CN104046410A - 一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：环烷基基础油1000-1200、氮化铝3-5、麦饭石粉0.3-0.5、硅藻土0.3-0.5、甲基丙烯酸锌0.2-0.5、聚合硫酸铁0.3-0.5、甲基乙基硅油0.4-0.6、羟基硅油0.4-0.6、二氧化锡0.3-0.5、助剂0.4-0.8；本发明使用无水乙醇球磨无机粉体制得纳米粒子，所用设备简单、易操作；添加的纳米氮化铝粒子具有介电性质良好、稳定性高、导热性质好、热膨胀系数小，应用于变压器油中能很大程度上改善其绝缘、防潮、消弧及散热的性能；而甲基乙基硅油和羟基硅油也都具有高的耐热性；添加的麦饭石粉和聚合硫酸铁具有很强的吸附、除浊、除菌和净化的功能；添加的助剂使变压器油纯净、杂质小、氧化性降低、稳定性加强，延长使用寿命。

Description

一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油及其制备方法。

背景技术

变压器油是天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油，是石油中的润滑油馏份经酸碱精制处理得到纯净稳定、粘度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物。俗称方棚油，浅黄色透明液体，相对密度0.895。凝固点<-45 ℃，主要由三种烃类组成，主要成分为环烷烃，其它的为环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物。在我国，变压器油有石蜡基油、环烷基油。石蜡基油产于大庆，环烷基油产于新疆克拉玛依。良好的变压器油应该是清洁而透明的液体，不得有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质。如果其受污染和氧化，并产生树脂和沉淀物，变压器油油质就会劣化，颜色会逐渐变为浅红色，直至变为深褐色的液体。当变压器有故障时，也会使油的颜色发生改变一般情况下，变压器油呈浅褐色时就不宜再用了。

变压器油在变压器运行中油温为60-80°C，当超负荷运行时，油温更高。高耐热性的变压器油，能够使油温上升缓慢，确保变压器芯和绕组能够正常工作。变压器油运行一段时间之后不可避免的与空气接触，会氧化生成油污，油泥会粘附在变压器芯和绕组上，这会阻碍热量的传递，如果变压器油有净化功能，问题将会迎刃而解。

随着人们尝试将纳米材料添加到变压器油中，研究表明不同的纳米材料变压器油在导热、击穿、老化以及抗腐蚀影响都有不同的促进作用。氮化铝导热性好，热膨胀系数小，电绝缘体，介电性能良好，是良好的耐热冲击材料，而甲基乙基硅油和羟基硅油也都具有高的耐热性，麦饭石粉具有很强的吸附和溶出作用，聚合硫酸铁具有很强的除浊、除菌和净化的功能，所以本发明将麦饭石粉、聚合硫酸铁和选择氮化铝作为纳米材料添加到变压器油中，得到一种耐热和净化性能高的变压器油。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明通过以下技术方案实施：

一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油，由下列重量份的原料制成：环烷基基础油1000-1200、氮化铝3-5、麦饭石粉0.3-0.5、硅藻土0.3-0.5、甲基丙烯酸锌0.2-0.5、聚合硫酸铁0.3-0.5、甲基乙基硅油0.4-0.6、羟基硅油0.4-0.6、二氧化锡0.3-0.5、助剂0.4-0.8；

所述助剂由下列重量份的原料制成：N,N'-二仲丁基对苯二胺0.5-1.0、丁基羟基茴香醚0.5-1.0、N,N'-二亚水杨基丙二胺1-2、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1-2、活性白土2-3、方石英粉4-6、钼酸钠1-2、山梨坦单月桂酸酯1-2、环烷基基础油80-100；制备方法是：将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体，将N,N'-二仲丁基对苯二胺、N,N'-二亚水杨基丙二胺、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀，再将上述研磨的粉末加入混合油中，最后加入山梨坦单月桂酸酯在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。

本发明所述耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油，由以下具体步骤制成：

（1）在球磨机中加入氮化铝、甲基丙烯酸锌、二氧化锡和聚合硫酸铁，再加入10~15倍的无水乙醇，在500-700转/分钟下球磨60-90小时，结束后，将该溶液加入到旋蒸仪中，旋蒸除去乙醇后得到干燥的纳米粉体；

（2）将环烷基基础油加热至260~280°C，分别依次加入（1）中干燥的纳米粉体、麦饭石粉、硅藻土、甲基乙基硅油、羟基硅油和助剂，在1200-1400转/分钟高速分散机下搅拌0.5-1.0小时后，保温2~3小时；

（3）将（2）中的变压器油冷却至室温后，过滤，除去杂质后即得含有氮化铝纳米粒子的变压器油。

本发明的有益成果在于：

使用无水乙醇球磨无机粉体制得纳米粒子，所用设备简单、易操作；添加的纳米氮化铝粒子具有介电性质良好、稳定性高、导热性质好、热膨胀系数小，应用于变压器油中能很大程度上改善其绝缘、防潮、消弧及散热的性能；而甲基乙基硅油和羟基硅油也都具有高的耐热性，使变压器油不易升温造成变压器芯和绕组等其他组件的正常工作；添加的麦饭石粉和聚合硫酸铁具有很强的吸附、除浊、除菌和净化的功能；添加的助剂使变压器油纯净、杂质小、氧化性降低、稳定性加强，延长使用寿命。

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油，由下列重量份（公斤）的原料制成：环烷基基础油1200、氮化铝3、麦饭石粉0.3、硅藻土0.3、甲基丙烯酸锌0.2、聚合硫酸铁0.5、甲基乙基硅油0.4、羟基硅油0.4、二氧化锡0.3、助剂0.6；

所述助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：N,N'-二仲丁基对苯二胺1.0、丁基羟基茴香醚0.5、N,N'-二亚水杨基丙二胺1、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1、活性白土3、方石英粉4、钼酸钠1、山梨坦单月桂酸酯1、环烷基基础油80；制备方法是：将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体，将N,N'-二仲丁基对苯二胺、N,N'-二亚水杨基丙二胺、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀，再将上述研磨的粉末加入混合油中，最后加入山梨坦单月桂酸酯在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。

本发明所述耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油，由以下具体步骤制成：

（1）在球磨机中加入氮化铝、甲基丙烯酸锌、二氧化锡和聚合硫酸铁，再加入10~15倍的无水乙醇，在500-700转/分钟下球磨60-90小时，结束后，将该溶液加入到旋蒸仪中，旋蒸除去乙醇后得到干燥的纳米粉体；

（2）将环烷基基础油加热至260~280°C，分别依次加入（1）中干燥的纳米粉体、麦饭石粉、硅藻土、甲基乙基硅油、羟基硅油和助剂，在1200-1400转/分钟高速分散机下搅拌0.5-1.0小时后，保温2~3小时；

（3）将（2）中的变压器油冷却至室温后，过滤，除去杂质后即得含有氮化铝纳米粒子的变压器油。

本发明变压器油的工作击穿电压为超过80KV，介电常数为2.31，90°C介电损失角正切值为0.0003，体积电阻率为7× 10¹²Ω·m ，其他性能指标也符合变压器油GB2536-90质量标准，使用本发明的变压器油能有很好的防潮散热、热稳定性强、净化性能高的功能，能延长变压器的使用寿命。

Claims (2)

1.一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米粒子变压器油，其特征在于，由下列重量份的原料制成：环烷基基础油1000-1200、氮化铝3-5、麦饭石粉0.3-0.5、硅藻土0.3-0.5、甲基丙烯酸锌0.2-0.5、聚合硫酸铁0.3-0.5、甲基乙基硅油0.4-0.6、羟基硅油0.4-0.6、二氧化锡0.3-0.5、助剂0.4-0.8；

所述助剂由下列重量份的原料制成：N,N'-二仲丁基对苯二胺0.5-1.0、丁基羟基茴香醚0.5-1.0、N,N'-二亚水杨基丙二胺1-2、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1-2、活性白土2-3、方石英粉4-6、钼酸钠1-2、山梨坦单月桂酸酯1-2、环烷基基础油80-100；制备方法是：将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体，将N,N'-二仲丁基对苯二胺、N,N'-二亚水杨基丙二胺、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀，再将上述研磨的粉末加入混合油中，最后加入山梨坦单月桂酸酯在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。

2.一种耐热和净化性能高的氮化铝纳米变压器油，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

（1）在球磨机中加入氮化铝、甲基丙烯酸锌、二氧化锡和聚合硫酸铁，再加入10~15倍的无水乙醇，在500-700转/分钟下球磨60-90小时，结束后，将该溶液加入到旋蒸仪中，旋蒸除去乙醇后得到干燥的纳米粉体；

（2）将环烷基基础油加热至260~280°C，分别依次加入（1）中干燥的纳米粉体、麦饭石粉、硅藻土、甲基乙基硅油、羟基硅油和助剂，在1200-1400转/分钟高速分散机下搅拌0.5-1.0小时后，保温2~3小时；

（3）将（2）中的变压器油冷却至室温后，过滤，除去杂质后即得含有氮化铝纳米粒子的变压器油。