CN105505533A - 一种环境友好型高燃点变压器油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环境友好型高燃点变压器油及其制备方法，属于润滑油的技术领域。本发明的环境友好型高燃点变压器油包括以下重量百分数的组分：高油酸菜籽油99.5～99.8%；抗氧化剂0.1～0.4%；金属钝化剂0.1～0.4%；本发明还提供了上述变压器油的制备方法，将高油酸菜籽油加热到50～80℃，依次加入抗氧化剂和金属钝化剂，搅拌，混合1～5h，经过冷却和精滤而得到。本发明的变压器油工艺简单，不含有害物质，可生物降解，不会对环境和人体造成危害；性能稳定，不同批次间保持了良好的稳定性，燃点高，有效降低了火灾和爆炸的风险；抗氧化剂添加量少，服役周期长，具有优异的理化和介电性能，符合国家标准的要求。

Description

一种环境友好型高燃点变压器油及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑油的技术领域，特别是指一种环境友好型高燃点变压器油及其制备方法。
背景技术
矿物变压器油具有优异的电气绝缘性能、低温流动性能和抗氧化性能，广泛用于变压器等充油电气设备中，是目前应用最广的液体绝缘材料。随着能源危机的加剧和人类环保意识的增强，矿物油不可再生、低燃点和难生物降解难的缺点日益凸显。因此，发展具有可再生、高闪点、具有较好生物降解性的环保型高燃点液体绝缘介质成为当前研究的热点。
植物绝缘油因其原料可再生，具备优良的电气性能，燃点大于传统矿物油和可完全生物降解成为环境友好高燃点变压器油的理想选择。但是，普通植物油由于不饱和脂肪酸含量较高，分布较广；因此，在使用过程中存在粘度增大、酸值变高和氧化安定性能不好等问题，在很大程度上限制了植物绝缘油的工业应用。
目前，以地沟油和植物油为原料制备的变压器油，由于其技术的限制，存在工艺复杂，不同批次间产品性能差异较大，闪点低，不能达到作为难燃点油的要求，杂质多影响变压器油的绝缘性能，而且，添加剂的含量超过中华人民共和国国家标准GB2536-2011的要求，使其应用受到限制，不仅限制了其在高防火性能场所的应用，而且，其抗氧化稳定性也不能满足当前的需要。
发明内容
本发明提供一种环境友好型高燃点变压器油及其制备方法，解决了现有技术中变压器油闪点低、酸值高和氧化安定性能差的问题。
本发明的一种环境友好型高燃点变压器油，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下重量百分数的组分：
高油酸菜籽油99.5～99.8%；
抗氧化剂0.1～0.4%；
金属钝化剂0.1～0.4%。
本发明以高油酸菜籽油为主要原料采用环境友好添加剂进行复配，工艺简单，不含有害物质，可生物降解，不会对环境和人体造成危害，适用于环境敏感的场合；本发明的变压器油性能稳定，抗氧化性能好，酸值低，燃点高，其燃点为315~325℃，具有较好防火性能，有效降低火灾和爆炸的风险，适宜应用对防火性能要求较高的场所；本发明的变压器油还具有优异的理化和介电性能，主要性能指标完全符合矿物油基变压器油的国家标准（GB2536-2011）的要求。
作为一种优选的实施方案，所述高油酸菜籽油为脂肪酸组成中油酸含量大于75%，倾点为-25～-30℃，酸值小于0.06mgKOH/g，水分含量小于1200mg/Kg。这种高油酸菜籽油基变压器油的脂肪酸组成中油酸含量大于75%，这远高于传统植物油变压器油的脂肪酸组成中油酸含量为40%～50%的平均值，高油酸菜籽油基变压器油具有更好的热氧化安定性，对抗氧化剂的需求量更小，具有更长的服役周期。
作为一种优选的实施方案，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚衍生物、2,6-二叔丁基硫醚酚衍生物、烷基化二苯胺、烷基化苯基-α-萘胺和N-苯基-α-萘胺中的任意一种或几种。这些抗氧化剂性能优异，环境友好，添加量少，与高油酸菜籽油复配科学合理。
作为一种优选的实施方案，所述金属钝化剂为苯并三氮唑、甲基苯并三唑和液体甲基苯并三唑衍生物中的任意一种或几种。这些金属钝化剂性能优异，使用量少，与高油酸菜籽油复配科学合理。
本发明的一种环境友好型高燃点变压器油的制备方法，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下步骤：将高油酸菜籽油加热到50～80℃，依次加入抗氧化剂和金属钝化剂，搅拌，混合1～5h，经过冷却，精滤，得到产品。
本发明的变压器油的制备方法，工艺简单，条件温和，操作方便，原料选择容易，来源广，生产效率高，不含有害物质，可生物降解，不会对环境和人体造成危害，适用于环境敏感场合。
作为一种优选的实施方案，混合时，混合时间为2～4h，冷却时，冷却至室温。在2～4h的混合时间内可以充分保证各组分进行完全充分的混合，进一步提高了生产效率；冷却至室温，容易操作，方便控制。
本发明的有益效果：本发明的变压器油工艺简单，不含有害物质，可生物降解，不会对环境和人体造成危害；性能稳定，不同批次间保持了良好的稳定性，燃点高，有效降低了火灾和爆炸的风险；抗氧化剂添加量少，服役周期长，具有优异的理化和介电性能，符合国家标准的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术效果，下面将对实施例和现有技术所达到的技术效果采用附图作进一步地介绍；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为市面上现有的普通植物油变压器油的氧化温度随氧化诱导时间变化趋势图；
图2为本发明实施例一变压器油的氧化温度随氧化诱导时间变化趋势图；
图3为本发明实施例二变压器油的氧化温度随氧化诱导时间变化趋势图；
图4为本发明实施例三变压器油的氧化温度随氧化诱导时间变化趋势图；
图5为本发明实施例四变压器油的氧化温度随氧化诱导时间变化趋势图。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种环境友好型高燃点变压器油，包括以下重量百分数的组分：
高油酸菜籽油99.5～99.8%；
抗氧化剂0.1～0.4%；
金属钝化剂0.1～0.4%。
具体地，所述高油酸菜籽油为脂肪酸组成中油酸含量大于75%，倾点为-25～-30℃，酸值小于0.06mgKOH/g，水分含量小于1200mg/Kg。
优选地，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚衍生物、2,6-二叔丁基硫醚酚衍生物、烷基化二苯胺、烷基化苯基-α-萘胺和N-苯基-α-萘胺中的任意一种或几种。
进一步优选地，所述金属钝化剂为苯并三氮唑、甲基苯并三唑和液体甲基苯并三唑衍生物中的任意一种或几种。
本发明的一种环境友好型高燃点变压器油的制备方法，包括以下步骤：将高油酸菜籽油加热到50～80℃，依次加入抗氧化剂和金属钝化剂，搅拌，混合1～5h，经过冷却，精滤，得到产品。
具体地，混合时，混合时间为2～4h，冷却时，冷却至室温。
实施例一
将50.0Kg高油酸菜籽油加热至60℃，将0.2Kg抗氧化剂2,6-二叔丁基硫醚酚衍生物（CibaL115）和0.05Kg金属钝化剂苯并三氮唑（CibaBTAM）加入到高油酸菜籽油中，搅拌5个小时后，冷却至室温，精滤，得到产品。
实施例二
将50.0Kg高油酸菜籽油加热至80℃，将0.02Kg抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚衍生物（CibaL135）、0.03Kg抗氧化剂烷基化二苯胺（CibaL01）和0.20Kg金属钝化剂苯并三氮唑（CibaBTAM）加入到高油酸菜籽油中，搅拌2个小时后，冷却至室温，精滤，得到产品。
实施例三
将50.0Kg高油酸菜籽油加热至50℃，将0.1Kg抗氧化剂烷基化苯基-α-萘胺（CibaL06）、0.05Kg抗氧化剂N-苯基-α-萘胺（T531）、0.1Kg金属钝化剂甲基苯并三唑（CibaTTA）加入到高油酸菜籽油中，搅拌4个小时后，冷却至室温，精滤，得到产品。
实施例四
将50.0Kg高油酸菜籽油加热至50℃，将0.02Kg抗氧化剂烷基化苯基-α-萘胺（CibaL06）、0.03Kg抗氧化剂N-苯基-α-萘胺（T531）和0.01Kg金属钝化剂甲基苯并三唑（CibaTTA）、0.04Kg金属钝化剂液体甲基苯并三唑衍生物（Ciba39）加入到高油酸菜籽油中，搅拌4个小时后，冷却至室温，精滤，得到产品。
实施例五
将实施例一至实施例四所得变压器油和市面上现有的普通植物基变压器油按照变压器油国家标准GB2536-2011规定的方法分别进行性能测试，并分别测定这五种变压器油的起始氧化温度，实验结果如表1和附图1~附图5所示。
表1不同变压器油的性能测试结果
指 标 变压器油GB2536-2011 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 普通植物基变压器油
外 观 透明，无杂质 淡黄色、透明 淡黄色、透明 淡黄色、透明 淡黄色、透明 黄色、透明
闪点（℃） ≥135 316 315 325 325 263
酸值（mgKOH/g） ≤0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.03
抗氧化剂添加量（wt%） 0.08~0.40 0.40 0.40 0.30 0.10 0.50
工频击穿电压（KV） ≥35 92 88 88 88 76
体积电阻率90℃（Ω·m） ≥6×1010 7×1010 7×1010 7×1010 7×1010 7×1010
由表1可以看出，本发明的变压器油均为淡黄色、透明、无杂质，其闪点在315~325℃之间，酸值均小于0.01mgKOH/g，抗氧化剂的添加量为0.1~0.4%，工频击穿电压在88~92KV之间，90℃的体积电阻率达7×1010Ω·m，本发明的变压器油各项指标均满足了国家标准GB2536-2011的要求，并且，其闪点和工频击穿电压得到了显著提高。与市面上现有的普通植物基变压器油相比，本发明的变压器油外观颜色更淡，其闪点大幅提高，酸值降低，抗氧化剂添加量明显减少，工频击穿电压明显提高，批次之间性能稳定性好。因此，本发明的变压器油具有更加优异的性能。
由附图1~附图5可以看出，与市面上现有的普通植物基变压器油（即附图1）相比，本发明变压器油（即附图2~附图5）的氧化诱导期明显延长，其起始氧化温度也提高至191℃以上；因此，本发明的变压器油具有良好的抗氧化稳定性能。
本发明的有益效果：本发明的变压器油工艺简单，不含有害物质，可生物降解，不会对环境和人体造成危害；性能稳定，不同批次间保持了良好的稳定性，燃点高，有效降低了火灾和爆炸的风险；抗氧化剂添加量少，服役周期长，具有优异的理化和介电性能，符合国家标准的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种环境友好型高燃点变压器油，其特征在于，包括以下重量百分数的组分：
高油酸菜籽油99.5～99.8%；
抗氧化剂0.1～0.4%；
金属钝化剂0.1～0.4%。
2.根据权利要求1所述的环境友好型高燃点变压器油，其特征在于：
所述高油酸菜籽油为脂肪酸组成中油酸含量大于75%，倾点为-25～-30℃，酸值小于0.06mgKOH/g，水分含量小于1200mg/Kg。
3.根据权利要求2所述的环境友好型高燃点变压器油，其特征在于：
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚衍生物、2,6-二叔丁基硫醚酚衍生物、烷基化二苯胺、烷基化苯基-α-萘胺和N-苯基-α-萘胺中的任意一种或几种。
4.根据权利要求3所述的环境友好型高燃点变压器油，其特征在于：
所述金属钝化剂为苯并三氮唑、甲基苯并三唑、液体甲基苯并三唑衍生物中的任意一种或几种。
5.一种根据权利要求1～4任意一项所述的环境友好型高燃点变压器油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将高油酸菜籽油加热到50～80℃，依次加入抗氧化剂和金属钝化剂，搅拌，混合1～5h，经过冷却，精滤，得到产品。
6.根据权利要求5所述的环境友好型高燃点变压器油的制备方法，其特征在于：
混合时，混合时间为2～4h，冷却时，冷却至室温。
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