CN109755019A - 一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂 - Google Patents
一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，涉及电容器技术领域，由以下成分制成：复合改性山茶籽油、脂肪酸聚乙二醇酯、分散剂、色拉油、乙撑双硬脂酸酰胺、乙酰柠檬酸三丁酯、亚磷酸、纳米凹凸棒土、硬脂酸；本发明制备的电容器用浸渍剂具有更低的热膨胀系数和更低的凝固点，能够更好的在高温或低温环境下工作，并保持良好的工作性能，显著的提高了电容器在高低温下的工作稳定性。
Description
技术领域
本发明属于电容器技术领域，具体涉及一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂。
背景技术
对于油浸电容器的绝缘，最早广泛采用的是矿物油，因其具有良好的导热性、绝缘性，且价格便宜。二十世纪三十年代曾经采用过的难燃性绝缘油聚氯联苯，因其具有剧毒，污染环境，在全球已经停用。其后国内外采用的电容器浸渍剂有：烷基苯（AB油）、苯基二甲苯基乙烷（PXE，又称二芳基乙烷、S油）和单/双苄基甲苯（M/DBT又称C101）。其中烷基苯是在聚氯联苯禁止使用后曾采用过的一种合成绝缘油，其电气物理性能优于矿物油且价格低廉，但是其吸气性能差，从而限制了电容器工作场强的提高。苯基二甲苯基乙烷和单/双苄基甲苯的耐电性能优良，吸气性好，但是他们都有一种难闻的气味，在生产中常使人难以忍受。我国电容器行业目前主要使用PXE和C101作为浸渍剂。随着人们环保意识的提高和可持续发展的要求，电气性能良好、无毒和可完全生物降解的植物油又成为国际学术界关注的浸渍剂，然而现有的植物油基浸渍剂在低温下易凝固，从而极大的降低了电容器的工作性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，按重量份计由以下成分制成：复合改性山茶籽油32-35、脂肪酸聚乙二醇酯5-8、分散剂2-4、色拉油76.5-78.6、乙撑双硬脂酸酰胺2.1-2.3、乙酰柠檬酸三丁酯1.2-2.3、亚磷酸1.4-1.6、纳米凹凸棒土6-10、硬脂酸2.2-3.2。
进一步的，所述复合改性山茶籽油制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计将山茶籽油55份、1，1，2，2-四氯-1，2-二甲基二硅烷4份溶于有机溶剂100份中，在110-124℃下，保温搅拌1小时，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，向反应釜中通入氦气，排除反应釜内的空气，然后向混合液中添加山茶籽油质量3.8%的离子液体和5%的铝酸铈纳米棒，调节温度至86-90℃，以1800r/min搅拌2.5小时，保温静置40min，得到中间体；
（3）向上述得到的中间体内添加其质量15%的熟化米糠油和1.2%的甲基乙氧基硅油，在72℃以120r/min转速搅拌40min，然后再进行超声波处理10min，自然冷却至室温，然后除去有机溶剂，经过干燥后，即得。
进一步的，所述有机溶剂为丙酮。
进一步的，所述离子液体为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
进一步的，所述超声波频率为55kHz，功率为1000W。
进一步的，所述铝酸铈纳米棒粒度为105nm。
进一步的，所述熟化米糠油制备方法为：
将米糠油采用微波处理10-15min，然后再加热至135℃，以2000r/min转速搅拌1.5小时，然后调节温度至95℃，向米糠油中添加其质量2.8%的油酸酰胺，保温搅拌1小时，然后自然冷却至室温，即得。
进一步的，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯。
有益效果：本发明制备的电容器用浸渍剂具有更低的热膨胀系数和更低的凝固点，能够更好的在高温或低温环境下工作，并保持良好的工作性能，显著的提高了电容器在高低温下的工作稳定性，本发明通过对山茶籽油进行改性处理，通过对山茶籽油进行一定处理后，再与熟化的米糠油进行复合改性，得到复合改性的山茶籽油，能够明显的降低浸渍剂的热膨胀系数与凝固点，在对复合改性山茶籽油进行制备时，通过对米糠油进行熟化处理，能够明显的降低电容器浸渍剂的热膨胀系数，从而提高电容器浸渍剂在高温下的工作稳定性，对于电容器浸渍剂的凝固点降低效果并不明显，而在在对复合改性山茶籽油进行制备时，通过添加一定量的离子液体，能够有效的降低浸渍剂的凝固点，提高电容器在低温下的工作稳定性，对于电容器浸渍剂的热膨胀系数影响较小。
具体实施方式
实施例1
一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，按重量份计由以下成分制成：复合改性山茶籽油32、脂肪酸聚乙二醇酯5、分散剂2、色拉油76.5、乙撑双硬脂酸酰胺2.1、乙酰柠檬酸三丁酯1.2、亚磷酸1.4、纳米凹凸棒土6、硬脂酸2.2。
进一步的，所述复合改性山茶籽油制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计将山茶籽油55份、1，1，2，2-四氯-1，2-二甲基二硅烷4份溶于有机溶剂100份中，在110℃下，保温搅拌1小时，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，向反应釜中通入氦气，排除反应釜内的空气，然后向混合液中添加山茶籽油质量3.8%的离子液体和5%的铝酸铈纳米棒，调节温度至86℃，以1800r/min搅拌2.5小时，保温静置40min，得到中间体；
（3）向上述得到的中间体内添加其质量15%的熟化米糠油和1.2%的甲基乙氧基硅油，在72℃以120r/min转速搅拌40min，然后再进行超声波处理10min，自然冷却至室温，然后除去有机溶剂，经过干燥后，即得。
进一步的，所述有机溶剂为丙酮。
进一步的，所述离子液体为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
进一步的，所述超声波频率为55kHz，功率为1000W。
进一步的，所述铝酸铈纳米棒粒度为105nm。
进一步的，所述熟化米糠油制备方法为：
将米糠油采用微波处理10min，然后再加热至135℃，以2000r/min转速搅拌1.5小时，然后调节温度至95℃，向米糠油中添加其质量2.8%的油酸酰胺，保温搅拌1小时，然后自然冷却至室温，即得。
进一步的，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯。
实施例2
一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，按重量份计由以下成分制成：复合改性山茶籽油35、脂肪酸聚乙二醇酯8、分散剂4、色拉油78.6、乙撑双硬脂酸酰胺2.3、乙酰柠檬酸三丁酯2.3、亚磷酸1.6、纳米凹凸棒土10、硬脂酸3.2。
进一步的，所述复合改性山茶籽油制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计将山茶籽油55份、1，1，2，2-四氯-1，2-二甲基二硅烷4份溶于有机溶剂100份中，在124℃下，保温搅拌1小时，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，向反应釜中通入氦气，排除反应釜内的空气，然后向混合液中添加山茶籽油质量3.8%的离子液体和5%的铝酸铈纳米棒，调节温度至90℃，以1800r/min搅拌2.5小时，保温静置40min，得到中间体；
（3）向上述得到的中间体内添加其质量15%的熟化米糠油和1.2%的甲基乙氧基硅油，在72℃以120r/min转速搅拌40min，然后再进行超声波处理10min，自然冷却至室温，然后除去有机溶剂，经过干燥后，即得。
进一步的，所述有机溶剂为丙酮。
进一步的，所述离子液体为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
进一步的，所述超声波频率为55kHz，功率为1000W。
进一步的，所述铝酸铈纳米棒粒度为105nm。
进一步的，所述熟化米糠油制备方法为：
将米糠油采用微波处理15min，然后再加热至135℃，以2000r/min转速搅拌1.5小时，然后调节温度至95℃，向米糠油中添加其质量2.8%的油酸酰胺，保温搅拌1小时，然后自然冷却至室温，即得。
进一步的，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯。
实施例3
一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，按重量份计由以下成分制成：复合改性山茶籽油33、脂肪酸聚乙二醇酯6、分散剂3、色拉油77.6、乙撑双硬脂酸酰胺2.2、乙酰柠檬酸三丁酯1.8、亚磷酸1.5、纳米凹凸棒土8、硬脂酸2.9。
进一步的，所述复合改性山茶籽油制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计将山茶籽油55份、1，1，2，2-四氯-1，2-二甲基二硅烷4份溶于有机溶剂100份中，在118℃下，保温搅拌1小时，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，向反应釜中通入氦气，排除反应釜内的空气，然后向混合液中添加山茶籽油质量3.8%的离子液体和5%的铝酸铈纳米棒，调节温度至88℃，以1800r/min搅拌2.5小时，保温静置40min，得到中间体；
（3）向上述得到的中间体内添加其质量15%的熟化米糠油和1.2%的甲基乙氧基硅油，在72℃以120r/min转速搅拌40min，然后再进行超声波处理10min，自然冷却至室温，然后除去有机溶剂，经过干燥后，即得。
进一步的，所述有机溶剂为丙酮。
进一步的，所述离子液体为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
进一步的，所述超声波频率为55kHz，功率为1000W。
进一步的，所述铝酸铈纳米棒粒度为105nm。
进一步的，所述熟化米糠油制备方法为：
将米糠油采用微波处理12min，然后再加热至135℃，以2000r/min转速搅拌1.5小时，然后调节温度至95℃，向米糠油中添加其质量2.8%的油酸酰胺，保温搅拌1小时，然后自然冷却至室温，即得。
进一步的，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯。
对比例1：与实施例1区别仅在于将复合改性山茶籽油替换为未改性处理的山茶籽油。
对比例2：与实施例1区别仅在于复合改性山茶籽油制备时将熟化米糠油替换为未处理的米糠油。
对比例3：与实施例1区别仅在于复合改性山茶籽油中不添加离子液体。
对实施例与对比例浸渍剂进行性能检测对比：
表1
对照组为：山茶籽油与色拉油混合物，质量比与实施例1相同。
由表1可以看出，本发明制备的电容器用浸渍剂具有更低的热膨胀系数和更低的凝固点，能够更好的在高温或低温环境下工作，并保持良好的工作性能，显著的提高了电容器在高低温下的工作稳定性，本发明通过对山茶籽油进行改性处理，通过对山茶籽油进行一定处理后，再与熟化的米糠油进行复合改性，得到复合改性的山茶籽油，能够明显的降低浸渍剂的热膨胀系数与凝固点，在对复合改性山茶籽油进行制备时，通过对米糠油进行熟化处理，能够明显的降低电容器浸渍剂的热膨胀系数，从而提高电容器浸渍剂在高温下的工作稳定性，对于电容器浸渍剂的凝固点降低效果并不明显，而在在对复合改性山茶籽油进行制备时，通过添加一定量的离子液体，能够有效的降低浸渍剂的凝固点，提高电容器在低温下的工作稳定性，对于电容器浸渍剂的热膨胀系数影响较小。
Claims (8)
1.一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：复合改性山茶籽油32-35、脂肪酸聚乙二醇酯5-8、分散剂2-4、色拉油76.5-78.6、乙撑双硬脂酸酰胺2.1-2.3、乙酰柠檬酸三丁酯1.2-2.3、亚磷酸1.4-1.6、纳米凹凸棒土6-10、硬脂酸2.2-3.2。
2.如权利要求1所述的一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，所述复合改性山茶籽油制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份计将山茶籽油55份、1，1，2，2-四氯-1，2-二甲基二硅烷4份溶于有机溶剂100份中，在110-124℃下，保温搅拌1小时，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，向反应釜中通入氦气，排除反应釜内的空气，然后向混合液中添加山茶籽油质量3.8%的离子液体和5%的铝酸铈纳米棒，调节温度至86-90℃，以1800r/min搅拌2.5小时，保温静置40min，得到中间体；
（3）向上述得到的中间体内添加其质量15%的熟化米糠油和1.2%的甲基乙氧基硅油，在72℃以120r/min转速搅拌40min，然后再进行超声波处理10min，自然冷却至室温，然后除去有机溶剂，经过干燥后，即得。
3.如权利要求2所述的一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，所述有机溶剂为丙酮。
4.如权利要求2所述的一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，所述离子液体为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
5.如权利要求2所述的一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，所述超声波频率为55kHz，功率为1000W。
6.如权利要求2所述的一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，所述铝酸铈纳米棒粒度为105nm。
7.如权利要求2所述的一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，所述熟化米糠油制备方法为：
将米糠油采用微波处理10-15min，然后再加热至135℃，以2000r/min转速搅拌1.5小时，然后调节温度至95℃，向米糠油中添加其质量2.8%的油酸酰胺，保温搅拌1小时，然后自然冷却至室温，即得。
8.如权利要求1所述的一种耐低温的电容器用植物油基浸渍剂，其特征在于，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯。
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