本發(fā)明涉及變壓器油技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種防銹防潮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(jí)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(jí)對(duì)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(diǎn)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(duì)提高變壓器運(yùn)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(gè)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(xiàn)《半導(dǎo)體納米粒子改性變壓器油的絕緣性能及機(jī)制研究》利用納米粒子TiO2對(duì)變壓器油進(jìn)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(shí)際應(yīng)用中,納米顆粒容易發(fā)生團(tuán)聚,導(dǎo)致可靠性的降低。常用的表面活性劑處理法對(duì)納米粒子的分散性和穩(wěn)定性的改善有限,而且會(huì)對(duì)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(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)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)良絕緣性能的防銹防潮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(shí)現(xiàn)的:
一種防銹防潮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,松香0.3-0.5,石蠟油5-10,環(huán)烷酸鋅1-2,硅烷偶聯(lián)劑KH-570 0.15-0.25,偶氮二異丁腈0.01-0.015,鄰苯二甲酸二辛酯1-2,甲基丙烯酸甲酯0.5-1,納米氧化鋁0.5-1,2,6-二叔丁基苯酚1-1.5,苯并三氮唑0.5-1。
一種防銹防潮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?dú)獗Wo(hù)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)先將松香、環(huán)烷酸鋅和石蠟油混合并于60-80℃攪拌2-4h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(jìn)行精濾除去雜質(zhì),最后經(jīng)過真空脫水脫氣,即得防銹防潮納米改性變壓器絕緣油。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明通過硅烷偶聯(lián)劑KH-570對(duì)納米粒子進(jìn)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(shí)改善納米粒子的絕緣性能;通過環(huán)烷酸鋅等原料的復(fù)配增效,有效改善變壓器油的防銹、防潮性能,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(shí)防銹、防潮性能好,使用壽命長,具有較高的實(shí)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
一種防銹防潮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,松香0.3,石蠟油5,環(huán)烷酸鋅1,硅烷偶聯(lián)劑KH-570 0.15,偶氮二異丁腈0.01,鄰苯二甲酸二辛酯1,甲基丙烯酸甲酯0.5,納米氧化鋁0.5,2,6-二叔丁基苯酚1,苯并三氮唑0.5。
一種防銹防潮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?dú)獗Wo(hù)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)先將松香、環(huán)烷酸鋅和石蠟油混合并于60℃攪拌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(jìn)行精濾除去雜質(zhì),最后經(jīng)過真空脫水脫氣,即得防銹防潮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(yàn),上述制得的變壓器絕緣油性能如下:
平均工頻擊穿電壓:84.3kV;
介質(zhì)損耗因數(shù)(90℃):0.00077;
185℃、12周的熱老化處理后介質(zhì)損耗因數(shù)(90℃):0.0216;
靜置1年后仍保持透明澄清,無沉淀。