CN117229857A - 一种绝缘子清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种绝缘子清洗剂及其制备方法和应用，属于清洗剂技术领域。由以下原料按重量份制备而成：非离子表面活性剂组合物15‑30份、阴离子表面活性剂3‑5份、螯合剂2‑4份、酸碱调节剂0.1‑2份、缓蚀剂0.1‑1份、溶剂7‑10份、水80‑90份。本发明绝缘子清洗剂具有阻燃性、无腐蚀性、耐电压、易挥发、环保性的特点，能够迅速清除绝缘子设备附着的油污、粉尘、碳粉等各种污染物，延长绝缘子的使用寿命；对绝缘子及喷涂有RTV涂料绝缘子、金属、油漆饰面、绝缘覆盖层、塑料、硅橡胶等无腐蚀，不会降低绝缘子的憎水性；气味和皮肤刺激性小，对人体的安全性较高。
Description
技术领域
本发明涉及清洗剂技术领域，具体涉及一种绝缘子清洗剂及其制备方法和应用。
背景技术
绝缘子指的是安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件。按照使用的绝缘材料的不同，可分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子(也称合成绝缘子)。其中较为重要的是复合绝缘子，其绝缘件由玻璃纤维树脂芯棒(或芯管)和有机材料的护套及伞裙组成的绝缘子。复合绝缘子最外层的有机保护材料是有机硅橡胶(RTV)，主要含有Si-O-Si键，具有优异的绝缘性能，耐电晕性和耐电弧性，显著的特征是高温稳定性，有优良的耐候性，普通硅橡胶具有中等的耐油、耐溶剂性能。洁净的绝缘子表面为疏水性，绝缘子表面积污秽后，表面疏水性增加，污秽与绝缘子表面因范德华力而发生吸附，表面没有氢键结合。
在对绝缘子表面污秽成分研究方面，C.sungnam、李恒真、冯斌、任绍梅等分别对不同地区的绝缘子污秽成分进行研究，结果表明污秽主要成分为硫酸钙和二氧化硅，其中沿海地区污秽中可溶性成份是以氯化钠为主，而内陆要成份是以硫酸钙为主。刘凯等对高压绝缘子表面污秽分析，其中无机物主要是二氧化硅与氧化铝，有机物主要为动植物的油脂和矿物油，其质量分数为18％左右；SEM结果表明这种硅垢结构致密，并与绝缘子表面的RTV涂料紧密结合，垢质特殊极难清洗。曹宏伟等研究表明，绝缘子表面污秽的厚度约20微米，堆积较为紧密，硅橡胶层老化缝隙中有污秽渗入。
在对绝缘子表面污秽的清洗材料研究方面，传统的方法主要为手持喷枪、直升机喷水、机器人遥控喷枪和固定水枪冲洗等。也有部分采用水性的绝缘子清洗剂进行清洗，但普适性和功能性差，只针对金属或陶瓷部分，或复合材料橡胶部分单独清洗，且整体清洗效率较低；部分采用绝缘子清洗剂进行擦洗，这类清洗剂大多含有二氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯等有机溶剂，对人体皮肤的腐蚀性强且对环境的危害性比较大，不适宜大规模使用。绝缘子伞裙间的缝隙中的污秽不易清除，部分重污秽区的绝缘子表面污秽很厚且比较致密，采用人工清除的方式不仅清灰效果不佳且效率低下，仅靠高压水洗也很难将其彻底清洗干净。
中国专利文献CN101338258A公开了一种高压带电清洗剂，该清洗剂主要组成为变压器油、石脑油、轻溶剂油和渗透剂。该清洗剂绝缘性高，无环境污染，使用方便，但是较易燃烧，容易引起事故。中国专利文献CN1566309A公开了一种电气设备电路带电清洗剂，该清洗剂主要有二氯五氟丙烷和二甲基硅油组成；同样，中国专利文献CN1445352A公开了一种电子设备清洗剂，该清洗剂由二氯五氟丙烷和C5-C15的烷烃组成；中国专利文献CN1884465A公开了一种精密电子仪器在线清洗剂以及生产方法，该清洗剂由二氯五氟丙烷、三氯乙烷和二氯一氟乙烷组成；中国专利文献CN101886025A公开了一种用于清洗电瓷件表面污垢的清洗剂，该清洗剂由三氯乙烯、乙醇、聚乙烯醇、二氧化硅、OP乳化剂、乙醇胺、乙二醇、工业香精、硅油组成。这些清洗剂可带电清洗，但是在用于高压绝缘子清洗时，清洗剂渗透性能不好，对于积污严重的绝缘子清洗效果较差；而对于以三氯乙烯为主的清洗剂，沸点较高，挥发性能差，易残留在绝缘子表面引起事故。
发明内容
本发明的目的在于提出一种绝缘子清洗剂及其制备方法和应用，具有阻燃性、无腐蚀性、耐电压、易挥发、环保性的特点，能够迅速清除绝缘子设备附着的油污、粉尘、碳粉等各种污染物，延长绝缘子的使用寿命；对绝缘子及喷涂有RTV涂料绝缘子、金属、油漆饰面、绝缘覆盖层、塑料、硅橡胶等无腐蚀，不会降低绝缘子的憎水性；气味和皮肤刺激性小，对人体的安全性较高。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种绝缘子清洗剂，由以下原料按重量份制备而成：非离子表面活性剂组合物15-30份、阴离子表面活性剂3-5份、螯合剂2-4份、酸碱调节剂0.1-2份、缓蚀剂0.1-1份、溶剂7-10份、水80-90份；
所述非离子表面活性剂组合物为氟碳Gemini非离子表面活性剂和腰果酚型非离子表面活性剂的混合物，质量比为5-7:2，所述氟碳Gemini非离子表面活性剂的结构式如式I所示：
所述腰果酚型非离子表面活性剂的结构式如式II所示：
其中，n＝2-5，m＝2-6。
作为本发明的进一步改进，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠、十八烷基硫酸钠中的至少一种；所述螯合剂选自乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、乙酸钠中的至少一种；所述酸碱调节剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、三乙醇胺、柠檬酸钠、柠檬酸、苯甲酸钠中的至少一种；所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、草酸钠、亚硝酸钠、羧乙基两性咪唑啉、十七烯基胺乙基咪唑啉中的至少一种；所述溶剂为二乙二醇丁醚和N-甲基吡咯烷酮的混合物，质量比为3-5:2。
作为本发明的进一步改进，所述氟碳Gemini非离子表面活性剂的制备方法如下：
S1.将油酸和缩乙二醇醚在催化剂对甲苯磺酸的作用下反应，制得中间体1，结构如下：
所述缩乙二醇醚选自一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、四缩五乙二醇、五缩六乙二醇中的至少一种；
S2.将中间体1和间氯过氧苯甲酸反应，制得中间体2，结构如下：
S3.将中间体2与全氟羧酸反应，制得产物；
所述全氟羧酸选自全氟乙酸、全氟丙酸、全氟丁酸、全氟戊酸中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述油酸和缩乙二醇醚的摩尔比为2-2.1:1，所述催化剂对甲苯磺酸的添加量为油酸质量的1-1.5wt％，所述中间体1和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:2.1-2.3，所述中间体2与全氟羧酸的摩尔比为1:2-2.1。
作为本发明的进一步改进，所述氟碳Gemini非离子表面活性剂的制备方法具体如下：
S1.将2-2.1摩尔当量油酸和1摩尔当量缩乙二醇醚加入甲苯中，加入催化剂对甲苯磺酸，加热回流反应2-4h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体1；
所述催化剂对甲苯磺酸的添加量为油酸质量的1-1.5wt％；
S2.将1摩尔当量中间体1加入二氯甲烷中，加入2.1-2.3摩尔当量间氯过氧苯甲酸，5-15℃反应24-30h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入乙酸乙酯重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体2；
S3.将1摩尔当量中间体2与2-2.1摩尔当量全氟羧酸加入二氯甲烷中，加热回流反应1-3h，过滤，洗涤，干燥，制得产物。
作为本发明的进一步改进，所述腰果酚型非离子表面活性剂的制备方法如下：
T1.将腰果酚和间氯过氧苯甲酸反应，制得中间体3，结构如下：
T2.将中间体3和缩乙二醇醚在催化剂三氟化硼乙醚的作用下反应，制得产物；
所述缩乙二醇醚选自一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、四缩五乙二醇、五缩六乙二醇中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述腰果酚和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:2.1-2.3，所述中间体3和缩乙二醇醚的摩尔比为1:2-2.1，所述催化剂三氟化硼乙醚的添加量为中间体3重量的0.01-0.02％。
作为本发明的进一步改进，所述腰果酚型非离子表面活性剂的制备方法具体如下：
T1.将1摩尔当量腰果酚加入二氯甲烷中，加入2.1-2.3摩尔当量间氯过氧苯甲酸，5-15℃反应20-24h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入石油醚重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体3；
T2.将1摩尔当量中间体3和2-2.1摩尔当量缩乙二醇醚加入甲苯中，加入催化剂三氟化硼乙醚，80-85℃搅拌反应3-5h，过滤，洗涤，干燥，制得产物；
所述催化剂三氟化硼乙醚的添加量为中间体3重量的0.01-0.02％。
本发明进一步保护一种上述绝缘子清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
将非离子表面活性剂组合物、阴离子表面活性剂溶于水中，加入螯合剂、酸碱调节剂、缓蚀剂和溶剂，搅拌混合均匀，制得绝缘子清洗剂。
本发明进一步保护一种上述绝缘子清洗剂在清洗高压绝缘子、喷涂有RTV涂料绝缘子、硅橡胶绝缘子、复合绝缘子、支柱绝缘子中的应用。
本发明具有如下有益效果：
绝缘子由于长期悬挂在户外，其表面会附着大量污物，导致绝缘性能下降，形成污闪。污闪会破坏绝缘子的绝缘性，使绝缘子的绝缘性能进一步下降。油脂、二氧化硅、CaSO4、NaCl是绝缘子污物的主要成分，其中，油脂、二氧化硅可以依靠本发明清洗剂中低表面张力的表面活性剂对绝缘子表面进行润湿，达到清洗的目的。阴离子表面活性剂的带电基团，可有效清除绝缘子防污闪涂料表面的污渍，恢复绝缘子表面优良的憎水性和憎水迁移性。
本发明制备了两种非离子表面活性剂，包括氟碳Gemini非离子表面活性剂和腰果酚型非离子表面活性剂，制备方法简单，原料来源广，成本低，合成条件温和，且具有极好的表面性能，能大大降低清洗剂的表面能，乳化性能佳，临界胶束浓度极低，低浓度清洗也有较强的渗透力，不呈离子性质，在混合配制成的清洗液中能够稳定的与其他各种成分共存，包括普通硬水杂质，从而扩大了其使用范围，该两种非离子表面活性剂形成的复配体系的稳定性高，溶解性强，具有协同增效的作用。
氟碳Gemini非离子表面活性剂中含有含氟基团，溶剂组分挥发后，该氟碳Gemini非离子表面活性剂可以在硅橡胶表面形成保护膜，其中非极性基团对硅橡胶的润湿性好，朝硅橡胶表面取向，而含氟基团对硅橡胶的润湿性差，朝保护膜处的空气取向和延伸，进而大大减小界面的表面能，从而使得绝缘子表面的憎水性得到增强，另外，非极性碳氢键与污秽发生吸附，使得表面活性剂的极性基朝向绝缘子表面和空气，降低了污秽与绝缘子表面的范德华结合力，从而使污秽从绝缘子表面脱落。腰果酚型非离子表面活性剂对污垢增溶作用，使污秽溶解在清洗剂中，在污秽质点表面形成定向排列的分子层，增强去污作用。另外，阴离子表面活性剂中的无机离子附着在污秽质上，能够改变污秽点的静电引力，促进去污剂溶液悬浮污秽的能力。三者的相互作用下，利用润湿和乳化作用，在低的表面张力作用下，收缩固体表面的能力就增强，对垢层的润湿效果明显，通过乳化作用直接降低污秽的附着力从而达到清洗绝缘子表面的污秽。
污秽物的复杂结构中一般都含有僧水性和亲水性基团，本发明清洁剂表面活性剂组分中包括两部分组成，一部分是由碳氢链组成，它在油中溶解，在水中不溶解，另一部分是水溶性基团，它的分子能在水中溶解而发生表面活性作用，表面活性物质分子与污秽质点接触后其僧水的一端会吸附在污秽质点上，而亲水一端与水结合在一起，使得吸附在污秽质点周围的很多定向排列的分子起到了桥梁作用，使污秽质点和周围水溶液牢固地连接在一起，从而使憎水性污秽具有亲水性，在擦试过程中，污秽质点会脱离绝缘子表面，达到去污作用。
本发明制得的绝缘子清洗剂具有阻燃性、无腐蚀性、耐电压、易挥发、环保性的特点，能够迅速清除绝缘子设备附着的油污、粉尘、碳粉等各种综合污染物，延长绝缘子的使用寿命；对绝缘子及喷涂有RTV涂料绝缘子、金属、油漆饰面、绝缘覆盖层、塑料、硅橡胶等无腐蚀，不会降低绝缘子的憎水性；气味和皮肤刺激性小，对人体的安全性较高，可创造一个好的清洗环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为氟碳Gemini非离子表面活性剂的合成路线图；
图2为腰果酚型非离子表面活性剂的合成路线图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制备例1氟碳Gemini非离子表面活性剂的制备
如图1，方法具体如下：
S1.将0.2mol油酸和0.1mol一缩二乙二醇加入200mL甲苯中，加入催化剂对甲苯磺酸，加热回流反应2h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体1；ESI-MS计算值：C40H75O5(M+H)+635.55，实测值：635.6，收率为94.6％。
所述催化剂对甲苯磺酸的添加量为油酸质量的1wt％；
S2.将0.1mol量中间体1加入200mL二氯甲烷中，加入0.21mol间氯过氧苯甲酸，5℃反应30h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入乙酸乙酯重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体2；ESI-MS计算值：C40H75O7(M+H)+667.54，实测值：667.5，收率为92.1％。
S3.将0.1mol中间体2与0.2mol全氟丁酸加入200mL二氯甲烷中，加热回流反应1h，过滤，洗涤，干燥，制得产物，ESI-MS计算值：C50H77F18O11(M+H)+1195.51，实测值：1195.5，收率为89.6％。
制备例2氟碳Gemini非离子表面活性剂的制备
如图1，方法具体如下：
S1.将0.21mol油酸和0.1mol二缩三乙二醇加入200mL甲苯中，加入催化剂对甲苯磺酸，加热回流反应4h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体1；ESI-MS计算值：C42H79O6(M+H)+679.58，实测值：679.6，收率为94.1％；
所述催化剂对甲苯磺酸的添加量为油酸质量的1.5wt％；
S2.将0.1mol量中间体1加入200mL二氯甲烷中，加入0.23mol间氯过氧苯甲酸，15℃反应24h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入乙酸乙酯重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体2；ESI-MS计算值：C42H79O8(M+H)+711.57，实测值：711.6，收率为91.3％；
S3.将0.1mol中间体2与0.21mol全氟乙酸加入200mL二氯甲烷中，加热回流反应3h，过滤，洗涤，干燥，制得产物，ESI-MS计算值：C48H81F10O12(M+H)+1039.55，实测值：1039.6，收率为91.5％。
制备例3氟碳Gemini非离子表面活性剂的制备
如图1，方法具体如下：
S1.将0.205mol油酸和0.1mol一缩二乙二醇加入200mL甲苯中，加入催化剂对甲苯磺酸，加热回流反应3h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体1，收率为95.5％；
所述催化剂对甲苯磺酸的添加量为油酸质量的1.2wt％；
S2.将0.1mol量中间体1加入200mL二氯甲烷中，加入0.22mol间氯过氧苯甲酸，10℃反应27h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入乙酸乙酯重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体2，收率为93.2％；
S3.将0.1mol中间体2与0.205mol全氟丙酸加入200mL二氯甲烷中，加热回流反应2h，过滤，洗涤，干燥，制得产物，ESI-MS计算值：C48H77F14O11(M+H)+1095.52，实测值：1095.5，收率为90.8％。
制备例4腰果酚型非离子表面活性剂的制备
如图2，方法具体如下：
T1.将0.1mol腰果酚加入200mL二氯甲烷中，加入0.21mol间氯过氧苯甲酸，5℃反应24h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入石油醚重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体3；ESI-MS计算值：C21H33O3(M+H)+333.24，实测值：333.2，收率为92.2％；
T2.将0.1mol中间体3和0.2mol三缩四乙二醇加入200mL甲苯中，加入催化剂三氟化硼乙醚，80℃搅拌反应3h，过滤，洗涤，干燥，制得产物；ESI-MS计算值：C37H69O13(M+H)+721.47，实测值：721.5，收率为86.5％；
所述催化剂三氟化硼乙醚的添加量为中间体3重量的0.01％。
制备例5腰果酚型非离子表面活性剂的制备
如图2，方法具体如下：
T1.将0.1mol腰果酚加入200mL二氯甲烷中，加入0.23mol间氯过氧苯甲酸，15℃反应20h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入石油醚重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体3，收率为93.0％；
T2.将0.1mol中间体3和0.21mol二缩三乙二醇加入200mL甲苯中，加入催化剂三氟化硼乙醚，85℃搅拌反应5h，过滤，洗涤，干燥，制得产物；ESI-MS计算值：C33H61O11(M+H)+633.41，实测值：633.4，收率为87.7％；
所述催化剂三氟化硼乙醚的添加量为中间体3重量的0.02％。
制备例6腰果酚型非离子表面活性剂的制备
如图2，方法具体如下：
T1.将0.1mol腰果酚加入200mL二氯甲烷中，加入0.22mol间氯过氧苯甲酸，10℃反应22h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入石油醚重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体3，收率为93.6％；
T2.将0.1mol中间体3和0.205mol三缩四乙二醇加入200mL甲苯中，加入催化剂三氟化硼乙醚，82℃搅拌反应4h，过滤，洗涤，干燥，制得产物，收率为87.2％；
所述催化剂三氟化硼乙醚的添加量为中间体3重量的0.015％。
实施例1
本实施例提供一种绝缘子清洗剂。
原料组成(重量份)：非离子表面活性剂组合物15份、十八烷基硫酸钠3份、乙二胺四乙酸四钠2份、碳酸钠0.5份、草酸钠0.5份、溶剂7-10份、水80份。
所述非离子表面活性剂组合物为制备例1制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂和制备例4制得的腰果酚型非离子表面活性剂的混合物，质量比为5:2。
所述溶剂为二乙二醇丁醚和N-甲基吡咯烷酮的混合物，质量比为3:2。
制备方法包括以下步骤：将非离子表面活性剂组合物、十八烷基硫酸钠溶于水中，加入乙二胺四乙酸四钠、碳酸钠、草酸钠和溶剂，500r/min搅拌混合30min，制得绝缘子清洗剂。
实施例2
本实施例提供一种绝缘子清洗剂。
原料组成(重量份)：非离子表面活性剂组合物30份、十四烷基苯磺酸钠5份、乙二胺四乙酸二钠4份、柠檬酸钠1.4份、苯并三氮唑1份、溶剂10份、水90份。
所述非离子表面活性剂组合物为制备例2制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂和制备例5制得的腰果酚型非离子表面活性剂的混合物，质量比为7:2。
所述溶剂为二乙二醇丁醚和N-甲基吡咯烷酮的混合物，质量比为5:2。
制备方法包括以下步骤：将非离子表面活性剂组合物、十四烷基苯磺酸钠溶于水中，加入乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、苯并三氮唑和溶剂，500r/min搅拌混合30min，制得绝缘子清洗剂。
实施例3
本实施例提供一种绝缘子清洗剂。
原料组成(重量份)：非离子表面活性剂组合物22份、十二烷基苯磺酸钠4份、乙二胺四乙酸四钠3份、三乙醇胺1份、十七烯基胺乙基咪唑啉0.7份、溶剂8.5份、水85份。
所述非离子表面活性剂组合物为制备例3制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂和制备例6制得的腰果酚型非离子表面活性剂的混合物，质量比为6:2。
所述溶剂为二乙二醇丁醚和N-甲基吡咯烷酮的混合物，质量比为4:2。
制备方法包括以下步骤：将非离子表面活性剂组合物、十二烷基苯磺酸钠溶于水中，加入乙二胺四乙酸四钠、三乙醇胺、十七烯基胺乙基咪唑啉和溶剂，500r/min搅拌混合30min，制得绝缘子清洗剂。
实施例4
与实施例3相比，不同之处在于，非离子表面活性剂组合物为制备例3制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂和制备例6制得的腰果酚型非离子表面活性剂的混合物，质量比为10:1。
实施例5
与实施例3相比，不同之处在于，非离子表面活性剂组合物为制备例3制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂和制备例6制得的腰果酚型非离子表面活性剂的混合物，质量比为1:10。
对比例1
与实施例3相比，不同之处在于，非离子表面活性剂组合物为单一的制备例3制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂。
对比例2
与实施例3相比，不同之处在于，非离子表面活性剂组合物为单一的制备例6制得的腰果酚型非离子表面活性剂。
对比例3
与实施例3相比，不同之处在于，未添加非离子表面活性剂组合物。
原料组成(重量份)：十二烷基苯磺酸钠26份、乙二胺四乙酸四钠3份、三乙醇胺1份、十七烯基胺乙基咪唑啉0.7份、溶剂8.5份、水85份。
对比例4
与实施例3相比，不同之处在于，未添加十二烷基苯磺酸钠。
原料组成(重量份)：非离子表面活性剂组合物26份、乙二胺四乙酸四钠3份、三乙醇胺1份、十七烯基胺乙基咪唑啉0.7份、溶剂8.5份、水85份。
对比例5
与实施例3相比，不同之处在于，未添加缓蚀剂十七烯基胺乙基咪唑啉。
原料组成(重量份)：非离子表面活性剂组合物22份、十二烷基苯磺酸钠4份、乙二胺四乙酸四钠3份、三乙醇胺1份、溶剂8.5份、水85份。
测试例1
采用表面张力仪K100测定实施例1-5和对比例1-5制得的绝缘子清洗剂及市售相同产品的表面张力，结果见表1。
表1
由上表可知，本发明实施例1-3制得的绝缘子清洗剂的表面张力较低。
测试例2腐蚀性测试
将打磨好的45钢片、H62黄铜和LY12硬铝试片(尺寸均为50mm×20mm×5mm)分别浸泡在40℃的5wt％实施例1-5和对比例1-5制得的绝缘子清洗剂及市售相同产品溶液内4h，取出后清洗并烘干，计算浸泡前后的质量损失，记为Δm(mg)。
结果见表2。
表2
由上表可知，本发明实施例1-3制得的绝缘子清洗剂的腐蚀性较低。
测试例3橡胶浸泡及疏水性实验
按照标准GB/T 14832–2008《标准弹性体材料与液压液体的相容性试验》进行。首先称量含水烧杯以及悬挂样品的架子质量，然后将样品悬挂于架子上并浸没在含水烧杯中，称取总质量，相减后即得样品在水中的质量。随后称量样品在5wt％实施例1-5和对比例1-5制得的绝缘子清洗剂及市售相同产品溶液中浸泡后，在空气中和水中的质量。记样品在空气中的质量为m1，样品在水中的质量为m2，浸泡后样品在空气中的质量为m3，浸泡后样品在水中的质量为m4。
体积变化率ΔV(％)＝[(m3-m4)-(m1-m2)]/(m1-m2)×100％
采用接触角测量仪对浸泡前后的绝缘子试块进行水接触角测量。
结果见表3。
表3
由上表可知，本发明实施例1-3制得的绝缘子清洗剂对绝缘子几乎不会产生体积溶胀，浸泡1d后，接触角不会增加，有一定的减小，疏水性增加。
测试例4清洗能力实验
配制油污(N32机械油80wt％，泥土10wt％，氧化铁红5wt％，氢氧化铝5wt％)，混合均匀后，涂刷到经清洁预处理并自然阴干的试品绝缘子表面，厚度约1mm，让涂污后的绝缘子自然阴干。随后浸泡在40℃的5wt％实施例1-5和对比例1-5制得的绝缘子清洗剂及市售相同产品溶液内，5min后进行摆洗，摆洗5min后在去离子水中再次摆洗1min，随后烘干，精确测量试品绝缘子、涂油试品绝缘子在清洗前后的质量，涂油前试品绝缘子的质量为m1，涂油后试品绝缘子的质量为m2，清洗后试品绝缘子的质量为m3，清洗力的计算如下：
清洗力(％)＝(m2-m3)/(m2-m1)×100％
结果见表4。
表4
| 组别 | 清洗力(％) |
| 实施例1 | 96.73 |
| 实施例2 | 96.92 |
| 实施例3 | 97.15 |
| 实施例4 | 90.72 |
| 实施例5 | 89.44 |
| 对比例1 | 86.68 |
| 对比例2 | 87.19 |
| 对比例3 | 82.49 |
| 对比例4 | 85.97 |
| 对比例5 | 92.59 |
| 市售 | 67.82 |
由上表可知，本发明实施例1-3制得的绝缘子清洗剂的清洗力更强。
实施例4、5与实施例3相比，非离子表面活性剂组合物中制备例3制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂和制备例6制得的腰果酚型非离子表面活性剂的质量比不同。腐蚀性更强，表面张力提高，清洗力下降，疏水性下降。两者比例过高或过低均不能实现体系的稳定，获得表面张力更低的体系。
对比例1、2与实施例3相比，非离子表面活性剂组合物为单一的制备例3制得的氟碳Gemini非离子表面活性剂或制备例6制得的腰果酚型非离子表面活性剂，腐蚀性更强，表面张力提高，清洗力下降，疏水性下降。对比例3与实施例3相比，未添加非离子表面活性剂组合物。本发明制备了两种非离子表面活性剂，包括氟碳Gemini非离子表面活性剂和腰果酚型非离子表面活性剂，制备方法简单，原料来源广，成本低，合成条件温和，且具有极好的表面性能，能大大降低清洗剂的表面能，乳化性能佳，临界胶束浓度极低，低浓度清洗也有较强的渗透力，不呈离子性质，在混合配制成的清洗液中能够稳定的与其他各种成分共存，包括普通硬水杂质，从而扩大了其使用范围，该两种非离子表面活性剂形成的复配体系的稳定性高，溶解性强，具有协同增效的作用。
对比例3、4与实施例3相比，未添加非离子表面活性剂组合物或十二烷基苯磺酸钠。腐蚀性更强，表面张力提高，清洗力下降，疏水性下降。氟碳Gemini非离子表面活性剂中含有含氟基团，溶剂组分挥发后，该氟碳Gemini非离子表面活性剂可以在硅橡胶表面形成保护膜，其中非极性基团对硅橡胶的润湿性好，朝硅橡胶表面取向，而含氟基团对硅橡胶的润湿性差，朝保护膜处的空气取向和延伸，进而大大减小界面的表面能，从而使得绝缘子表面的憎水性得到增强，另外，非极性碳氢键与污秽发生吸附，使得表面活性剂的极性基朝向绝缘子表面和空气，降低了污秽与绝缘子表面的范德华结合力，从而使污秽从绝缘子表面脱落。腰果酚型非离子表面活性剂对污垢增溶作用，使污秽溶解在清洗剂中，在污秽质点表面形成定向排列的分子层，增强去污作用。另外，阴离子表面活性剂中的无机离子附着在污秽质上，能够改变污秽点的静电引力，促进去污剂溶液悬浮污秽的能力。三者的相互作用下，利用润湿和乳化作用，在低的表面张力作用下，收缩固体表面的能力就增强，对垢层的润湿效果明显，通过乳化作用直接降低污秽的附着力从而达到清洗绝缘子表面的污秽。
对比例5与实施例3相比，未添加缓蚀剂十七烯基胺乙基咪唑啉。腐蚀性更强，表面张力提高。缓蚀剂的添加能明显改善清洗剂的腐蚀性能，对金属的腐蚀性更低，一定程度也能降低清洗剂的表面张力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种绝缘子清洗剂，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：非离子表面活性剂组合物15-30份、阴离子表面活性剂3-5份、螯合剂2-4份、酸碱调节剂0.1-2份、缓蚀剂0.1-1份、溶剂7-10份、水80-90份；
所述非离子表面活性剂组合物为氟碳Gemini非离子表面活性剂和腰果酚型非离子表面活性剂的混合物，质量比为5-7:2，所述氟碳Gemini非离子表面活性剂的结构式如式I所示：
所述腰果酚型非离子表面活性剂的结构式如式II所示：
其中，n＝2-5，m＝2-6。
2.根据权利要求1所述绝缘子清洗剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠、十八烷基硫酸钠中的至少一种；所述螯合剂选自乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、乙酸钠中的至少一种；所述酸碱调节剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、三乙醇胺、柠檬酸钠、柠檬酸、苯甲酸钠中的至少一种；所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、草酸钠、亚硝酸钠、羧乙基两性咪唑啉、十七烯基胺乙基咪唑啉中的至少一种；所述溶剂为二乙二醇丁醚和N-甲基吡咯烷酮的混合物，质量比为3-5:2。
3.根据权利要求1所述绝缘子清洗剂，其特征在于，所述氟碳Gemini非离子表面活性剂的制备方法如下：
S1.将油酸和缩乙二醇醚在催化剂对甲苯磺酸的作用下反应，制得中间体1，结构如下：
所述缩乙二醇醚选自一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、四缩五乙二醇、五缩六乙二醇中的至少一种；
S2.将中间体1和间氯过氧苯甲酸反应，制得中间体2，结构如下：
S3.将中间体2与全氟羧酸反应，制得产物；
所述全氟羧酸选自全氟乙酸、全氟丙酸、全氟丁酸、全氟戊酸中的至少一种。
4.根据权利要求3所述绝缘子清洗剂，其特征在于，所述油酸和缩乙二醇醚的摩尔比为2-2.1:1，所述催化剂对甲苯磺酸的添加量为油酸质量的1-1.5wt％，所述中间体1和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:2.1-2.3，所述中间体2与全氟羧酸的摩尔比为1:2-2.1。
5.根据权利要求3所述绝缘子清洗剂，其特征在于，所述氟碳Gemini非离子表面活性剂的制备方法具体如下：
S1.将2-2.1摩尔当量油酸和1摩尔当量缩乙二醇醚加入甲苯中，加入催化剂对甲苯磺酸，加热回流反应2-4h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体1；
所述催化剂对甲苯磺酸的添加量为油酸质量的1-1.5wt％；
S2.将1摩尔当量中间体1加入二氯甲烷中，加入2.1-2.3摩尔当量间氯过氧苯甲酸，5-15℃反应24-30h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入乙酸乙酯重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体2；
S3.将1摩尔当量中间体2与2-2.1摩尔当量全氟羧酸加入二氯甲烷中，加热回流反应1-3h，过滤，洗涤，干燥，制得产物。
6.根据权利要求1所述绝缘子清洗剂，其特征在于，所述腰果酚型非离子表面活性剂的制备方法如下：
T1.将腰果酚和间氯过氧苯甲酸反应，制得中间体3，结构如下：
T2.将中间体3和缩乙二醇醚在催化剂三氟化硼乙醚的作用下反应，制得产物；
所述缩乙二醇醚选自一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、四缩五乙二醇、五缩六乙二醇中的至少一种。
7.根据权利要求6所述绝缘子清洗剂，其特征在于，所述腰果酚和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:2.1-2.3，所述中间体3和缩乙二醇醚的摩尔比为1:2-2.1，所述催化剂三氟化硼乙醚的添加量为中间体3重量的0.01-0.02％。
8.根据权利要求1所述绝缘子清洗剂，其特征在于，所述腰果酚型非离子表面活性剂的制备方法具体如下：
T1.将1摩尔当量腰果酚和2.1-2.3摩尔当量间氯过氧苯甲酸，5-15℃反应20-24h，过滤，滤液加入等体积的饱和碳酸氢钠溶液，振荡分液，有机层减压除去溶剂，加入石油醚重结晶，过滤，洗涤，干燥，制得中间体3；
T2.将1摩尔当量中间体3加入二氯甲烷中，加入2-2.1摩尔当量缩乙二醇醚加入甲苯中，加入催化剂三氟化硼乙醚，80-85℃搅拌反应3-5h，过滤，洗涤，干燥，制得产物；
所述催化剂三氟化硼乙醚的添加量为中间体3重量的0.01-0.02％。
9.一种如权利要求1-8任一项所述绝缘子清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将非离子表面活性剂组合物、阴离子表面活性剂溶于水中，加入螯合剂、酸碱调节剂、缓蚀剂和溶剂，搅拌混合均匀，制得绝缘子清洗剂。
10.一种如权利要求1-8任一项所述绝缘子清洗剂在清洗高压绝缘子、喷涂有RTV涂料绝缘子、硅橡胶绝缘子、复合绝缘子、支柱绝缘子中的应用。
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