專利名稱：可生物降解型絕緣清潔巾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電力行業(yè)和電子設(shè)備的化學(xué)產(chǎn)品，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于電力行業(yè)和電子設(shè)備的絕緣清潔化學(xué)制品。
背景技術(shù)：
為保證電力行業(yè)和電子設(shè)備的長(zhǎng)期有效運(yùn)行、防止故障發(fā)生，對(duì)它們的器件及導(dǎo)體與空氣交界的表面必須經(jīng)常進(jìn)行清潔以保持器件及導(dǎo)體的絕緣性能。
例如高壓電線電纜在裝配連接過(guò)程中，必須對(duì)電纜絕緣層表面進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的絕緣清潔，防止半導(dǎo)電顆粒和灰塵等粘附在絕緣層表面，從而降低絕緣層的絕緣能力。
又例如運(yùn)行中的電力設(shè)備、電子設(shè)備、通信設(shè)備和家用電器等，由于環(huán)境中的微塵沉積在外絕緣表面形成一層污穢物，污穢物中包含金屬微粒、油、塵土和受潮能溶解的鹽、酸、堿類等物質(zhì)，當(dāng)遇到霧、露和毛毛雨等潮濕條件時(shí)，污穢物受潮，電導(dǎo)增大，絕緣性能下降，就有引起事故的危險(xiǎn)，因此必須定期對(duì)它們進(jìn)行清掃和絕緣清潔。
目前，對(duì)電力行業(yè)物品和電子設(shè)備實(shí)施上述絕緣清潔最主要使用的是絕緣清潔巾。而通常傳統(tǒng)的絕緣清潔巾是浸漬在絕緣溶劑中的聚丙烯紡粘無(wú)紡布。這種產(chǎn)品使用前密封在鋁箔袋內(nèi)，使用時(shí)撕開(kāi)鋁箔袋，取出清潔巾，按照使用說(shuō)明進(jìn)行操作即可。因?yàn)槊芊獯鼉?nèi)有鋁箔，而且拆解的密封袋不臟，因此企業(yè)以及個(gè)人對(duì)之的回收都具有經(jīng)濟(jì)上的積極性，不存在回收再用的問(wèn)題。
傳統(tǒng)絕緣清潔巾的聚丙烯紡粘無(wú)紡布是以聚丙烯樹脂為主要原料，由聚丙烯紡絲直接輔網(wǎng)熱粘結(jié)而成。其由100％纖維組成，具多孔性，透氣性佳，強(qiáng)度高于一般短纖產(chǎn)品，且縱、橫向強(qiáng)度相近，軟化點(diǎn)160℃左右，產(chǎn)品柔軟度適中。應(yīng)用過(guò)后的無(wú)紡布材料很臟、難以清洗，回收也沒(méi)有經(jīng)濟(jì)動(dòng)力。
但是，傳統(tǒng)無(wú)紡布制作的清潔巾，最大的缺點(diǎn)就是不環(huán)保，無(wú)法生物降解。大量使用這種清潔巾后，會(huì)在施工清潔現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生大量的沾滿污垢的廢棄清潔巾，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，尋求環(huán)保可降解清潔巾已被相關(guān)部門提出，并已在出口產(chǎn)品的技術(shù)及環(huán)保要求中作強(qiáng)行規(guī)定。然而，到目前為止，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)到能生物降解的絕緣清潔巾的公開(kāi)資料和產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是要提供一種可生物降解型絕緣清潔巾，具有如下優(yōu)點(diǎn)其絕緣清潔性能與傳統(tǒng)的絕緣清潔巾相當(dāng)或更優(yōu)，而且具有生物降解和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。
為此，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種可生物降解型絕緣清潔巾，該絕緣清潔巾包括布料、均勻分布在布料上的清潔劑，而所述布料是由聚乳酸樹脂的纖維制成，所述清潔劑包括易揮發(fā)的有機(jī)溶劑、和非離子型的表面活性劑。
本發(fā)明的絕緣清潔巾采用聚乳酸樹脂的纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚丙烯紡粘無(wú)紡布，聚乳酸的聚合鏈上存在容易水解的酯鍵，而且聚乳酸的端羧基對(duì)酯鍵的水解有自催化作用，其降解速率很容易得到水解環(huán)境的影響和促進(jìn)；而且，聚乳酸是熱不穩(wěn)定化合物，對(duì)溫度也比較敏感，其降解速率很容易受到環(huán)境溫度的影響和促進(jìn)，在高溫(200度)下會(huì)發(fā)生降解，分子量顯著降低。例如聚乳酸在堆肥細(xì)菌作用下，10-20天即可分解成H2O和CO2；在60℃的堿溶液中，1小時(shí)就開(kāi)始降解，傳統(tǒng)的聚乳酸(PLA)在通常的條件下，18個(gè)月便開(kāi)始緩慢降解。采用適當(dāng)構(gòu)型的聚乳酸樹脂，在保證合適的生物降解性能的前提下，可以充分保證適宜的高分子結(jié)晶性即良好的機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)而還可把聚乳酸與其它天然纖維或人造纖維混紡，使最終產(chǎn)品也具有生物降解性能。
在今天世界上，已經(jīng)有幾種可生物降解的塑料品種，其中主要包括聚羥基脂肪酸酯或稱“聚羥基羧酸酯”(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為兩種類型一類材料在丟棄后可以直接生物降解，而另一類材料經(jīng)加工后自然分解。前者在使用后掩埋過(guò)程中被自然分解，后者主要在農(nóng)業(yè)或土建領(lǐng)域中地下分解。
其中，聚羥基脂肪酸酯(PHA)必須采用微生物發(fā)酵技術(shù)，將玉米之類的農(nóng)產(chǎn)品原料轉(zhuǎn)化為生物可降解的塑料。由于具有生物可降解性、生物相容性、壓電性等許多優(yōu)良性能，這種塑料在眾多領(lǐng)域如生物降解性包裝材料、組織工程材料以及電學(xué)材料等方面得到廣泛應(yīng)用。目前此類高分子合成材料已有100馀種。與PHA合成有關(guān)的微生物基因越來(lái)越多地被克隆出來(lái)，通過(guò)對(duì)這些微生物基因的分子進(jìn)化誘變和基因的交換，將有可能得到高產(chǎn)PHA的菌種和新的PHA。采用PHA加工而成的高分子塑料，能被數(shù)種水生細(xì)菌逐漸降解成二氧化碳、水等小分子物質(zhì)。但是，對(duì)PHA微生物合成的工藝改進(jìn)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于PHA新材料的開(kāi)發(fā)。真正實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)的PHA并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，限制了其應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
而采用玉米之類的農(nóng)產(chǎn)品原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸、進(jìn)而采用較為傳統(tǒng)的化工單元操作生產(chǎn)聚乳酸(PLA)，這種聚乳酸(PLA)工藝路線、設(shè)備和參數(shù)控制相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，而且，由于聚乳酸工廠不會(huì)耗盡自然資源，因而聚乳酸的下游產(chǎn)品生產(chǎn)商容易接受采用這種原料來(lái)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，因而聚乳酸生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品更加容易實(shí)施和推廣。
雖然目前與非生物降解材料制成的無(wú)紡布相比，聚乳酸無(wú)紡布成本要高些，從而影響其推廣使用。但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我國(guó)聚乳酸的生產(chǎn)原料——玉米的來(lái)源豐富，在我國(guó)發(fā)展聚乳酸產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。本發(fā)明使用可生物降解的聚乳酸制成無(wú)紡布，而聚乳酸作為一種可自然再生獲取的高分子聚合物，比以石油產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的聚合物要節(jié)省能耗30％-50％。在不可再生的石油資源枯竭期到來(lái)之前，石油及其衍生物市場(chǎng)價(jià)格上漲，而原料可再生的聚乳酸產(chǎn)品將會(huì)日益顯示其強(qiáng)大的環(huán)境和資源優(yōu)勢(shì)。
而且，本發(fā)明的清潔劑主要包括易揮發(fā)的有機(jī)溶劑、和非離子型的表面活性劑，因此具有以下優(yōu)點(diǎn)1、不損害被清潔表面。2、寬的溶解范圍和較強(qiáng)溶解力。3、絕緣耐壓、揮發(fā)性好。4、揮發(fā)殘留物極少。由此可見(jiàn)，本發(fā)明的清潔劑經(jīng)既能保證絕緣清潔巾整體的絕緣清潔性能也能保證其環(huán)境友好的性能。
綜上，本發(fā)明的絕緣清潔巾既具有良好的物理性能和絕緣清潔性能、又具有良好的生物降解和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。
為進(jìn)一步優(yōu)化和細(xì)化本發(fā)明制品的上述基本優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明改進(jìn)還包括所述聚乳酸樹脂包含60-90％左旋異構(gòu)體、10-40％內(nèi)消旋異構(gòu)體，且其重均分子量范圍為10-40萬(wàn)。左旋異構(gòu)體L-PLA的降解產(chǎn)物是半結(jié)晶高分子，容易制得，能被生物和人體完全代謝，無(wú)毒、無(wú)組織反應(yīng)，且物理強(qiáng)度、韌性俱佳，是較好構(gòu)型的聚乳酸樹脂。內(nèi)消旋異構(gòu)體是左、右旋異構(gòu)體組合的非結(jié)晶高分子，能加速降解。
所述聚乳酸樹脂具有如下性質(zhì)熔程范圍為160-185度，玻璃化溫度范圍為55-58度，斷裂強(qiáng)度大于15MPa。
所述有機(jī)溶劑的組份包括如下一組有機(jī)物中任意兩種或三種脂肪烴、脂肪醇、脂肪酸酯。
所述有機(jī)溶劑中各組份的重量百分比為脂肪烴5-65％，脂肪醇15-95％，脂肪酸酯0-20％。
所述清潔劑中，以所述有機(jī)溶劑的總量為基數(shù)，所述表面活性劑的重量配比為0.5-1.0％。
由于絕緣清潔巾使用時(shí)，清潔劑包括有適量的可揮發(fā)的絕緣溶劑。在使用前，必須保證這些溶劑不揮發(fā)；而且根據(jù)正常的使用要求，產(chǎn)品有效使用的期限不能短于兩年，因此在絕緣溶劑揮發(fā)度適中的前提下，本發(fā)明進(jìn)一步采用密封包裝。而且對(duì)鋁箔袋的結(jié)構(gòu)材料及其厚度有比較嚴(yán)格的要求。
為此，所述絕緣清潔巾還包括塑料復(fù)合的密封袋，所述布料和所述清潔劑被密封包存在該密封袋中。
所述密封袋包括鋁箔的中間層、復(fù)合在鋁箔中間層兩面的塑料的內(nèi)層和外層。
所述外層的材質(zhì)為BOPET(雙向拉伸聚酯)或BOPP(雙向拉伸聚丙烯)，所述內(nèi)層的材質(zhì)為L(zhǎng)DPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)其中一種。
從鋁箔袋的結(jié)構(gòu)來(lái)看，外層材料應(yīng)具有較好的印刷性能和光學(xué)性能；強(qiáng)度高，不易劃傷、磨毛；耐熱性能好等特點(diǎn)；適合用做外層材料的有BOPP、BOPET薄膜、鍍鋁薄膜、紙和玻璃紙等。
中層材料應(yīng)具有較好的阻隔性能，如對(duì)氣體、氣味、水氣的透過(guò)率低，能遮光等，適合作中層材料的有鋁箔、鍍鋁薄膜等。
內(nèi)層材料應(yīng)具有熱封性能好；無(wú)味、無(wú)毒；耐油、耐水、耐化學(xué)藥品性優(yōu)良等特點(diǎn)；常用的內(nèi)層材料有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、離子型聚合物薄膜等。
經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究和試用，本發(fā)明選用的密封袋復(fù)合結(jié)構(gòu)有如下幾種BOPET(外)/AL(鋁箔)/LDPE(內(nèi))、BOPP(外)/AL(鋁箔)/HDPE(內(nèi))、BOPP(外)/AL(鋁箔)/PP(內(nèi))等，其中BOPP、BOPET薄膜為鋁箔袋提供了較高的強(qiáng)度、印刷性和透明性；鋁箔提供了剛性和阻隔性；HDPE、LDPE和PP薄膜作內(nèi)層材料則具有較好的熱封性和化學(xué)穩(wěn)定性。
進(jìn)而，所述外層的厚度控制在10-20μm，所述鋁箔的厚度控制在5-10μm，所述內(nèi)層的厚度控制在50-100μm。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)本發(fā)明絕緣清潔巾能突破歐盟技術(shù)和環(huán)境保護(hù)壁壘，能滿足歐盟RoHS(The Restriction of the use of certain Hazardous substancesin Electrical and Electronic Equipment即“在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令”)指令的要求。這充分證明本發(fā)明的生物降解型絕緣清潔巾是符合現(xiàn)代國(guó)際上循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求和導(dǎo)向。
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
絕緣清潔巾實(shí)施例11)密封袋復(fù)合結(jié)構(gòu)材料-厚度，按自左向右表示自外層向內(nèi)層的順序、并以斜線區(qū)分各層
BOPET-12/Al-7/LDPE-60(厚度數(shù)字單位均為μm)，密封袋的大小尺寸(mm)950×750，2)絕緣清潔劑的組成有機(jī)溶劑正已烷15％(質(zhì)量百分比，下同)，異丙醇75％，丙氧基化異丙醇10％；表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚 0.6％(有機(jī)溶劑質(zhì)量為一百)，每袋絕緣清潔巾產(chǎn)品中溶劑的含量(克)≥5.0，每片絕緣清潔巾中溶劑的揮發(fā)時(shí)間(秒)≥20.0；3)布料聚乳酸紡粘無(wú)紡布的材料和規(guī)格(白色，50克/米2)，聚乳酸紡粘無(wú)紡布的聚脂材料中包含80％左旋異構(gòu)體、20％內(nèi)消旋異構(gòu)體。重均分子量范圍為35萬(wàn)左右；熔程范圍為170-180度，玻璃化溫度范圍為56度，斷裂強(qiáng)度30MPa。
每片無(wú)紡布清潔巾的大小尺寸(mm)180±5×200±5，每片絕緣清潔巾的揮發(fā)殘留物(克)≤0.05，棄置無(wú)紡布在堆肥狀態(tài)下，15天即可基本分解消失。
絕緣清潔巾實(shí)施例21)密封袋復(fù)合結(jié)構(gòu)材料-厚度，按自左向右表示自外層向內(nèi)層的順序、并以斜線區(qū)分各層BOPP-16/Al-6/HDPE-70(厚度數(shù)字單位均為μm)，
密封袋的大小尺寸(mm)950×750，2)絕緣清潔劑的組成有機(jī)溶劑正辛烷45％(質(zhì)量百分比，下同)，異丙醇45％，乙酸乙酯 10％；表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚 0.8％(有機(jī)溶劑質(zhì)量為一百)；每袋絕緣清潔巾產(chǎn)品中溶劑的含量(克)≥5.0，每片絕緣清潔巾中溶劑的揮發(fā)時(shí)間(秒)≥20.0；3)布料聚乳酸紡粘無(wú)紡布的材料和規(guī)格(白色，70克/米2)，聚乳酸紡粘無(wú)紡布的聚脂材料中包含70％左旋異構(gòu)體、30％內(nèi)消旋異構(gòu)體。重均分子量范圍為25萬(wàn)左右；熔程范圍為165-170度，玻璃化溫度范圍為56度，斷裂強(qiáng)度20MPa。
每片無(wú)紡布清潔巾的大小尺寸(mm)180±5×200±5，每片絕緣清潔巾的揮發(fā)殘留物(克)≤0.05，棄置無(wú)紡布在堆肥狀態(tài)下，12天即可基本分解消失。
權(quán)利要求
1.一種可生物降解型絕緣清潔巾，該絕緣清潔巾包括布料、均勻分布在布料上的清潔劑，其特征在于所述布料是由聚乳酸樹脂的纖維制成，所述清潔劑包括易揮發(fā)的有機(jī)溶劑、和非離子型的表面活性劑。
2.如權(quán)利要求1所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述聚乳酸樹脂包含60-90％左旋異構(gòu)體、10-40％內(nèi)消旋異構(gòu)體，且其重均分子量范圍為10-40萬(wàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述聚乳酸樹脂具有如下性質(zhì)熔程范圍為160-185度，玻璃化溫度范圍為55-58度，斷裂強(qiáng)度大于15MPa。
4.如權(quán)利要求1、2、3之一所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述有機(jī)溶劑的組份包括如下一組有機(jī)物中任意兩種或三種脂肪烴、脂肪醇、脂肪酸酯。
5.如權(quán)利要求1、2、3之一所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述有機(jī)溶劑中各組份的重量百分比為脂肪烴5-65％，脂肪醇15-95％，脂肪酸酯0-20％。
6.如權(quán)利要求1、2、3之一所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述清潔劑中，以所述有機(jī)溶劑的總量為基數(shù)，所述表面活性劑的重量配比為0.5-1.0％。
7.如權(quán)利要求1、2、3之一所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述絕緣清潔巾還包括塑料復(fù)合的密封袋，所述布料和所述清潔劑被密封包存在該密封袋中。
8.如權(quán)利要求7所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述密封袋包括鋁箔的中間層、復(fù)合在鋁箔中間層兩面的塑料的內(nèi)層和外層。
9.如權(quán)利要求8所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述外層的材質(zhì)為BOPET或BOPP，所述內(nèi)層的材質(zhì)為L(zhǎng)DPE、HDPE、PP其中一種。
10.如權(quán)利要求8所述的可生物降解型絕緣清潔巾，其特征在于所述外層的厚度控制在10-20μm，所述鋁箔的厚度控制在5-10μm，所述內(nèi)層的厚度控制在50-100μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可生物降解型絕緣清潔巾，包括布料、均勻分布在布料上的清潔劑，而所述布料是由聚乳酸樹脂的纖維制成，所述清潔劑包括易揮發(fā)的有機(jī)溶劑、和非離子型的表面活性劑。本發(fā)明可生物降解型絕緣清潔巾具有如下優(yōu)點(diǎn)其絕緣清潔性能與傳統(tǒng)的絕緣清潔巾相當(dāng)或更優(yōu)，而且具有生物降解和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)D06M23/00GK1907207SQ20061006218
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
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