Kolate 可 莱 特 复 合 铝 基 脂 具 有 以 下 特 性 : 优 异 的 耐 水 性 可 泵 送 性, 高 滴 点, 以 及 当 温 度 稍 超 其 熔 点 后 再 降 低, 其 状 态 能 从 液 态 还 原 为 固 态 此 资 料 主 要 介 绍 了 以 Kolate 为 铝 源 制 作 复 合 铝 基 脂 的 过 程, 包 括 其 他 原 料 的 配 备 比 例 及 必 要 的 生 产 设 备 制 作 复 合 铝 基 脂 所 需 原 料 必 要 成 分 : 铝 铝 苯 甲 酸 脂 肪 酸 基 础 油 以 Kolate 产 品 作 为 铝 源, 有 三 个 牌 号 可 供 选 择, 其 中 两 种 是 标 准 的 环 三 聚 体, 三 氧 三 铝, 但 基 础 油 不 同 第 三 种 是 已 反 应 释 放 了 异 丙 醇 的 半 皂 物 质 三 个 Kolate 产 品 均 是 易 于 操 作 的 液 态 状, 可 用 于 制 备 多 种 工 业 润 滑 脂, 当 中 两 种 符 合 H1, 可 制 作 食 品 级 润 滑 脂 ; 一 种 在 生 产 过 程 中 不 会 产 生 易 燃 的 异 丙 醇 Kolate 7013: 这 是 标 准 产 品 铝 含 量 为 12.7%, 这 是 一 种 以 赛 宝 特 通 用 黏 度 为 100SUS 氢 化 及 环 氧 化 处 理 的 基 础 油 为 载 体, 含 三 聚 环 铝 醇 的 溶 液 颜 色 和 稠 度 跟 蜜 糖 相 似. Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
Kolate 规 格 Kolate 7013 LV: 此 产 品 含 有 与 Kolate 7013 一 样 的 活 跃 分 子, 同 样 是 50% 浓 度 的 溶 液, 但 载 体 油 黏 度 更 低 铝 含 量 也 是 12.7%, 外 观 是 一 种 透 明 接 近 无 色 的 易 流 动 的 溶 液, 其 载 体 油 是 符 合 FDA 要 求 的 食 品 级 低 黏 白 油 (CAS 8042-47-5), 可 在 CFR 178-3620 查 得 此 产 品 可 用 于 制 备 H1 食 品 级 润 滑 脂 Kolate 6030: 此 产 品 内, 每 摩 尔 铝 原 子 对 应 0.3 摩 尔 苯 甲 酸 和 0.6 摩 尔 脂 肪 酸 这 为 皂 的 配 方 提 供 了 更 大 的 调 整 空 间, 厂 家 可 根 据 产 品 的 需 要 自 由 控 制 脂 肪 酸 的 比 重 或 挑 选 有 特 殊 功 能 性 的 脂 肪 酸 Kolate 6030 的 铝 含 量 是 5.3%, 载 体 同 样 是 低 黏 白 油, 故 也 可 用 于 制 备 H1 食 品 级 润 滑 脂 铝 含 量, % 黏 度, Cps 最 低 闪 点 F( C) 标 准 闪 点, F( C) Kolate 7013 12.7 ± 0.1 12,500 ( 最 大 ) 142 (61) 166 (74) Kolate 7013 LV 12.7 ± 0.1 80( 最 大 ) 142 (61) 174 (79) Kolate 6030 5.3 ± 0.1 1400( 最 大 ) 142 (61) 197 (92) 载 体 油 性 质 il for Kolate 7013 il for Kolate 7013 LV; 6030 黏 度 SSU cst 100 F 40 C 107 20 35 2.37 闪 点 CC F C 苯 胺 点 F C 初 沸 点 (IBP) F C 335 168 162 72 500+ 260+ 220 105 183 84 464 240 CAS No. 64742-52-5 8042-47-5 Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
苯 甲 酸 任 何 工 业 级 的 苯 甲 酸 均 可, 但 建 议 选 用 片 状, 易 于 操 作 同 时 减 轻 粉 粒 飞 扬 脂 肪 酸 脂 肪 酸 组 成 是 天 然 来 源 虽 然 被 称 为 硬 脂 酸, 但 正 常 的 不 饱 和 脂 肪 酸 混 合 了 各 种 碳 链 长, 包 括 C-18 常 见 的 用 于 制 作 润 滑 脂 的 硬 脂 酸, 碳 链 长 通 常 为 C-12 到 C-20/-22, 以 及 12- H 到 目 前 为 止, 最 广 泛 使 用 的 是 各 种 硬 脂 酸 与 棕 榈 的 共 混 物 脂 肪 酸 很 重 要 的 特 点 是 酸 的 数 目, 可 从 中 得 出 结 合 重 量 和 碘 值, 其 中 碘 值 是 衡 量 饱 和 度 的 指 标 链 长 和 碘 值 对 油 脂 的 表 现 都 有 重 要 的 影 响 一 般 而 言, C-16/C-18 能 取 得 最 佳 效 果 低 碘 值 相 对 更 好, 但 即 使 用 碘 值 较 高 的 脂 肪 酸, 有 可 能 使 脂 软 化, 但 脂 的 稳 定 性 不 会 受 到 太 多 影 响 基 础 油 可 以 用 来 制 备 复 合 铝 基 润 滑 脂 的 基 础 油 种 类 很 广, 不 仅 仅 是 矿 物 油, 也 可 以 用 合 成 酯 类 和 植 物 油, 例 如 油 菜 籽 油 或 大 豆 油 通 常 地, 基 础 油 是 揉 合 了 几 种 矿 物 油 或 矿 物 油 和 合 成 油 的 混 合 油 我 们 主 要 需 要 考 虑 两 个 因 素 : 黏 度 和 苯 胺 点 黏 度 建 议 选 用 100 SUS 以 上 的 一 般 来 说, 黏 度 越 高 的 基 础 油, 所 需 的 皂 越 多 要 制 成 摩 尔 比 例 合 适 的 皂, 苯 胺 点 显 得 尤 其 重 要 大 部 分 的 油 脂 出 于 不 同 的 性 能 要 求, 都 会 选 用 不 同 类 基 础 油 的 混 合 物, 因 而 苯 胺 点 可 以 差 别 很 大 理 论 上 来 说, 当 最 后 一 下 搞 拌 完 成, 各 种 材 料 同 时 混 合 成 脂 是 最 理 想 的, 但 实 际 情 况 不 大 可 能 因 此, 皂 的 制 备 应 选 用 低 黏 低 苯 胺 点 的 基 础 油, 当 反 应 温 度 降 至 125 时, 再 加 入 使 其 平 衡 的 那 部 分 基 础 油 在 温 度 过 高 的 时 候 加 入 基 础 油, 会 导 致 皂 分 解 最 后 影 响 产 量 添 加 高 黏 油 时 这 种 现 象 更 加 明 显 当 苯 胺 点 高 于 210, 且 苯 甲 酸 与 脂 肪 酸 的 摩 尔 比 例 小 于 1 时, 产 量 较 高 苯 胺 点 越 高, 应 当 调 低 上 面 的 比 例, 以 获 得 较 合 适 的 产 量 三 者 的 关 系 见 下 图 : Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
1.1 1.0 基 础 油 3 基 础 油 2 基 础 油 1 苯 甲 酸 与 脂 肪 酸 摩 尔 比 0.9 0.8 0.7 0.6 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 锥 入 度 图 表 1 1 2 3 三 个 基 础 油 的 苯 胺 点 分 别 是 240 216 160, 黏 度 在 500~600SUS 之 间 (100 ), 三 者 的 皂 含 量 均 为 7.5%, 且 酸 与 金 属 铝 的 摩 尔 比 为 2:1 调 整 酸 与 金 属 铝 的 摩 尔 比 可 有 助 提 高 油 脂 的 工 作 稳 定 性 苯 胺 点 高 于 210 的 基 础 油 能 表 现 出 更 好 的 工 作 稳 定 性 以 上 均 为 广 义 说 法, 细 节 调 整 需 要 实 际 情 况 的 实 验 室 数 据 支 持 油 菜 籽 油 或 太 阳 花 油 或 二 者 的 混 合 ( 混 合 的 油 菜 籽 油 通 常 用 中 度 吹 制 油, 占 10~15 %) 吹 制 油 可 提 高 增 稠 剂 的 有 效 性 及 油 脂 产 量 此 外, 与 合 成 油 或 合 成 酯 类 油 混 合 可 增 加 油 脂 的 功 能 性 Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
反 应 式 标 准 的 Kolate 是 一 个 六 角 环 状 分 子, 由 三 个 氧 原 子 和 三 个 铝 原 子 间 隔 链 接 组 成 1 个 异 丙 醇 链 接 1 个 铝 原 子 理 论 来 说, 在 第 一 步 反 应 中, 脂 肪 酸 分 子 取 代 环 上 的 醇 形 成 环 状 硬 脂 酸 铝 这 步 反 应 在 100 发 生 随 着 温 度 上 升, 第 二 步 反 应 发 生, 苯 甲 酸 分 子 把 环 状 硬 脂 酸 分 子 上 的 环 打 断, 形 成 三 个 独 立 的 氢 氧 铝 硬 脂 苯 甲 酰 分 子 这 个 反 应 要 在 正 常 大 气 压 下 完 成, 才 能 最 大 程 度 上 控 制 酯 的 形 成 若 用 Kolate 6030, 第 一 步 的 取 代 反 应 已 完 成, 醇 已 被 充 分 释 放, 只 需 要 考 虑 第 二 步 反 应 见 下 图 : 第 一 步 HR RH RH + R'C H 脂 肪 酸 3 R'C 第 二 步 R'C + R'C H 苯 甲 酸 3 R'C H 3 氢 氧 铝 硬 脂 苯 甲 酰 典 型 反 应 正 如 图 表 1 所 见, 高 品 质 的 皂 所 需 的 苯 甲 酸 与 脂 肪 酸 的 比 例 小 于 1 以 下 面 的 参 数 作 例, 基 础 油 为 650SUS, 苯 胺 点 为 210, 皂 含 量 为 7.5%, 苯 甲 酸 与 脂 肪 酸 的 摩 尔 比 例 为 0.75, 酸 与 铝 的 摩 尔 比 例 为 1.9: Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
5.25% 脂 肪 酸 ( 分 子 量 为 272) 1.77% 苯 甲 酸 0.48% 铝 (100% 纯 铝 ) 92.5% 基 础 油 100% 请 注 意, 比 例 里 面 要 求 的 0.48% 是 100% 的 纯 铝, 而 不 是 Kolate 在 这 种 情 况 下, 作 为 铝 含 量 为 12.7 % 的 Kolate 7013LV, 即 Kolate 7013LV 约 占 3.78 % 在 实 际 的 油 脂 制 作 过 程 中, 整 个 配 方 可 以 精 确 调 整 到 100 % 有 一 种 特 定 的 酸 的 组 合 可 以 使 这 种 比 例 作 出 一 些 横 向 调 整 脂 肪 酸 可 以 由 几 种 不 同 的 酸 组 成, 而 且 各 种 酸 各 具 特 点 在 这 种 情 况 下, 每 摩 尔 酸 都 算 作 是 所 需 总 脂 肪 酸 的 一 部 分 要 实 际 的 权 重 比 例, 首 先 得 决 定 单 位 批 量 大 小, 从 而 决 定 皂 基 的 用 量 采 用 铝 作 为 主 要 成 分, 配 方 可 如 上 所 述 举 个 例 子, 单 批 次 为 1500 磅 的 油 脂 含 皂 7.5 %, 我 们 将 需 要 112.5 磅 皂 每 摩 尔 铝 原 子 需 要 1.9 摩 尔 的 酸, 而 按 上 所 述, 苯 甲 酸 与 脂 肪 酸 的 比 例 为 0.75 在 这 个 例 子 中, 我 们 假 定 一 个 不 饱 和 脂 肪 酸 的 酸 值 是 206, 分 子 量 是 272 单 位 重 量 比 例 如 下 : 铝 27 脂 肪 酸 1.9/1.75 x 1 x 272 295.3 苯 甲 酸 1.9/1.75 x 0.75 x 122 99.3 共 421.6 现 在 我 们 可 以 得 到 三 种 成 分 的 单 位 重 量 421.6 的 单 位 重 量 直 接 换 成 磅 重 会 超 过 实 际 例 子 的 所 需 (112.5 磅 ), 但 我 们 可 以 得 到 一 个 简 单 的 比 率 : 112.5/421.6 或 者 0.2668 由 此 可 以 每 种 成 分 的 重 量 在 这 个 例 子 当 中, 单 位 可 直 接 看 作 是 磅, 但 这 些 数 字 必 须 转 换 成 百 分 比, 无 论 对 于 整 批 还 是 皂 基 按 磅 计 算 的 话, 这 个 配 方 需 要 : 7.2 磅 纯 铝 ( 即 56.7 磅 Kolate 7013 或 者 Kolate 7013 LV) 78.8 磅 脂 肪 酸 26.5 磅 苯 甲 酸 共 112.5 磅 皂 基 Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
生 产 程 序 先 把 两 种 酸 倒 进 含 有 至 少 80% 基 础 油 的 反 应 釜 中, 并 升 温 至 90 ~ 95 之 间 酸 必 须 搅 拌 至 完 全 溶 解 澄 清 温 度 太 高 会 使 苯 甲 酸 升 华, 挥 发 出 气 味 浓 烈 的 苯 甲 酸 蒸 气 此 时, 可 以 添 加 室 温 下 的 Kolate 如 果 产 品 温 度 太 低, 会 出 现 短 暂 的 局 部 冷 却, 这 样 会 使 苯 甲 酸 从 溶 液 中 分 离, 与 铝 反 应 成 铝 涤 苯 甲 酸, 一 种 木 薯 状 的 皂, 无 法 溶 解 加 入 Kolate 后, 温 度 要 升 至 195 ~200, 维 持 短 暂 的 时 间 如 果 是 试 验 操 作,5 分 钟 足 够 了 如 果 是 批 量 生 产, 也 只 需 要 30 分 钟 只 需 要 保 证 各 成 分 在 皂 基 内 部 完 全 分 散 冷 却 的 最 好 方 式 是 通 过 冷 却 泵, 如 果 没 有 相 关 设 备, 添 油 冷 却 要 相 当 谨 慎, 因 为 这 样 有 可 能 破 坏 油 脂 结 构 如 果 回 添 油 属 于 高 黏 度, 这 点 更 需 要 注 意 当 温 度 达 到 125, 油 脂 相 对 稳 定, 此 时 放 入 添 加 剂 比 较 稳 妥 生 产 油 脂 的 过 程, 需 注 意 以 下 两 点 : 在 添 加 Kolate 时, 溶 液 温 度 的 控 制 十 分 重 要, 如 果 温 度 远 高 于 95, 苯 甲 酸 会 开 始 从 溶 液 中 升 华 如 若 情 况 持 续, 可 致 油 脂 变 质 为 此, 温 度 的 监 测 不 仅 仅 是 反 应 釜 内 部, 也 包 括 釜 壁, 特 别 是 当 通 过 导 热 油 加 热 如 果 加 热 过 快, 釜 壁 的 温 度 可 以 大 大 超 过 该 釜 内 温 度 如 果 搅 拌 过 快 使 溶 液 四 下 溅 至 高 温 的 釜 壁 上, 同 样 会 导 致 苯 甲 酸 流 失, 哪 怕 此 时 溶 液 的 温 度 低 于 升 华 温 度 第 一 次 添 加 Kolate 后, 如 果 加 热 停 止, 溶 液 可 以 保 持 这 个 状 态 稳 定 一 周 以 上, 溶 液 不 会 继 续 稠 化 当 重 新 加 热 和 搅 拌 后, 不 会 对 油 脂 产 生 不 良 影 响 显 然 地, 一 旦 添 加 了 Kolate, 溶 液 的 状 态 可 以 保 持 得 相 当 稳 定, 这 使 得 生 产 过 程 可 灵 活 调 度 设 备 搞 拌 设 备 中 最 常 见 的 是 转 子 - 定 子 设 备 或 均 质 设 备 在 某 些 设 施, 搅 拌 是 通 过 反 复 循 环 至 反 应 釜 中 实 现 ; 其 他 一 些 设 备, 搅 拌 在 冷 却 釜 中 完 成 在 输 送 线 上 安 装 半 封 闭 或 夹 流 阀 也 有 助 于 皂 基 的 搅 拌 均 匀 对 于 一 些 润 滑 脂, 在 包 装 前 通 过 一 个 轻 型 的 搅 拌 机 便 能 满 足 要 求, 这 很 大 程 度 上 取 决 于 配 方 显 然 地, 配 方 中 基 础 油 和 脂 肪 酸 宽 广 的 可 调 节 性, 为 生 产 过 程 提 供 了 调 节 的 便 利 Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
Kolate 6030 使 用 Kolate 6030 的 步 骤 是 完 全 一 样 的 所 需 要 的 铝 与 上 述 Kolate 7013 的 配 方 一 样 然 而, 酸 的 比 例 需 要 作 出 一 定 的 调 整, 因 Kolate 6030 本 身 含 有 酸 以 上 面 介 绍 Kolate 7013 为 例 子, 说 明 一 下 作 为 铝 源,Kolate 6030 与 Kolate 7013 的 配 方 有 何 不 同 Kolate 7013 Kolate 6030 脂 肪 酸 5.25% 2.32%+ 2.93% ( 来 自 6030) 苯 甲 酸 1.77% 1.12%+ 0.65% ( 来 自 6030) 0.48% 0.48% 铝 7.50% 7.50% 92.50% 92.50% 基 础 油 100.00% 100.00% 0.48 铝 需 要 3.78 0.48 铝 需 要 9.06 Kolate 7013 和 1.98 基 础 油 Kolate 6030 和 4.7 基 础 油 基 础 油 含 量 90.3% 基 础 油 含 量 87.8% 总 量 100.0% 总 量 100.0% 在 前 面 的 配 方 里,Kolate 7013 本 身 含 有 的 酸 量 很 少, 可 以 忽 略 不 计, 但 对 于 Kolate 6030 的 配 方, 酸 的 含 量 相 对 更 大, 所 以 必 需 在 实 际 配 方 中 把 Kolate 6030 固 有 的 那 部 分 酸 量 算 进 去 添 加 剂 目 前 市 面 上 有 各 种 各 样 的 添 加 剂 可 供 选 择 大 部 分 能 满 足 所 求 一 般 而 言, 氧 化 和 耐 腐 蚀 剂 的 添 加 量 为 0.5~2.0 %, 而 抗 磨 损 和 EP 可 能 更 大 程 度 上 取 决 于 配 方 基 础 油 的 应 用 许 多 用 户 喜 欢 添 加 聚 合 物 同 样 地, 选 择 繁 多 其 中 一 种 在 复 合 铝 基 脂 中 应 用 成 熟 的 添 加 剂 是 天 然 乳 胶, 添 加 量 约 为 0.5%, 虽 然 应 用 领 域 越 来 越 广, 但 大 多 数 情 况 下, 油 脂 的 滴 点 不 受 影 响 Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,
食 品 加 工 机 械 用 脂 复 合 铝 基 脂 一 个 很 重 要 的 应 用 是 作 为 食 品 级 润 滑 脂 用 在 与 食 物 有 接 触 的 磨 擦 点 上, 这 早 已 得 到 美 国 农 业 部 (USDA) 认 可, 可 取 得 H1 认 证 可 生 物 降 解 润 滑 脂 前 面 有 提 到, 复 合 铝 基 脂 的 基 础 油 可 选 用 植 物 油 或 合 成 酯 选 取 适 当 的 添 加 剂, 复 合 铝 基 脂 可 具 有 优 异 的 极 压 性 耐 磨 性 热 稳 定 性 及 耐 腐 蚀 性 有 几 个 典 型 的 配 方 已 通 过 CEC EPA 改 良 斯 姆 特 法 ( 测 试 物 质 的 生 物 降 解 性 ) 等 测 试, 这 些 润 滑 脂 易 于 生 物 降 解 而 不 会 污 染 土 壤 应 用 行 业 广 泛, 包 括 铁 路 采 矿 交 通 运 输 农 业 及 各 种 航 海 或 水 下 机 械 作 业 储 存 由 于 Kolate 含 有 铝 醇 及 活 跃 的 酰 化 物, 这 些 物 质 容 易 与 潮 湿 空 气 中 的 水 分 发 生 不 可 逆 转 的 反 应, 形 成 部 分 水 解 的 物 质, 造 成 不 必 要 的 损 失, 因 此 必 须 存 放 在 干 燥 环 境, 避 免 水 直 接 接 触 桶 盖 部 分 水 解 的 物 质 会 在 产 品 表 面 形 成, 以 隔 绝 外 部 空 气 的 水 分, 但 时 间 过 长 或 湿 气 过 重, 此 物 质 会 增 厚 甚 至 下 沉, 因 此 建 议 定 期 清 除 表 面 的 这 层 膜 操 作 时 要 注 意 个 人 安 全, 戴 手 套 和 护 目 镜, 并 保 持 环 境 通 风, 请 详 阅 产 品 对 应 的 MSDS( 安 全 资 料 表 ) Metal rganics NTE: l information is offered in good faith,