一种长效型水性清洗剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种水性清洗剂及其制备方法，尤其涉及一种长效型水性清洗剂及其制备方法。


背景技术：

2.硅橡胶复合绝缘子因具有优异的憎水性和憎水迁移性而受广泛关注，被广泛应用于电力架空线路的外部绝缘。然而，随着运行年限的延长，复合绝缘子不可避免的受到各类环境的影响，比如电晕放电、紫外线辐射、污秽以及各种自然环境等，从而导致其损坏和老化。
3.损坏和老化会使绝缘子的力学性能和电气性能大幅度下降，影响输电线路的安全。考虑到有机硅绝缘子本身结构，在长时间的运行环境下，会出现老化、闪络、积存污秽导致的力学性能下降、电气绝缘性能减弱、憎水性下降、憎水迁移性下降、粉化、微裂纹、褪色等问题。目前电站和线路多采用水冲洗和有机溶剂冲洗的方式，但水冲洗只能去除绝缘子表面灰尘，对固化的污秽无能为力，溶剂冲洗会破坏绝缘子表面硅橡胶层，造成憎水性和憎水迁移性下降。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的第一目的为提供一种耐候性和耐腐蚀性良好，可以提高硅橡胶绝缘子表面憎水性和憎水迁移性，能够有效清理其表面污秽层的长效型水性清洗剂，本发明的第二目的为提供了该长效型水性清洗剂的制备方法。
5.技术方案：本发明的长效型水性清洗剂包括如下原料组分制成：基胶20～50份、阻燃剂8～15份、表面活性剂5～8份、溶剂10～20份、固化剂8～13份、附着力促进剂1～4份、催化剂2～4份、抗氧剂2～4份、填料7～20份和水50～100份。
6.优选的，本发明的长效型水性清洗剂中，各组分含量为：基胶25～40份、阻燃剂10～12份、表面活性剂7～8份、溶剂12～18份、固化剂9～11份、附着力促进剂2～3份、催化剂2～4份、抗氧剂2～4份、填料10～15份和水50～75份。
7.进一步地，基胶为含氢聚硅氧烷、端环氧基聚硅氧烷、端羟基乙烯基聚硅氧烷、端羟基含氟聚硅氧烷、端羟基聚二甲基烷氧烷、甲基苯基乙烯基硅橡胶或羟基甲基苯基聚硅氧烷中的两种以上混合。
8.优选的，基胶中，端羟基含氟聚硅氧烷和端羟基聚二甲基烷氧烷的质量百分含量优选为25～40份；端羟基含氟聚硅氧烷和端羟基聚二甲基烷氧烷的粘度优选为6000～10000cs。
9.溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。固化剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ
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(2，3
‑
环氧丙基)丙基甲基二甲氧基硅烷或氯化镁中的一种或多种。填料为白炭黑、氢氧化铝、氢氧化铁、碳化硅、氧化铝、氮化铝、熟石膏、氮化硼、碳化硅、陶土、石棉绒或碳酸钙中的一种或多种。
10.阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氯化镁、十溴联苯乙烷、硼酸锌或三氧化二锑中的一种或多种复配。
11.表面活性剂为羧乙基纤维素、卵磷脂、n
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月桂基
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β
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氨基丙酸钠、n
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十八烷基
‑
β
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亚氨丙酸钠、烷基糖苷、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠或乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种。附着力促进剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、β
‑
(3,4
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环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
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氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸酯或四甲基氢氧化铵中的一种或多种。抗氧剂为草酸铁、纳米氧化铁或硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种。
12.优选的，填料为白炭黑、氮化铝、陶土或石棉绒中的一种或多种；阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁中的一种或多种；固化剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷或γ
‑
(2，3
‑
环氧丙基)丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；溶剂为丙二醇甲醚或丙二醇丁醚中的一种或两种；表面活性剂为烷基糖苷、柠檬酸钠或乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种。
13.优选的，附着力促进剂为β
‑
(3,4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷或γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种；催化剂可为二月桂酸二丁基锡；抗氧剂为纳米氧化铁或硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种。
14.本发明的长效型水性清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
15.(1)将多种基胶混合，得到初混胶，将初混胶过辊研磨得到复合胶；
16.(2)将水和少量溶剂混合，倒入研磨后的初混胶中；
17.(3)冷却、强力分散，真空搅拌下加入阻燃剂、表面活性剂、固化剂、附着力促进剂、催化剂和填料，混合搅拌反应后出料，即得长效型水性清洗剂；
18.其中，抗氧剂在步骤(1)中复合胶制备完成后加入。
19.优选的，步骤(3)中，所述混合为使用行星搅拌器混合。
20.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
21.(1)采用以水和基胶为主，其他助剂和填料为辅而制备的水性清洗剂，具有低毒环保且高效清洗的特点，制备工艺简单优化，并且还能保持绝缘子良好的的综合性能；
22.(2)采用将端羟基含氟聚硅氧烷和端羟基聚二甲基烷氧烷作为基胶，能够同时提高其耐候性和耐高温性，并且在常温环境下迅速固化，可以改善绝缘子表面的憎水迁移性；
23.(3)在基胶中添加少量陶土和石棉绒，提高了绝缘子的耐腐蚀性能；
24.(4)在基胶中添加少量氮化铝和白炭黑，使得在清洗后，其仍然保持良好的电气绝缘性能；
25.(5)制备方法中，添加了适量的非离子型表面活性剂，不仅能够提高绝缘子表面的润湿性、渗透性，还能提高其表面的憎水性，且可生物降解，减少对环境的污染；
26.(6)制备方法成本较低，且易于制备，在清洗的过程中味道小，低毒。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
28.实施例1
29.一种长效型水性清洗剂，包括以下重量份的组分：粘度为6000cs的端羟基含氟聚硅氧烷15份、6000cs的端羟基聚二甲基烷氧烷5份、丙二醇甲醚10份、水80份、石棉绒4份、氮
化铝3份、乙烯基三乙酰氧基硅烷8份、氢氧化铝3份、氢氧化镁5份、烷基糖苷3份、柠檬酸钠2份、β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷0.5份、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷0.5份、二月桂酸二丁基锡2份、纳米氧化铁2份。
30.上述用于硅橡胶绝缘子表面的长效型水性清洗剂，通过以下制备方法制得：
31.(1)基胶的预混：将端羟基含氟聚硅氧烷与端羟基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，抽真空至0.04mpa，用行星搅拌器充分混合，得到基胶的混合物；然后将水、丙二醇甲醚、石棉绒、氮化铝、乙烯基三乙酰氧基硅烷、氢氧化镁、纳米氧化铁和氢氧化铝加入到基胶中，真空度保持在0.04mpa下充分混合，得到初混胶；
32.(2)将步骤(1)所得初混胶过三辊研磨机，制得均匀的基胶；
33.(3)将步骤(2)得到的基胶冷却后再转入强力分散机，加入β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氧化铁和二月桂酸二丁基锡，真空度保持在0.04mpa，充分混合搅拌，出料，即得。
34.实施例2
35.一种长效型水性清洗剂，包括以下重量份的组分：粘度为6000cs的端羟基含氟聚硅氧烷15份、6000cs的端羟基聚二甲基烷氧烷10份、丙二醇甲醚12份、水75份、石棉绒4份、氮化铝6份、乙烯基三乙酰氧基硅烷9份、氢氧化铝5份、氢氧化镁5份、烷基糖苷3份、柠檬酸钠4份、β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷1份、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷1份、二月桂酸二丁基锡2份、纳米氧化铁2份。
36.上述用于硅橡胶绝缘子表面的长效型水性清洗剂，通过以下制备方法制得：
37.(1)基胶的预混：将端羟基含氟聚硅氧烷与端羟基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，抽真空至0.04mpa，用行星搅拌器充分混合，得到基胶的混合物；然后将水、丙二醇甲醚、石棉绒、氮化铝、乙烯基三乙酰氧基硅烷、氢氧化镁、纳米氧化铁和氢氧化铝加入到基胶中，真空度保持在0.04mpa下充分混合，得到初混胶；
38.(2)将步骤(1)所得初混胶过三辊研磨机，制得均匀的基胶；
39.(3)将步骤(2)得到的基胶冷却后再转入强力分散机，加入β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氧化铁和二月桂酸二丁基锡，真空度保持在0.04mpa，充分混合搅拌，出料，即得。
40.实施例3
41.一种长效型水性清洗剂，包括以下重量份的组分：粘度为6000cs的端羟基含氟聚硅氧烷20份、6000cs的端羟基聚二甲基烷氧烷15份、丙二醇甲醚15份、水65份、石棉绒8份、氮化铝5份、乙烯基三乙酰氧基硅烷11份、氢氧化铝5份、氢氧化镁6份、烷基糖苷3份、柠檬酸钠3份、β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷1.5份、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷1份、二月桂酸二丁基锡3份、纳米氧化铁3份。
42.上述用于硅橡胶绝缘子表面的长效型水性清洗剂，通过以下制备方法制得：
43.(1)基胶的预混：将端羟基含氟聚硅氧烷与端羟基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，抽真空至0.04mpa，用行星搅拌器充分混合，得到基胶的混合物；然后将水、丙二醇甲醚、石棉绒、氮化铝、乙烯基三乙酰氧基硅烷、氢氧化镁、纳米氧化铁和氢氧化铝加入到基胶中，真空度保持在0.04mpa下充分混合，得到初混胶；
44.(2)将步骤(1)所得初混胶过三辊研磨机，制得均匀的基胶；
45.(3)将步骤(2)得到的基胶冷却后再转入强力分散机，加入β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氧化铁和二月桂酸二丁基锡，真空度保持在0.04mpa，充分混合搅拌，出料，即得。
46.实施例4
47.一种长效型水性清洗剂，包括以下重量份的组分：粘度为6000cs的端羟基含氟聚硅氧烷25份、6000cs的端羟基聚二甲基烷氧烷15份、丙二醇甲醚18份、水50份、石棉绒8份、氮化铝7份、乙烯基三乙酰氧基硅烷11份、氢氧化铝7份、氢氧化镁5份、烷基糖苷4份、柠檬酸钠5份、β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷1.5份、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷1.5份、二月桂酸二丁基锡4份、纳米氧化铁4份。
48.上述用于硅橡胶绝缘子表面的长效型水性清洗剂，通过以下制备方法制得：
49.(1)基胶的预混：将端羟基含氟聚硅氧烷与端羟基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，抽真空至0.04mpa，用行星搅拌器充分混合，得到基胶的混合物；然后将水、丙二醇甲醚、石棉绒、氮化铝、乙烯基三乙酰氧基硅烷、氢氧化镁、纳米氧化铁和氢氧化铝加入到基胶中，真空度保持在0.04mpa下充分混合，得到初混胶；
50.(2)将步骤(1)所得初混胶过三辊研磨机，制得均匀的基胶；
51.(3)将步骤(2)得到的基胶冷却后再转入强力分散机，加入β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氧化铁和二月桂酸二丁基锡，真空度保持在0.04mpa，充分混合搅拌，出料，即得。
52.实施例5
53.一种长效型水性清洗剂，包括以下重量份的组分：粘度为6000cs的端羟基含氟聚硅氧烷20份、6000cs的端羟基聚二甲基烷氧烷30份、丙二醇甲醚20份、水50份、石棉绒13份、氮化铝7份、乙烯基三乙酰氧基硅烷13份、氢氧化铝8份、氢氧化镁7份、烷基糖苷4份、柠檬酸钠4份、β
‑
(3，4
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环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷2份、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷2份、二月桂酸二丁基锡4份、纳米氧化铁4份。
54.上述用于硅橡胶绝缘子表面的长效型水性清洗剂，通过以下制备方法制得：
55.(1)基胶的预混：将端羟基含氟聚硅氧烷与端羟基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，抽真空至0.04mpa，用行星搅拌器充分混合，得到基胶的混合物；然后将水、丙二醇甲醚、石棉绒、氮化铝、乙烯基三乙酰氧基硅烷、氢氧化镁、纳米氧化铁和氢氧化铝加入到基胶中，真空度保持在0.04mpa下充分混合，得到初混胶；
56.(2)将步骤(1)所得初混胶过三辊研磨机，制得均匀的基胶；
57.(3)将步骤(2)得到的基胶冷却后再转入强力分散机，加入β
‑
(3，4
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环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氧化铁和二月桂酸二丁基锡，真空度保持在0.04mpa，充分混合搅拌，出料，即得。
58.对比例1
59.一种长效型水性清洗剂，包括以下重量份的组分：粘度为8000cs的端羟基含氟聚硅氧烷5份、8000cs的端羟基聚二甲基硅氧烷5份、水85份、丙二醇丁醚8份、氮化铝5份、石棉绒2份、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙基)丙基甲基二甲氧基硅烷5份、氢氧化铝3份、氢氧化镁5份、乙二胺四乙酸二钠4份、β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷2份、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷1.5份、二月桂酸二丁基锡0.5份、硫代二丙酸二月桂酯2份。
60.上述长效型水性清洗剂，通过以下制备方法制得：
61.(1)基胶的预混：将端羟基含氟聚硅氧烷与端羟基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，抽真空至0.01mpa，用行星搅拌器充分混合，得到基胶混合物；然后将氮化铝、石棉绒、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙基)丙基甲基二甲氧基硅烷、氢氧化镁、氢氧化铝和硫代二丙酸二月桂酯加入到基胶中，真空度保持在0.01mpa下充分混合，得到初混胶；
62.(2)将步骤(1)所得初混胶过三辊研磨机，制得均匀的基胶；
63.(3)将步骤(2)得到的基胶冷却后再转入强力分散机，高速搅拌下，加入乙二胺四乙酸二钠、β
‑
(3，4
‑
环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡，真空度保持在0.01mpa，充分混合搅拌，出料。
64.对比例2
65.一种长效型水性清洗剂，包括以下重量份的组分：粘度为6000cs的端羟基含氟聚硅氧烷30份、6000cs的端羟基聚二甲基烷氧烷25份、丙二醇甲醚22份、水45份、石棉绒8份、氮化铝5份、乙烯基三乙酰氧基硅烷15份、氢氧化铝5份、氢氧化镁6份、烷基糖苷5份、柠檬酸钠5份、β
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(3，4
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环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷1.5份、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷1份、二月桂酸二丁基锡3份、纳米氧化铁3份。
66.上述用于硅橡胶绝缘子表面的长效型水性清洗剂，通过以下制备方法制得：
67.(1)基胶的预混：将端羟基含氟聚硅氧烷与端羟基聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，抽真空至0.04mpa，用行星搅拌器充分混合，得到基胶的混合物；然后将水、丙二醇甲醚、石棉绒、氮化铝、乙烯基三乙酰氧基硅烷、氢氧化镁、纳米氧化铁和氢氧化铝加入到基胶中，真空度保持在0.04mpa下充分混合，得到初混胶；
68.(2)将步骤(1)所得初混胶过三辊研磨机，制得均匀的基胶；
69.(3)将步骤(2)得到的基胶冷却后再转入强力分散机，加入β
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(3，4
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环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氧化铁和二月桂酸二丁基锡，真空度保持在0.04mpa，充分混合搅拌，出料，即得。
70.分别将实施例1～5和对比例1～2制备的清洗修复剂喷扫到污秽硅橡胶绝缘子表面，保持5分钟，用抹布擦出，测量绝缘子表面污秽盐密度和疏水等级。
71.测试各实施例1～5和对比例1～2制备的清洗修复剂性能，如下表1。
72.表1实施例1～5和对比例1～2制备的清洗修复剂使用性能参数
[0073][0074]
由表1可以看出，本申请制备的清洗修复剂，能够有效的清除绝缘子表面污秽，并且憎水性明显提高。与对比例1、2相比，实施例1～5制得的清洗修复剂具备良好的清洗效果，除盐率均有大幅度提升，并且憎水性等级在hc1
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hc3。而实施例2～4在优选原料参数范围内制得的清洗修复剂有更好的清洁效果和修复效果，其除盐率能够达到85％以上，憎水性等级在hc1～hc2。