CN111500377B - 一种用于电气设备的环保绝缘清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电气设备的环保绝缘清洗剂，包括非极性有机溶剂50‑90份，极性有机溶剂30‑60份，聚醚改性有机硅1‑10份，抗静电剂0.5‑2份，有机阻燃剂1‑5份，和防凝露剂5‑10份。根据本发明的环保绝缘清洗剂使用无卤极性和非极性溶剂复配，对油污或无机盐污秽均具有较高的清洗效率，同时本清洗剂的体系中添加有机阻燃剂和抗静电剂，具有优异的阻燃性和抑制静电产生的能力。

Description

一种用于电气设备的环保绝缘清洗剂

技术领域

本发明涉及一种绝缘清洗剂，具体涉及一种用于电气设备的环保绝缘清洗剂。

背景技术

随着经济的快速发展，由于生产、生活导致的大气污染日益严重，由于环境空气中含有各种尘埃、盐分、油污等微小颗粒污染物，这些污染物会随着时间逐渐沉积在长期运行的电力电气设备上形成尘垢层。这种尘垢层的存在不仅影响设备的运行效率，而且还对电力电气设备的可靠性造成严重的影响。尘垢的组成异常复杂，包括灰尘、无机阴阳离子、油污等，覆盖在设备上的尘垢影响设备的散热性能，导致设备的运行效率降低。污垢中的无机阴阳离子不仅会腐蚀设备中的金属材料，而且还起到导电的作用，严重的情况可能会引起短路，从而造成不可估量的损失。因此，必须对长期运行的电力电气设备进行定期清洗。

为降低因清洗停电造成的经济损失，需要采用带电清洗的方式。但是，电力电气设备运行中承载高电压，所以提供的清洗剂必须具有高度绝缘性和高击穿电压，保证清洗时通信设备在正常运行情况下不受影响，同时保证清洗人员的安全。

含有一种或多种消耗臭氧层物质(ODS成分)的带电清洗剂，不燃烧，无易燃易爆危险，且对各种金属零配件和塑料无腐蚀影响，具有高效安全的特性。但是根据《消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的规定，2006年1月1日起在清洗行业全面禁止使用ODS成分。在我国生产和消费的常用ODS成分主要有以下10种：CFC-11、CFC-12、CFC 113、哈龙1211、哈龙1301、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、HCFC22、HCFC141b和甲基溴。

现有电气设备清洗剂多数采用四氯乙烯、二氯甲烷、三氟二氯乙烷等含有卤素的有机溶剂，对施工人员的身体健康带来较大威胁，对于在封闭环境下的电气设备施工，威胁更大，同时不符合安全环保要求。

因此，迫切需要提供对环境友好，同时具有良好的绝缘性和清洗能力的环保绝缘清洗剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不含ODS成分和卤素的环境友好型清洗剂，其不仅能用于电力电气设备的带电清洗，而且能保证清洗过程中操作人员的安全，同时具有良好的阻燃性和抗静电性。

根据本发明的一个方面，提供一种用于电气设备的环保绝缘清洗剂，包括以下重量份的组分：非极性有机溶剂50-90份，极性有机溶剂30-60份，聚醚改性有机硅1-10份，抗静电剂0.5-2份，有机阻燃剂1-5份，和防凝露剂5-10份。

优选地，所述非极性有机溶剂为C9-C12直链烷烃和C9-C12支链烷烃中的一种或多种。

所述极性有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或多种。

所述聚醚改性有机硅为聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、二甲胺聚醚、氨基聚醚或尿聚醚改性含氢硅油得到的有机硅中的一种或多种。

所述抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐NP-4PK或酚醚磷酸酯钾盐NP-10PK。

所述防凝露剂是八甲基环四硅氧烷。

所述有机阻燃剂是液态有机磷酸酯。

所述有机磷酸酯选自烷酚醚磷酸酯和丁基三苯基硫代磷酸酯中的一种或多种。

根据本发明的环保绝缘清洗剂使用不含卤素的极性和非极性溶剂、聚醚改性有机硅、抗静电剂、有机阻燃剂和防凝露剂五种组分进行复配，对油污或无机盐污秽均具有较高的清洗效率，同时能够有效消除静电，具有优异的阻燃性。

具体实施方式

根据本发明提供的环保绝缘清洗剂，包括以下重量份的组分：非极性有机溶剂50-90份，极性有机溶剂30-60份，聚醚改性有机硅1-10份，抗静电剂0.5-2份，有机阻燃剂1-5份，和防凝露剂5-10份。

在上述绝缘清洗剂中，使用极性有机溶剂和非极性有机溶剂复配，可以增强对油污、极性污秽的高效溶剂去除。可用于本发明的极性有机溶剂可为乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或多种。可用于本发明的非极性有机溶剂为C9-C12直链烷烃和C9-C12支链烷烃中的一种或多种，例如可为正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、2-甲基辛烷，3-甲基壬烷，2-甲基癸烷，2,5-二甲基壬烷等。

上述聚醚改性有机硅通常是以端甲基硅氧烷为疏水主链，在其中间位有一个或多个有机极性基团而构成的表面活性物质，该有机极性基团例如可为聚醚类基团，优选为聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、二甲胺聚醚、氨基聚醚或尿聚醚。即，用于本发明的聚醚改性有机硅聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、二甲胺聚醚、氨基聚醚或尿聚醚改性含氢硅油得到的有机硅中的一种或多种。

可用于本发明的聚醚改性有机硅可通过以下方法制备：

在装有搅拌器、温度计、冷凝管、氮气导气管的250mL四口烧瓶中，加入计量的含氢硅油、聚醚(聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、二甲胺聚醚、氨基聚醚或尿聚醚)和氯铂酸，开启搅拌，先通5min氮气后，在氮气的保护下缓慢加热到120℃，控制温度恒定不变，反应7h后，降温冷却后加入一定量白土，搅拌，取出产物进行真空抽滤，即可得到聚醚改性有机硅。

该有机硅表面活性物质因其具有高表面活性和甲基的低表面能，同时硅氧烷主主链的高柔软性，甲基在表面密集排列，使得有机基团最大程度地得到利用。因此，通过上述聚醚改性有机硅可以将清洗剂体系的表面张力降至20～30mN·m^-1。这种超低的表面张力可以使其有效润湿电气设备表面的污秽，达到高效快速去除的目的。

上述有机阻燃剂是液态有机磷酸酯，如烷酚醚磷酸酯(TXP-10)、丁基三苯基硫代磷酸酯等。

上述抗静电剂是酚醚磷酸酯钾盐NP-4PK或酚醚磷酸酯钾盐NP-10PK。

上述防凝露剂是八甲基环四硅氧烷(D4)。该防凝露剂具有高洗净值，并且具有电绝缘性，具有较强的去污能力和绝缘性，能大幅提高清洗剂的耐压值，同时能防止带电清洗时由于溶剂的挥发导致的设备组件或部件表面因温度下降导致的“凝露”现象。

上述环保绝缘清洗剂使用不含卤素的极性有机溶剂和非极性有机溶剂，与聚醚改性的有机硅、抗静电剂、有机阻燃剂和抗静电剂相互配合，能快速有效地对油污或无机盐污秽进行润湿，从而具有较高的清洗效率，同时能够在清洗后抑制静电的产生，有效消除静电。由此，本发明的绝缘清洗剂不仅安全环保，而且具有优异的绝缘性能，较高的耐击穿电压能力，清洗效率可达99％以上，耐击穿电压可达35kV以上。

通过以下实施例将更清楚地阐述本申请的各个技术方案。

实施例

聚醚改性有机硅的制备

在装有搅拌器、温度计、冷凝管、氮气导气管的250mL四口烧瓶中，加入计量的含氢量为0.43％的端甲基含氢硅油摩尔分数1份、聚醚摩尔分数1.4份(聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、二甲胺聚醚、氨基聚醚或尿聚醚)和氯铂酸摩尔分数1.5×10^-5，开启搅拌，先通5min氮气后，在氮气的保护下缓慢加热到120℃，控制温度恒定不变，反应7h后，降温冷却后加入一定量白土，搅拌，取出产物进行真空抽滤，即可得到聚醚改性有机硅。

绝缘清洗剂的制备

实施例1

将50g非极性有机溶剂正癸烷、30g异丙醇与1g聚氧乙烯醚改性有机硅(表面张力23.5mN·m^-1)混合均匀；然后加入0.5g酚醚磷酸酯钾盐NP-10PK、1g丁基三苯基硫代磷酸酯和5g八甲基环四硅氧烷，混合均匀，制得绝缘清洗剂。

实施例2

将90g非极性有机溶剂正十一烷，60g乙酸乙酯与10g聚氧丙烯醚改性有机硅(表面张力23mN·m^-1)混合均匀；然后加入2g酚醚磷酸酯钾盐NP-4PK、5g烷酚醚磷酸酯TXP-10和10g八甲基环四硅氧烷，混合均匀，制得绝缘清洗剂。

实施例3

将70g非极性有机溶剂2,5-二甲基壬烷，45g丙醇与5g聚烯丙醇聚氧烷基醚改性有机硅(表面张力22.5mN·m^-1)混合均匀；然后加入1g酚醚磷酸酯钾盐NP-10PK、3g丁基三苯基硫代磷酸酯和7g八甲基环四硅氧烷，混合均匀，制得绝缘清洗剂。

实施例4

将80g非极性有机溶剂正壬烷，40g丙酮与8g氨基聚醚改性有机硅(表面张力22mN·m^-1)混合均匀；然后加入1.5g酚醚磷酸酯钾盐NP-4PK、2g烷酚醚磷酸酯TXP-10和8g八甲基环四硅氧烷，混合均匀，制得绝缘清洗剂。

对比例1

将80g环己烷，40g丙酮与16g八甲基环四硅氧烷混合均匀，然后加入1.5g月桂醇胺和2g烷酚醚磷酸酯TXP-10，混合均匀，制得绝缘清洗剂。

对比例2

将80g环己烷，40g丙酮与8g乙烯基三甲氧基硅烷混合均匀；然后加入1.5g月桂醇胺、2g氢氧化铝和8g八甲基环四硅氧烷，混合均匀，制得绝缘清洗剂。

对比例3

将80g环己烷，40g丙酮与8g乙烯基三甲氧基硅烷混合均匀；然后加入1.5g酚醚磷酸酯钾盐NP-4PK、2g氢氧化铝和8g八甲基环四硅氧烷，混合均匀，制得绝缘清洗剂。

对比例4

以与实施例4相同的方法制备绝缘清洗剂，不同之处在于不加入八甲基环四硅氧烷。

对比例5

以与实施例4相同的方法制备绝缘清洗剂，不同之处在于不加入八甲基环四硅氧烷，氨基聚醚改性有机硅的加入量为16g。

性能测试

按照以下标准对根据实施例1～4以及对比例1～3制备的绝缘清洗剂清洗效率、耐击穿电压、抗静电性能和阻燃性等：

燃烧性能测试方法:取一小块脱脂棉沾取清洗剂，以脱脂棉拿起时不滴漏为适量，将沾有清洗修复剂的脱脂棉放置在火焰上3s，观察有无燃烧和阴燃现象，并记录时间。

清洗能力测试：准备三片100mm×100mm瓷片，将瓷片称重m₁，将3g左右的污秽液均匀的涂在瓷片上，放置在60℃的环境中干燥12h称重m₂。将涂有污秽的瓷片浸泡到清洗剂中20min，将试片取出干燥2h后称重m₃。洗净率＝(m₂-m₃)/(m₂-m₁)×100％。

工频击穿电压测试：环境湿度不高于75％，试验时清洗修复剂的温度应与室温相同。油杯的两个电极应安装在水平轴上，其间隙为2.5mm，试验时速度为2kV/s均速升压，直至试样发生击穿，击穿电压就是电极间发生第一个火花时的电压值。每次击穿后，用准备好的玻璃棒在电极间拨弄数次或用其他方式搅动，除掉因击穿而产生的游离碳，并静置1min～5min，待气泡消失后再进行下一次试验。清洗修复剂的击穿强度试验应连续进行6次，6次击穿电压的算术平均值作为该试样的工频击穿电压。

防凝露性能测试：将一条铝条的一半用清洗剂擦洗干燥后，然后将其置于-15℃的冰箱内，10min后取出铝条置于装有开水的杯子上，10min后观察铝条表面的凝露情况。

抗静电性测试：

三块尺寸4.5cm×4.5cm的铝片，使用清洗剂擦洗干燥后，在温度50℃下预先烘干30分钟，在试验用大气条件下调湿平衡5小时，将样品夹于样品夹中，使针电极及样品上表面相距20±1mm，感应电极(直径28.0±0.5mm)与样品上表面相距15±1mm。待湿度达到设定值时，按下“运行”键，开始测试。驱动平台(直径200±4mm，转速1000r/min以上)，待转动平稳后，在针电极上加+10kV高压。经30s后，断开高压开关，使平台继续旋转，测出半衰期。

根据以上标准测得的结果示于以下表1中。

表1

由以上表1中的结果可看出，根据实施例1至4的绝缘清洗剂将具有长链结构的非极性有机烷烃溶剂和极性小分子有机溶剂组合成混合溶剂，与具有聚醚改性结构的聚醚改性的有机硅树脂结合，同时配合有机磷酸酯型阻燃剂、抗静电剂和防凝露剂的相互配合，能实现良好的绝缘性、阻燃性、安全性和清洗能力，并具有抗静电性能。具体地，参见对比例1至3，即使采用了与实施例4单个组分功能相当的成分，以相同的用量组合，在清洗效率、耐击穿电压、阻燃性和防凝露特性方面，都显著劣于根据实施例4的组合物。进一步参见对比例4和5，不加入八甲基环四硅氧烷的组合物，防凝露效果较差。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (1)

1.一种用于电气设备的环保绝缘清洗剂，其特征在于，其由以下重量份的组分：非极性有机溶剂50-90份，极性有机溶剂30-60份，聚醚改性有机硅1-10份，抗静电剂0.5-2份，有机阻燃剂1-5份和防凝露剂5-10份制成，所述抗静电剂为酚醚磷酸酯钾盐NP-4PK或酚醚磷酸酯钾盐NP-10PK；

其中，所述聚醚改性有机硅为氨基聚醚改性含氢硅油得到的有机硅；

其中，聚醚改性有机硅的制备方法为：在装有搅拌器、温度计、冷凝管、氮气导气管的250mL四口烧瓶中，加入计量的含氢量为0.43％的端甲基含氢硅油摩尔分数1份、聚醚摩尔分数1.4份和氯铂酸摩尔分数1.5×10^-5，开启搅拌，先通5min氮气后，在氮气的保护下缓慢加热到120℃，控制温度恒定不变，反应7h后，降温冷却后加入一定量白土，搅拌，取出产物进行真空抽滤，即可得到聚醚改性有机硅；所述聚醚为聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、二甲胺聚醚、氨基聚醚或尿聚醚中的一种或多种；

其中，所述有机阻燃剂是液态有机磷酸酯；

所述非极性有机溶剂为正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、2-甲基辛烷、3-甲基壬烷、2-甲基癸烷或2,5-二甲基壬烷中的一种或多种；

所述极性有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或多种；

所述防凝露剂是八甲基环四硅氧烷；

所述有机磷酸酯选自烷酚醚磷酸酯和丁基三苯基硫代磷酸酯中的一种或两种。