CN104046437A - 一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子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2-3、乙酸镁0.2-0.5、硬脂酸钙0.3-0.5、异丙醇铝0.2-0.5、硝酸银0.2-0.4、苯甲酸钠0.2-0.4、碳化硅2-3、石油磺酸钡0.3-0.5、助剂0.3-0.7；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，添加的碳化硅纳米粒子具有耐高温、耐磨耗和高热传导性，应用于变压器油中能很大程度上促进其绝缘防潮、消弧、散热及热稳定性高的性能；添加的其他成分使变压器油不易氧化变质、纯净无杂质、脱水性和稳定性加强，延长使用寿命。

Description

一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的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。变压器油在使用过程中不可避免的与空气接触，会使油氧化生成一部分酸性物质，酸性物质会使设备中的铜、铁等金属材料腐蚀，生成的油泥粘在线圈和绝缘部件上，造成堵塞通道，加速固体绝缘材料老化。如果变压器油具有很强的热稳定性，那么在很大程度上会避免油品的氧化速度，使变压器油的使用寿命延长。

针对这一问题，人们开始尝试将纳米材料运用到变压器油中，研究表明，纳米材料变压器油在导热、击穿、老化以及抗水分影响都有很大的促进作用，关键问题就是纳米材料的选取。氮化铝导热性好，热膨胀系数小，电绝缘体，介电性能良好，是良好的耐热材料，碳化硅具有很高的耐高温、耐磨耗性和热传导性，所以本发明选取氮化铝和碳化硅作为纳米复合材料加到变压器油中，制备一种热稳定强的变压器油。

发明内容

本发明的目的是提供一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的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：

一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油，由以下重量份的原料制成：环烷基基础油1000-1200、氮化铝2-3、乙酸镁0.2-0.5、硬脂酸钙0.3-0.5、异丙醇铝0.2-0.5、硝酸银0.2-0.4、苯甲酸钠0.2-0.4、碳化硅2-3、石油磺酸钡0.3-0.5、助剂0.3-0.7；

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。

本发明所述热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油，由以下具体步骤制成：

（1）将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中，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，将该溶液转移到旋蒸仪中，旋蒸除去无水乙醇即可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、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂，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-碳化硅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，添加的碳化硅纳米粒子具有耐高温、耐磨耗和高热传导性，应用于变压器油中能很大程度上促进其绝缘防潮、消弧、散热及热稳定性高的性能；添加的其他成分使变压器油不易氧化变质、纯净无杂质、脱水性和稳定性加强，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。

一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子变压器油，由下列重量份（公斤）的原料制成：环烷基基础油1200、氮化铝2、乙酸镁0.2、硬脂酸钙0.3、异丙醇铝0.2、硝酸银0.2、苯甲酸钠0.3、碳化硅3、石油磺酸钡0.3、助剂0.5；

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。

本发明所述热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子变压器油，由以下具体步骤制成：

（1）将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中，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，将该溶液转移到旋蒸仪中，旋蒸除去无水乙醇即可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、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂，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-碳化硅纳米粒子的变压器油。

本发明的变压器油工作击穿电压超过80KV，介电常数为2.24，90°C介电损失角正切值为0.0003，体积电阻率为10× 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、不易氧化变质的功能，能延长变压器的使用寿命。

Claims (2)

1.一种热稳定性强氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油，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2-3、乙酸镁0.2-0.5、硬脂酸钙0.3-0.5、异丙醇铝0.2-0.5、硝酸银0.2-0.4、苯甲酸钠0.2-0.4、碳化硅2-3、石油磺酸钡0.3-0.5、助剂0.3-0.7；

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。

2.一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

（1）将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中，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，将该溶液转移到旋蒸仪中，旋蒸除去无水乙醇即可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、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂，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-碳化硅纳米粒子的变压器油。