CN1907207A - 可生物降解型绝缘清洁巾 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可生物降解型绝缘清洁巾，包括布料、均匀分布在布料上的清洁剂，而所述布料是由聚乳酸树脂的纤维制成，所述清洁剂包括易挥发的有机溶剂、和非离子型的表面活性剂。本发明可生物降解型绝缘清洁巾具有如下优点：其绝缘清洁性能与传统的绝缘清洁巾相当或更优，而且具有生物降解和环境友好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电力行业和电子设备的化学产品，更具体地说，本发明涉及一种用于电力行业和电子设备的绝缘清洁化学制品。
背景技术
为保证电力行业和电子设备的长期有效运行、防止故障发生，对它们的器件及导体与空气交界的表面必须经常进行清洁以保持器件及导体的绝缘性能。
例如：高压电线电缆在装配连接过程中，必须对电缆绝缘层表面进行认真细致的绝缘清洁，防止半导电颗粒和灰尘等粘附在绝缘层表面，从而降低绝缘层的绝缘能力。
又例如：运行中的电力设备、电子设备、通信设备和家用电器等，由于环境中的微尘沉积在外绝缘表面形成一层污秽物，污秽物中包含金属微粒、油、尘土和受潮能溶解的盐、酸、碱类等物质，当遇到雾、露和毛毛雨等潮湿条件时，污秽物受潮，电导增大，绝缘性能下降，就有引起事故的危险，因此必须定期对它们进行清扫和绝缘清洁。
目前，对电力行业物品和电子设备实施上述绝缘清洁最主要使用的是绝缘清洁巾。而通常传统的绝缘清洁巾是浸渍在绝缘溶剂中的聚丙烯纺粘无纺布。这种产品使用前密封在铝箔袋内，使用时撕开铝箔袋，取出清洁巾，按照使用说明进行操作即可。因为密封袋内有铝箔，而且拆解的密封袋不脏，因此企业以及个人对之的回收都具有经济上的积极性，不存在回收再用的问题。
传统绝缘清洁巾的聚丙烯纺粘无纺布是以聚丙烯树脂为主要原料，由聚丙烯纺丝直接辅网热粘结而成。其由100％纤维组成，具多孔性，透气性佳，强度高于一般短纤产品，且纵、横向强度相近，软化点160℃左右，产品柔软度适中。应用过后的无纺布材料很脏、难以清洗，回收也没有经济动力。
但是，传统无纺布制作的清洁巾，最大的缺点就是不环保，无法生物降解。大量使用这种清洁巾后，会在施工清洁现场产生大量的沾满污垢的废弃清洁巾，随着人们环保意识的增强，寻求环保可降解清洁巾已被相关部门提出，并已在出口产品的技术及环保要求中作强行规定。然而，到目前为止，国内外尚未见到能生物降解的绝缘清洁巾的公开资料和产品。
发明内容
针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是要提供一种可生物降解型绝缘清洁巾，具有如下优点：其绝缘清洁性能与传统的绝缘清洁巾相当或更优，而且具有生物降解和环境友好的优点。
为此，本发明的技术解决方案是一种可生物降解型绝缘清洁巾，该绝缘清洁巾包括布料、均匀分布在布料上的清洁剂，而所述布料是由聚乳酸树脂的纤维制成，所述清洁剂包括易挥发的有机溶剂、和非离子型的表面活性剂。
本发明的绝缘清洁巾采用聚乳酸树脂的纤维代替传统的聚丙烯纺粘无纺布，聚乳酸的聚合链上存在容易水解的酯键，而且聚乳酸的端羧基对酯键的水解有自催化作用，其降解速率很容易得到水解环境的影响和促进；而且，聚乳酸是热不稳定化合物，对温度也比较敏感，其降解速率很容易受到环境温度的影响和促进，在高温(200度)下会发生降解，分子量显著降低。例如：聚乳酸在堆肥细菌作用下，10-20天即可分解成H2O和CO2；在60℃的碱溶液中，1小时就开始降解，传统的聚乳酸(PLA)在通常的条件下，18个月便开始缓慢降解。采用适当构型的聚乳酸树脂，在保证合适的生物降解性能的前提下，可以充分保证适宜的高分子结晶性即良好的机械强度，进而还可把聚乳酸与其它天然纤维或人造纤维混纺，使最终产品也具有生物降解性能。
在今天世界上，已经有几种可生物降解的塑料品种，其中主要包括聚羟基脂肪酸酯或称“聚羟基羧酸酯”(PHA)、聚乳酸(PLA)、全淀粉塑料及大豆蛋白塑料等。而以聚乳酸制成的布的自然分解可以分为两种类型：一类材料在丢弃后可以直接生物降解，而另一类材料经加工后自然分解。前者在使用后掩埋过程中被自然分解，后者主要在农业或土建领域中地下分解。
其中，聚羟基脂肪酸酯(PHA)必须采用微生物发酵技术，将玉米之类的农产品原料转化为生物可降解的塑料。由于具有生物可降解性、生物相容性、压电性等许多优良性能，这种塑料在众多领域如生物降解性包装材料、组织工程材料以及电学材料等方面得到广泛应用。目前此类高分子合成材料已有100馀种。与PHA合成有关的微生物基因越来越多地被克隆出来，通过对这些微生物基因的分子进化诱变和基因的交换，将有可能得到高产PHA的菌种和新的PHA。采用PHA加工而成的高分子塑料，能被数种水生细菌逐渐降解成二氧化碳、水等小分子物质。但是，对PHA微生物合成的工艺改进却远远落后于PHA新材料的开发。真正实现大量生产的PHA并没有实现批量生产，限制了其应用开发。
而采用玉米之类的农产品原料发酵生产乳酸、进而采用较为传统的化工单元操作生产聚乳酸(PLA)，这种聚乳酸(PLA)工艺路线、设备和参数控制相对容易实现，而且，由于聚乳酸工厂不会耗尽自然资源，因而聚乳酸的下游产品生产商容易接受采用这种原料来开发新产品，因而聚乳酸生产工艺和产品更加容易实施和推广。
虽然目前与非生物降解材料制成的无纺布相比，聚乳酸无纺布成本要高些，从而影响其推广使用。但长远来看，我国聚乳酸的生产原料——玉米的来源丰富，在我国发展聚乳酸产业市场前景广阔。本发明使用可生物降解的聚乳酸制成无纺布，而聚乳酸作为一种可自然再生获取的高分子聚合物，比以石油产品为原料生产的聚合物要节省能耗30％-50％。在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，石油及其衍生物市场价格上涨，而原料可再生的聚乳酸产品将会日益显示其强大的环境和资源优势。
而且，本发明的清洁剂主要包括易挥发的有机溶剂、和非离子型的表面活性剂，因此具有以下优点：1、不损害被清洁表面。2、宽的溶解范围和较强溶解力。3、绝缘耐压、挥发性好。4、挥发残留物极少。由此可见，本发明的清洁剂经既能保证绝缘清洁巾整体的绝缘清洁性能也能保证其环境友好的性能。
综上，本发明的绝缘清洁巾既具有良好的物理性能和绝缘清洁性能、又具有良好的生物降解和环境友好的优点。
为进一步优化和细化本发明制品的上述基本优点，本发明改进还包括：
所述聚乳酸树脂包含60-90％左旋异构体、10-40％内消旋异构体，且其重均分子量范围为10-40万。左旋异构体L-PLA的降解产物是半结晶高分子，容易制得，能被生物和人体完全代谢，无毒、无组织反应，且物理强度、韧性俱佳，是较好构型的聚乳酸树脂。内消旋异构体是左、右旋异构体组合的非结晶高分子，能加速降解。
所述聚乳酸树脂具有如下性质：熔程范围为160-185度，玻璃化温度范围为55-58度，断裂强度大于15MPa。
所述有机溶剂的组份包括如下一组有机物中任意两种或三种：脂肪烃、脂肪醇、脂肪酸酯。
所述有机溶剂中各组份的重量百分比为：脂肪烃5-65％，脂肪醇15-95％，脂肪酸酯0-20％。
所述清洁剂中，以所述有机溶剂的总量为基数，所述表面活性剂的重量配比为0.5-1.0％。
由于绝缘清洁巾使用时，清洁剂包括有适量的可挥发的绝缘溶剂。在使用前，必须保证这些溶剂不挥发；而且根据正常的使用要求，产品有效使用的期限不能短于两年，因此在绝缘溶剂挥发度适中的前提下，本发明进一步采用密封包装。而且对铝箔袋的结构材料及其厚度有比较严格的要求。
为此，所述绝缘清洁巾还包括塑料复合的密封袋，所述布料和所述清洁剂被密封包存在该密封袋中。
所述密封袋包括铝箔的中间层、复合在铝箔中间层两面的塑料的内层和外层。
所述外层的材质为BOPET(双向拉伸聚酯)或BOPP(双向拉伸聚丙烯)，所述内层的材质为LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)其中一种。
从铝箔袋的结构来看，外层材料应具有较好的印刷性能和光学性能；强度高，不易划伤、磨毛；耐热性能好等特点；适合用做外层材料的有：BOPP、BOPET薄膜、镀铝薄膜、纸和玻璃纸等。
中层材料应具有较好的阻隔性能，如对气体、气味、水气的透过率低，能遮光等，适合作中层材料的有：铝箔、镀铝薄膜等。
内层材料应具有热封性能好；无味、无毒；耐油、耐水、耐化学药品性优良等特点；常用的内层材料有：LDPE、HDPE、CPP(流延聚丙烯)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)薄膜、离子型聚合物薄膜等。
经过数年的研究和试用，本发明选用的密封袋复合结构有如下几种：BOPET(外)/AL(铝箔)/LDPE(内)、BOPP(外)/AL(铝箔)/HDPE(内)、BOPP(外)/AL(铝箔)/PP(内)等，其中BOPP、BOPET薄膜为铝箔袋提供了较高的强度、印刷性和透明性；铝箔提供了刚性和阻隔性；HDPE、LDPE和PP薄膜作内层材料则具有较好的热封性和化学稳定性。
进而，所述外层的厚度控制在10-20μm，所述铝箔的厚度控制在5-10μm，所述内层的厚度控制在50-100μm。
经实验证实：本发明绝缘清洁巾能突破欧盟技术和环境保护壁垒，能满足欧盟RoHS(The Restriction of the use of certain Hazardous substancesin Electrical and Electronic Equipment即“在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令”)指令的要求。这充分证明本发明的生物降解型绝缘清洁巾是符合现代国际上循环经济的发展要求和导向。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
绝缘清洁巾实施例1：
1)密封袋复合结构：
材料-厚度，按自左向右表示自外层向内层的顺序、并以斜线区分各层：
BOPET-12/Al-7/LDPE-60(厚度数字单位均为：μm)，
密封袋的大小尺寸(mm)：950×750，
2)绝缘清洁剂的组成：
有机溶剂：
正已烷 15％(质量百分比，下同)，
异丙醇 75％，
丙氧基化异丙醇 10％；
表面活性剂：
壬基酚聚氧乙烯醚 0.6％(有机溶剂质量为一百)，
每袋绝缘清洁巾产品中溶剂的含量(克)：≥5.0，
每片绝缘清洁巾中溶剂的挥发时间(秒)：≥20.0；
3)布料：
聚乳酸纺粘无纺布的材料和规格：(白色，50克/米2)，聚乳酸纺粘无纺布的聚脂材料中包含80％左旋异构体、20％内消旋异构体。重均分子量范围为35万左右；熔程范围为170-180度，玻璃化温度范围为56度，断裂强度30MPa。
每片无纺布清洁巾的大小尺寸(mm)：180±5×200±5，
每片绝缘清洁巾的挥发残留物(克)：≤0.05，
弃置无纺布在堆肥状态下，15天即可基本分解消失。
绝缘清洁巾实施例2：
1)密封袋复合结构：
材料-厚度，按自左向右表示自外层向内层的顺序、并以斜线区分各层：
BOPP-16/Al-6/HDPE-70(厚度数字单位均为：μm)，
密封袋的大小尺寸(mm)：950×750，
2)绝缘清洁剂的组成：
有机溶剂：
正辛烷 45％(质量百分比，下同)，
异丙醇 45％，
乙酸乙酯 10％；
表面活性剂：
壬基酚聚氧乙烯醚 0.8％(有机溶剂质量为一百)；
每袋绝缘清洁巾产品中溶剂的含量(克)：≥5.0，
每片绝缘清洁巾中溶剂的挥发时间(秒)：≥20.0；
3)布料：
聚乳酸纺粘无纺布的材料和规格：(白色，70克/米2)，聚乳酸纺粘无纺布的聚脂材料中包含70％左旋异构体、30％内消旋异构体。重均分子量范围为25万左右；熔程范围为165-170度，玻璃化温度范围为56度，断裂强度20MPa。
每片无纺布清洁巾的大小尺寸(mm)：180±5×200±5，
每片绝缘清洁巾的挥发残留物(克)：≤0.05，
弃置无纺布在堆肥状态下，12天即可基本分解消失。
Claims (10)
1、一种可生物降解型绝缘清洁巾，该绝缘清洁巾包括布料、均匀分布在布料上的清洁剂，其特征在于：所述布料是由聚乳酸树脂的纤维制成，所述清洁剂包括易挥发的有机溶剂、和非离子型的表面活性剂。
2、如权利要求1所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述聚乳酸树脂包含60-90％左旋异构体、10-40％内消旋异构体，且其重均分子量范围为10-40万。
3、如权利要求2所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述聚乳酸树脂具有如下性质：熔程范围为160-185度，玻璃化温度范围为55-58度，断裂强度大于15MPa。
4、如权利要求1、2、3之一所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述有机溶剂的组份包括如下一组有机物中任意两种或三种：脂肪烃、脂肪醇、脂肪酸酯。
5、如权利要求1、2、3之一所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述有机溶剂中各组份的重量百分比为：脂肪烃5-65％，脂肪醇15-95％，脂肪酸酯0-20％。
6、如权利要求1、2、3之一所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述清洁剂中，以所述有机溶剂的总量为基数，所述表面活性剂的重量配比为0.5-1.0％。
7、如权利要求1、2、3之一所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述绝缘清洁巾还包括塑料复合的密封袋，所述布料和所述清洁剂被密封包存在该密封袋中。
8、如权利要求7所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述密封袋包括铝箔的中间层、复合在铝箔中间层两面的塑料的内层和外层。
9、如权利要求8所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述外层的材质为BOPET或BOPP，所述内层的材质为LDPE、HDPE、PP其中一种。
10、如权利要求8所述的可生物降解型绝缘清洁巾，其特征在于：所述外层的厚度控制在10-20μm，所述铝箔的厚度控制在5-10μm，所述内层的厚度控制在50-100μm。
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