CN104194885A - 一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油及其制备方法 - Google Patents

一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含氧化镧-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1-3、椰子油酸烷醇酰胺0.3-0.5、硅酮油0.3-0.6、硫氰酸钠0.3-0.6、硫化铁0.4-0.7、二烷基二硫代磷酸锌0.3-0.5、氧化镧1-3、硫化钼0.5-0.8、助剂0.5-1.0；使用无水乙醇球磨法制备纳米粒子，所用原料易得、成本低、设备简单、易操作；添加的氧化镧-氮化铝纳米粒子在很大程度上促进变压器油的绝缘、散热和防潮的性能；本发明有效地解决了变压器油散热不佳、绝缘度低和易吸潮等问题，制备出各方面性能优异的变压器油，大大提高了人们生活质量。

Description

一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学领域，尤其涉及一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油及其制备方法。
背景技术
变压器油是指用于变压器、电抗器、互感器、套管、油开关等充油设备中，起绝缘、灭弧和冷却作用的一类绝缘油品。变压器油起绝缘功能是因为在电气设备中可将不同电势的带电部分隔离开来，增加了绝缘强度，使其不至于形成短路。变压器在带电运行过程中，由于线圈有电流通过，因电阻引起功率损耗，电流通过铁芯时，由于铁芯磁通发生作用，引起功率损耗，这两部分的损耗均已发热的形式表现出去。如果不将线圈内的这种热量散发出去，它必然会使线圈和铁芯内积聚的热量越积越多而使铁芯内部温度升高，从而会损坏线圈外部包覆的固体绝缘。这时候的变压器油因为它的比热大，将线圈内产生的这部分热量吸收，然后通过油的循环而使热量散发出来，保证了设备的安全运行。变压器油填充在绝缘材料的空隙中，所以可以起到保护铁芯和线圈组件容易被氧化的作用，保护绝缘材料不被老化。在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油良好导热性能，且在电弧的高温作用下能分触大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。
随着纳米技术的日渐成熟和它应用的广泛性，人们开始在变压器油中加入纳米材料以提高它的导热、绝缘的性能。氮化铝和氧化镧导热性好，其中氮化铝的热膨胀系数小、电绝缘体、介电性能良好，将它们作为纳米材料加到变压器油中，能在很大程度上促进变压器油的绝缘、散热和防潮的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油及其制备方法。
为了实现本发明目的，通过以下技术方案实施：
一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油，由下列重量份的原料制成：环烷基基础油1000-1200、氮化铝1-3、椰子油酸烷醇酰胺0.3-0.5、硅酮油0.3-0.6、硫氰酸钠0.3-0.6、硫化铁0.4-0.7、二烷基二硫代磷酸锌0.3-0.5、氧化镧1-3、硫化钼0.5-0.8、助剂0.5-1.0；
所述助剂由下列重量份的原料制成：二甲基硅油1-2、2-巯基苯并噻唑0.5-1.0、硅酸钙0.5-1.0、特丁基对苯二酚0.5-1.0、石油磺酸钠1-2、N,N'-二仲丁基对苯二胺0.5-2.0、活性氧化铝微粉2-4、8-羟基喹啉铜2-3、月桂醇聚氧乙烯醚2-3、椰油酰基甲基牛磺酸钠2-3、环烷基基础油80-100；制备方法是：将特丁基对苯二酚、硅酸钙、2-巯基苯并噻唑、活性氧化铝微粉和8-羟基喹啉铜共混研磨制得纳米粉体，将二甲基硅油、石油磺酸钠、N,N'-二仲丁基对苯二胺与环烷基基础油混合搅拌均匀，再将制得的纳米粉末加入混合油中，最后加入月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰基甲基牛磺酸钠在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。
本发明所述含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油，由以下具体步骤制成：
（1）将氮化铝、硫化铁、氧化镧和硫化钼加到球磨机中，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、椰子油酸烷醇酰胺、硅酮油、硫氰酸钠、二烷基二硫代磷酸锌和助剂，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氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油。
本发明使用无水乙醇球磨法制备纳米粒子，所用原料易得、成本低、设备简单、易操作；添加的氧化镧-氮化铝纳米粒子在很大程度上促进变压器油的绝缘、散热和防潮的性能；本发明有效地解决了变压器油散热不佳、绝缘度低和易吸潮等问题，制备出各方面性能优异的变压器油，大大提高了人们生活质量。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油，由下列重量份（公斤）的原料制成：环烷基基础油1200、氮化铝2、椰子油酸烷醇酰胺0.3、硅酮油0.3、硫氰酸钠0.3、硫化铁0.4、二烷基二硫代磷酸锌0.3、氧化镧3、硫化钼0.5、助剂0.9；
所述助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：二甲基硅油1、2-巯基苯并噻唑0.5、硅酸钙0.6、特丁基对苯二酚1.0、石油磺酸钠1.2、N,N'-二仲丁基对苯二胺1.5、活性氧化铝微粉3、8-羟基喹啉铜2、月桂醇聚氧乙烯醚2、椰油酰基甲基牛磺酸钠2.5、环烷基基础油90；制备方法是：将特丁基对苯二酚、硅酸钙、2-巯基苯并噻唑、活性氧化铝微粉和8-羟基喹啉铜共混研磨制得纳米粉体，将二甲基硅油、石油磺酸钠、N,N'-二仲丁基对苯二胺与环烷基基础油混合搅拌均匀，再将制得的纳米粉末加入混合油中，最后加入月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰基甲基牛磺酸钠在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。
本发明所述含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油，由以下具体步骤制成：
（1）将氮化铝、硫化铁、氧化镧和硫化钼加到球磨机中，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、椰子油酸烷醇酰胺、硅酮油、硫氰酸钠、二烷基二硫代磷酸锌和助剂，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氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油。
本发明变压器油工作击穿电压为超过80KV，介电常数为2.36，90°C介电损失角正切值为0.0002，体积电阻率为9× 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、保护绝缘的功能，延长变压器的使用寿命。

Claims (2)

1.一种含氧化镧-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1-3、椰子油酸烷醇酰胺0.3-0.5、硅酮油0.3-0.6、硫氰酸钠0.3-0.6、硫化铁0.4-0.7、二烷基二硫代磷酸锌0.3-0.5、氧化镧1-3、硫化钼0.5-0.8、助剂0.5-1.0；
所述助剂由下列重量份的原料制成：二甲基硅油1-2、2-巯基苯并噻唑0.5-1.0、硅酸钙0.5-1.0、特丁基对苯二酚0.5-1.0、石油磺酸钠1-2、N,N'-二仲丁基对苯二胺0.5-2.0、活性氧化铝微粉2-4、8-羟基喹啉铜2-3、月桂醇聚氧乙烯醚2-3、椰油酰基甲基牛磺酸钠2-3、环烷基基础油80-100；制备方法是：将特丁基对苯二酚、硅酸钙、2-巯基苯并噻唑、活性氧化铝微粉和8-羟基喹啉铜共混研磨制得纳米粉体，将二甲基硅油、石油磺酸钠、N,N'-二仲丁基对苯二胺与环烷基基础油混合搅拌均匀，再将制得的纳米粉末加入混合油中，最后加入月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰基甲基牛磺酸钠在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。
2.一种含氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
（1）将氮化铝、硫化铁、氧化镧和硫化钼加到球磨机中，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、椰子油酸烷醇酰胺、硅酮油、硫氰酸钠、二烷基二硫代磷酸锌和助剂，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氧化镧-氮化铝纳米粒子变压器油。
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