CN105132079B - 一种氮化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种氮化铝(AlN)纳米粒子改性变压器油的制备方法，属于电力工业变压器油制作技术领域。AlN纳米粒子改性分为两步。第一步：将AlN纳米粒子溶解于无水乙醇中，采用超声和球磨的方法将KH550接枝到AlN纳米颗粒的表面，经过加热、干燥后得到改性颗粒(1)；第二步：采用球磨的方法将油酸接枝到改性颗粒(1)的表面，经过加热后得到最终改性好的AlN纳米粒子。将改性好的AlN纳米粒子与变压器油混合并进行超声分散，得到AlN粒子改性变压器油。本制备方法使制得的AlN纳米粒子改性变压器油有优异的导热性能和电气性能，具有良好的长期稳定性，更保证了其在服役期间的稳定性和可靠性。

Description

一种氮化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法
技术领域
本发明属于电力工业变压器油制作技术领域，特别涉及一种氮化铝纳米粒子改性变压器油的制备方。
背景技术
变压器油作为良好的绝缘和散热介质在当今的电力工业变压器中广泛使用。而随着电压等级和容量的提高，人们越来越需要一种绝缘和散热性能更加优异的介质。随着纳米技术的兴起，国内外在逐步探寻纳米技术在变压器油之中的应用。根据前人的研究结果，微米尺寸的纤维等杂质添加到变压器油中之后，纤维等杂质在电场力的作用下定向排列，在变压器油中形成“小桥”并桥接处于不同电位的电极，使得变压器油的绝缘性能大幅度降低，因此传统的观念认为，作为绝缘介质的变压器油应当尽可能的纯净、不含外来杂质。然而根据现有研究，纳米粒子具有纳米级的尺寸，添加到变压器油中后不会引发“小桥”现象，从而基本不会降低变压器油原有的绝缘性能。而根据研究，在变压器油的击穿过程中，氮化铝(AlN)纳米粒子具有捕获电子、阻挡流注发展的作用，从而提高了某些情况下变压器油的绝缘性能。另一方面，由于AlN本身具有优异的导热性能，AlN纳米粒子的加入必然导致改性变压器油导热性嫩的提升。综上，使用AlN纳米粒子改性变压器油，在某些情况下甚至会提高变压器油的电气性能，同时由于附加的热对流过程，改性后的变压器油将具有更好的散热性能，可见氮化铝纳米粒子改性变压器油技术具有光明的前景。但目前未见用氮化铝纳米粒子改性变压器油的具体制备方法的报道。
发明内容
本发明的目的是为对变压器油的缺陷进行改进，提出一种AlN纳米粒子改性变压器油的制备方法，本制备方法使制得的AlN纳米粒子改性变压器油有优异的导热性能和电气性能，具有良好的长期稳定性，更保证了其在服役期间的稳定性和可靠性。
本发明提出的一种AlN纳米粒子改性变压器油的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
(1-1)将设定量的(根据需要生产多少变压器油决定采用多少AlN)AlN纳米粒子置于管式炉以10℃/min的速率从室温升温至600℃，并在600℃条件下保持2-4小时；
(1-2)将步骤(1-1)得到的AlN纳米颗粒溶解于无水乙醇中，AlN纳米颗粒与无水乙醇的质量比是1:(48～12)，采用超声振荡的方法使溶液混合均匀，超声振荡的时间是5-15min，功率是800-1200W；
(1-3)向将步骤(1-2)得到的溶液中加入硅烷偶联剂(KH550)溶液，AlN与KH550的质量比是1:(0.35～0.55)(KH550的具体质量要依据AlN的质量确定)，再次进行超声振荡，时间是20-30min，功率是800-1200W；
(1-4)将步骤(1-3)的溶液进行球磨，球磨时间12-48小时，转速200-300r/min。
(1-5)将球磨好的溶液取出进行加热30-60min，温度70-80℃；
(1-6)将加热好的溶液进行真空干燥36-48h，温度60-80℃，得到初步改性好的AlN纳米颗粒；
(2)AlN纳米粒子的第二步改性
(2-1)将初步改性好的AlN纳米颗粒与油酸混合后进行球磨，AlN的摩尔体积浓度在0.23mol/L～0.9mol/L之间，球磨时间12-24h，转速200-300r/min；
(2-2)将球磨好的混合溶液在氮气保护的氛围下加热24-40h，温度85-90℃；
(2-3)自然冷却至室温得到改性好的溶解于油酸中AlN纳米颗粒；
(3)将步骤(2-3)的溶解于油酸中的AlN加入变压器油中，加入的体积比为：溶解AlN的油酸：变压器油＝1:(9～18)；
(4)将步骤(3)的AlN纳米改性变压器油放入真空干燥箱中，在10～100帕斯卡压力、40～60℃下真空干燥24～48h，除去AlN纳米改性变压器油中的水分和气体，得到成品AlN纳米改性变压器油。
本发明的特点及有益效果：本发明采用纳米粒子添加技术对目前常用的变压器油进行改性处理，制备出了能够保持长期稳定的纳米改性变压器油，同时使制备得到的改性变压器油具有非常优秀的导热与散热性能，在同样的运行功率下使变压器具有较低的温度，在过负荷运行过程中仍能保持在安全温度以下(现有变压器油在过负荷运行条件下温度急剧升高超过安全线，进而引发变压器安全稳定问题)，从而可以满足变压器在夏季或冬季大负荷运行时的运行要求，同时，改性变压器油具有优良的雷电冲击特性，局部放电特性等电气性能，这些都使得变压器运行的安全性和稳定性得到了极大的提升，具有极高的经济效益。
具体实施方式
实施例一：
(1)AlN纳米粒子的第一步改性
(1-1)将10g AlN纳米粒子置于管式炉以10℃/min的速率从室温升温至600℃，并在600℃条件下保持2小时；
(1-2)将10g的AlN纳米颗粒溶解于600ml无水乙醇中，两者的质量比是1:48，采用超声振荡的方法使溶液混合均匀，超声振荡的时间是5min，功率是800W；
(1-3)向溶液中加入一定质量的KH550溶液，AlN与KH550的质量比是1:0.35，再次进行超声振荡，时间是20min，功率是800W；
(1-4)将步骤(1-3)的溶液进行球磨，球磨时间12小时，转速200r/min。
(1-5)将球磨好的溶液取出进行加热30min，温度70℃；
(1-6)将加热好的溶液进行真空干燥36h，温度60℃，得到初步改性好的AlN纳米颗粒；
(2)AlN纳米粒子的第二步改性
(2-1)将初步改性好的AlN纳米颗粒与油酸混合后进行球磨，AlN的摩尔体积浓度在0.23mol/L之间，球磨时间12h，转速200r/min；
(2-2)将球磨好的混合溶液在氮气保护的氛围下加热24h，温度85℃；
(2-3)自然冷却至室温得到改性好的溶解于油酸中AlN纳米颗粒；
(3)将步骤(2-3)的溶解于油酸中的AlN加入变压器油中，加入的体积比为：溶解AlN的油酸：变压器油＝1:9；
(4)将步骤(3)的AlN纳米改性变压器油放入真空干燥箱中，在10帕斯卡压力、40℃下真空干燥24h，除去AlN纳米改性变压器油中的水分和气体，得到成品AlN纳米改性变压器油。
实施例二：
(1)AlN纳米粒子的第一步改性
(1-1)将20g AlN纳米粒子置于管式炉以10℃/min的速率从室温升温至600℃，并在600℃条件下保持3小时；
(1-2)将20g的AlN纳米颗粒溶解于无水乙醇中，两者的质量比是1:24，采用超声振荡的方法使溶液混合均匀，超声振荡的时间是10min，功率是1000W；
(1-3)向溶液中加入一定质量的KH550溶液，AlN与KH550的质量比是1:0.45，再次进行超声振荡，时间是25min，功率是1000W；
(1-4)将步骤(1-3)的溶液进行球磨，球磨时间36小时，转速250r/min。
(1-5)将球磨好的溶液取出进行加热45min，温度75℃；
(1-6)将加热好的溶液进行真空干燥42h，温度70℃，得到初步改性好的AlN纳米颗粒；
(2)AlN纳米粒子的第二步改性
(2-1)将初步改性好的AlN纳米颗粒与油酸混合后进行球磨，AlN的摩尔体积浓度在0.5mol/L之间，球磨时间18h，转速250r/min；
(2-2)将球磨好的混合溶液在氮气保护的氛围下加热32h，温度87℃；
(2-3)自然冷却至室温得到改性好的溶解于油酸中AlN纳米颗粒；
(3)将步骤(2-3)的溶解于油酸中的AlN加入变压器油中，加入的体积比为：溶解AlN的油酸：变压器油＝1:13；
(4)将步骤(3)的AlN纳米改性变压器油放入真空干燥箱中，在10～100帕斯卡压力、50℃下真空干燥36h，除去AlN纳米改性变压器油中的水分和气体，得到成品AlN纳米改性变压器油。
实施例三：
(1)AlN纳米粒子的第一步改性
(1-1)将40g AlN纳米粒子置于管式炉以10℃/min的速率从室温升温至600℃，并在600℃条件下保持4小时；
(1-2)将40g的AlN纳米颗粒溶解于600ml无水乙醇中，两者的质量比是1:12，采用超声振荡的方法使溶液混合均匀，超声振荡的时间是15min，功率是1200W；
(1-3)向溶液中加入一定质量的KH550溶液，AlN与KH550的质量比是1:0.55，再次进行超声振荡，时间是30min，功率是1200W；
(1-4)将步骤(1-3)的溶液进行球磨，球磨时间48小时，转速300r/min。
(1-5)将球磨好的溶液取出进行加热60min，温度80℃；
(1-6)将加热好的溶液进行真空干燥48h，温度80℃，得到初步改性好的AlN纳米颗粒；
(2)AlN纳米粒子的第二步改性
(2-1)将初步改性好的AlN纳米颗粒与油酸混合后进行球磨，AlN的摩尔体积浓度在0.9mol/L之间，球磨时间24h，转速300r/min；
(2-2)将球磨好的混合溶液在氮气保护的氛围下加热40h，温度90℃；
(2-3)自然冷却至室温得到改性好的溶解于油酸中AlN纳米颗粒；
(3)将步骤(2-3)的溶解于油酸中的AlN加入变压器油中，加入的体积比为：溶解AlN的油酸：变压器油＝1:18；
(4)将步骤(3)的AlN纳米改性变压器油放入真空干燥箱中，在100帕斯卡压力、60℃下真空干燥48h，除去AlN纳米改性变压器油中的水分和气体，得到成品AlN纳米改性变压器油。

Claims (1)

1.一种AlN纳米粒子改性变压器油的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
(1)AlN纳米粒子的第一步改性
(1-1)将设定量的AlN纳米粒子置于管式炉以10℃/min的速率从室温升温至600℃，并在600℃条件下保持2-4小时；
(1-2)将步骤(1-1)得到的AlN纳米颗粒溶解于无水乙醇中，AlN纳米颗粒与无水乙醇的质量比是1:(48～12)，采用超声振荡的方法使溶液混合均匀，超声振荡的时间是5-15min，功率是800-1200W；
(1-3)向步骤(1-2)得到的溶液中加入硅烷偶联剂KH550溶液，AlN与KH550的质量比是1:(0.35～0.55)，再次进行超声振荡，时间是20-30min，功率是800-1200W；
(1-4)将步骤(1-3)的溶液进行球磨，球磨时间12-48小时，转速200-300r/min；
(1-5)将球磨好的溶液取出进行加热30-60min，温度70-80℃；
(1-6)将加热好的溶液进行真空干燥36-48h，温度60-80℃，得到初步改性好的AlN纳米颗粒；
(2)AlN纳米粒子的第二步改性
(2-1)将初步改性好的AlN纳米颗粒与油酸混合后进行球磨，AlN的摩尔体积浓度在0.23mol/L～0.9mol/L之间，球磨时间12-24h，转速200-300r/min；
(2-2)将球磨好的混合溶液在氮气保护的氛围下加热24-40h，温度85-90℃；
(2-3)自然冷却至室温得到改性好的溶解于油酸中AlN纳米颗粒；
(3)将步骤(2-3)的溶解于油酸中的AlN纳米颗粒加入变压器油中，加入的体积比为：溶解AlN的油酸：变压器油＝1:(9～18)；
(4)将步骤(3)的AlN纳米粒子改性变压器油放入真空干燥箱中，在10～100帕斯卡压力、40～60℃下真空干燥24～48h，除去AlN纳米改性变压器油中的水分和气体，得到成品AlN纳米粒子改性变压器油。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105647613A (zh) * 2016-01-12 2016-06-08 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种氧化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法
CN105820859B (zh) * 2016-04-01 2018-10-19 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种二氧化钛纳米粒子改性变压器油的制备方法
CN106544143B (zh) * 2016-11-19 2019-03-19 国网河南省电力公司周口供电公司 一种纳米改性变压器油及其制备方法
CN108504427B (zh) * 2018-05-15 2021-04-09 国网山东省电力公司荣成市供电公司 一种纳米粒子改性变压器油及其制备方法
CN108948798A (zh) * 2018-06-08 2018-12-07 南方电网科学研究院有限责任公司 一种纳米颗粒的表面改性修饰方法及表面改性纳米颗粒
CN108907175B (zh) * 2018-06-21 2020-12-01 天津大学 球磨法制备油溶性纳米铝的方法
CN112126493B (zh) * 2020-09-28 2022-09-09 国网河南省电力公司周口供电公司 一种光纤油膏和光纤复合碳纤维导线
CN115110335A (zh) * 2022-05-20 2022-09-27 重庆大学 一种新型纳米改性绝缘纸及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200521078A (en) * 2003-12-18 2005-07-01 Taiwan Salt Company Surface treatment method and mixing apparatus for preparing water-resistant alumnium nitride powder
CN101880482A (zh) * 2010-07-12 2010-11-10 重庆大学 一种偶合接枝改性纳米金属氧化物的方法
CN101901637A (zh) * 2010-07-29 2010-12-01 重庆大学 植物绝缘油和改性纳米粉体的复合物及其应用和制备方法
CN101950601A (zh) * 2010-07-29 2011-01-19 重庆大学 矿物绝缘油和改性纳米粉体的复合物及其应用和制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI259200B (en) * 2001-07-12 2006-08-01 Univ Nat Cheng Kung Surface treating method of aluminum nitride powder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200521078A (en) * 2003-12-18 2005-07-01 Taiwan Salt Company Surface treatment method and mixing apparatus for preparing water-resistant alumnium nitride powder
CN101880482A (zh) * 2010-07-12 2010-11-10 重庆大学 一种偶合接枝改性纳米金属氧化物的方法
CN101901637A (zh) * 2010-07-29 2010-12-01 重庆大学 植物绝缘油和改性纳米粉体的复合物及其应用和制备方法
CN101950601A (zh) * 2010-07-29 2011-01-19 重庆大学 矿物绝缘油和改性纳米粉体的复合物及其应用和制备方法

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