加聚合物和甲基丙烯酸甲酯单体，在低温下具有较好的抗凝结性能，它们通过与液压油中形成的凝胶结构相互作用，破坏凝胶网络，防止油液形成凝胶团聚。

19、甲基丙烯酸甲酯-丙醛共聚物可以与液压油中的蜡分子发生相互作用，阻碍蜡的成核和生长。相较于聚甲基丙烯酸甲酯，共聚物具有更多与蜡分子相互作用的位置和功能基团，具有更好的降凝效果。甲基丙烯酸甲酯-丙醛共聚物在液压油中的溶解性和相容性可能更好。这意味着共聚物能够均匀分散在液压油中，不会引起沉淀或异常的沉积物形成。这有助于确保抗凝剂的均一分散性和长期稳定性。

20、添加2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)、聚乙烯醇(pva)、乙二醇(eg)是为了提高在液压油中固化分子的流动性，这些组分具有抗结冰和抗形成凝胶性能，与水分子形成氢键，减少了水的结晶能力，保持液压油的流动性，可通过结合溶解凝胶和抑制微小颗粒的聚集来防止凝胶形成。

21、本发明中的液压油的降凝剂作用过程如下；

22、随着温度的降低液压油的固化主要是蜡相的成核、生长和聚集，最终形成一个三维网状结构，本发明中在液压油中添加的降凝剂中的聚合物成分(如甲基丙烯酸甲酯-丙醛共聚物和甲基丙烯酸甲酯)可以与液压油中的蜡分子相互作用，形成聚合物和蜡分子之间的共晶结构，这种共晶结构破坏了蜡分子之间的排列，阻碍蜡分子的聚集和凝胶形成，从而减少凝胶的数量和尺寸；

23、降凝剂中的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)成分通过与水分子形成氢键，可以与蜡晶体表面的水分子结合，这种结合减慢了蜡晶体的生长速率，当蜡晶体开始形成时，含氟盐改性蒙脱石作为一种界面活性剂，可以包覆蜡晶体表面，抑制其间的作用力，阻止蜡晶体之间的聚结，从而延缓了凝固的过程；

24、降凝剂中的聚乙烯醇(pva)可以在液压油中形成分散的网状结构。这个结构可以与蜡晶体接触并抑制蜡分子的凝聚和堆积。pva还可以结合在形成的凝胶结构上，阻止蜡晶体之间的聚结，阻碍蜡相的三维网状结构生成。

25、本发明中的液压油所添加的物质原料均符合食品级的要求，液压油可以应用到食品生产过程中。

26、与现有技术相比本发明具有如下有益效果；

27、(1)本发明中同时添加共聚物和单体，有利于刺激聚合物生长，促进共晶形成，另外其中含有极性基团。这些基团可以通过氢键或其他分子间作用与液压油中的蜡分子发生相互作用。这种相互作用可以破坏蜡分子之间的相互吸引力，阻碍蜡的成核和晶体生长，从而抑制蜡相的形成和减少液压油的低温下的凝固程度；

28、(2)添加含氟盐改性的蒙脱石，在形成聚合物和蜡分子之间的共晶结构的时候能够为其提供丰富的共晶位点，促进共晶的形成，避免蜡相的单独成核，同时含氟盐的引入能够促进针状、棒状的蜡晶变成球状，然后再被降凝剂中分散物质(聚乙烯醇(pva)、乙二醇(eg))包覆，增强低温下液压油的流动性；

29、(3)液压油体系的悬浮性好，具有长期存放其质地很好的稳定性，在较低温度下液压油降凝剂能够有效地减少凝胶数量和尺寸、延缓蜡晶体的生长速率、抑制蜡晶体的聚结，液压油的凝结点降低，低温下的流动性得到改善。