本發(fā)明涉及變壓器油技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油及其制備方法。
背景技術(shù):
油紙絕緣是一種典型的液固復(fù)合絕緣,在油浸式變壓器中有著廣泛的應(yīng)用。隨著電力系統(tǒng)電壓等級和傳輸容量的不斷提升,油紙復(fù)合絕緣已經(jīng)越來越難以滿足高電壓等級對大容量、小型化、高可靠性絕緣系統(tǒng)的要求。為了提升變壓器絕緣系統(tǒng)的性能,如何提高絕緣介質(zhì)的絕緣特性已經(jīng)成為目前的研究熱點之一。變壓器油是變壓器中重要的絕緣介質(zhì),尋求改善變壓器油絕緣性能和散熱性能的有效途徑,對提高變壓器運行的效率和安全可靠性具有重要意義。
目前,為提高絕緣材料的性能,在絕緣材料領(lǐng)域引入納米技術(shù)是一個重要的發(fā)展方向。其中,納米改性變壓器油的研究給傳統(tǒng)的變壓器油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)帶來了新的提高空間。文獻《半導(dǎo)體納米粒子改性變壓器油的絕緣性能及機制研究》利用納米粒子TiO2對變壓器油進行改性,發(fā)現(xiàn)納米粒子的加入能顯著提高變壓器油的絕緣特性。然而實際應(yīng)用中,納米顆粒容易發(fā)生團聚,導(dǎo)致可靠性的降低。常用的表面活性劑處理法對納米粒子的分散性和穩(wěn)定性的改善有限,而且會對納米改性變壓器油的絕緣性能產(chǎn)生不利影響。因此,如何兼顧納米粒子在變壓器油中的分散、穩(wěn)定性以及絕緣性能,成為目前需要解決的重要問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷,提供一種兼顧納米粒子分散、穩(wěn)定性以及優(yōu)良絕緣性能的含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油,其是由下述重量份的原料制得:
礦物基礎(chǔ)油1000-1500,漆酚0.5-1,亞麻油5-10,太古油0.5-1,硅烷偶聯(lián)劑KH-570 0.15-0.25,偶氮二異丁腈0.01-0.015,甲基丙烯酸甲酯0.5-1,納米氧化鋁0.3-0.5,納米氧化鋯0.3-0.5,2,6-二叔丁基苯酚1-1.5,苯并三氮唑0.5-1,二烷基二硫代磷酸鋅0.5-1。
一種含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油的制備方法,包括以下步驟:
(1)將硅烷偶聯(lián)劑KH-570按重量比1:100-1:150與無水乙醇混合均勻,然后加入納米氧化鋁、納米氧化鋯超聲分散5-10min,然后于40-50℃攪拌1-2h,冷卻后離心分離,將得到的固體顆粒于90-100℃烘干處理10-15min;
(2)將步驟(1)中得到的物料按重量比1:40-1:50與無水乙醇混合并超聲分散10-20min,然后氮氣保護下于60-70℃依次緩慢加入甲基丙烯酸甲酯和偶氮二異丁腈并攪拌反應(yīng)2-4h,冷卻后離心分離,將得到的固體顆粒再用無水乙醇反復(fù)洗滌2-4次;
(3)先將漆酚、亞麻油與太古油混合并于50-60℃攪拌1-2h后加入礦物基礎(chǔ)油中攪拌均勻,再加入步驟(2)中的物料以及其余原料超聲分散均勻,然后進行精濾除去雜質(zhì),最后經(jīng)過真空脫水脫氣,即得含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油。
本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明通過硅烷偶聯(lián)劑KH-570對納米粒子進行表面硅烷化,然后接枝甲基丙烯酸甲酯,能明顯增加納米粒子之間的空間位阻,有效降低納米粒子的相互聚集作用,提高納米粒子在變壓器油中的分散性和穩(wěn)定性,同時改善納米粒子的絕緣性能;通過漆酚等原料的復(fù)配增效,有效改善變壓器油的耐磨、耐蝕性能,與其余原料復(fù)合后制得的變壓器絕緣油兼具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和絕緣性能,可以長期貯存并保持良好的性能,同時耐磨耐蝕性能好,使用壽命長,具有較高的實用價值。
具體實施方式
一種含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油,由下列重量(kg)的組分原料制備而成:
礦物基礎(chǔ)油1000,漆酚0.5,亞麻油5,太古油0.5,硅烷偶聯(lián)劑KH-570 0.15,偶氮二異丁腈0.01,甲基丙烯酸甲酯0.5,納米氧化鋁0.3,納米氧化鋯0.3,2,6-二叔丁基苯酚1,苯并三氮唑0.5,二烷基二硫代磷酸鋅0.5。
一種含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油的制備方法,包括以下步驟:
(1)將硅烷偶聯(lián)劑KH-570按重量比1:100與無水乙醇混合均勻,然后加入納米氧化鋁、納米氧化鋯超聲分散5min,然后于40℃攪拌1h,冷卻后離心分離,將得到的固體顆粒于90℃烘干處理10min;
(2)將步驟(1)中得到的物料按重量比1:40與無水乙醇混合并超聲分散10min,然后氮氣保護下于60℃依次緩慢加入甲基丙烯酸甲酯和偶氮二異丁腈并攪拌反應(yīng)2h,冷卻后離心分離,將得到的固體顆粒再用無水乙醇反復(fù)洗滌2次;
(3)先將漆酚、亞麻油與太古油混合并于50℃攪拌1h后加入礦物基礎(chǔ)油中攪拌均勻,再加入步驟(2)中的物料以及其余原料超聲分散均勻,然后進行精濾除去雜質(zhì),最后經(jīng)過真空脫水脫氣,即得含漆酚的耐磨耐蝕納米改性變壓器絕緣油。
上述礦物基礎(chǔ)油選取中石化HVI Ia 60基礎(chǔ)油。
經(jīng)檢驗,上述制得的變壓器絕緣油性能如下:
平均工頻擊穿電壓:86.0kV;
介質(zhì)損耗因數(shù)(90℃):0.00064;
185℃、12周的熱老化處理后介質(zhì)損耗因數(shù)(90℃):0.0235;
靜置1年后仍保持透明澄清,無沉淀。