CN112820557B - 一种电容器浸渍液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容器浸渍液，由以下原料制成：混合植物油、聚异丁烯、改性白炭黑、生物炭、水合硅酸镁超细粉、冰醋酸、固体蜡、羟丙基甲基纤维素。所述的电容器浸渍液通过科学合理的配比得到了性能优异的电容器浸渍液，具有良好的介电强度以及体积电阻率。所述的电容器浸渍液通过将蓖麻油、大豆油、菜子油、棕榈油、坚果油、葡萄籽油、霍霍巴油混合形成植物油，且在处理中加入助剂、生育酚乙酸酯、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠能够有效的降低植物油的凝固点，有效的减少蜡质、磷脂的含量，减少了水分、饱和脂肪酸等的含量，提升了单一不饱和脂肪酸的含量，提高了植物油的使用品质，从而显著提高介电强度、提高体积电阻率。
Description
技术领域
本发明涉及电容器加工技术领域，具体涉及一种电容器浸渍液。
背景技术
电容器生产过程中，对电容器进行严格真空下的浸渍处理，用于提高电容器的外观质量和电容器的可靠性及使用寿命。对于油浸式电器的绝缘，最早广泛采用的是矿物油，因其具有良好的导热性，绝缘性，并且价格便宜。二十世纪三十年代曾经采用过的难燃性绝缘油聚氯联苯，因其具有毒性，污染环境，在全球已停止使用。其后国内外采用的电容器浸渍剂有：烷基苯、苯基二甲苯基乙烷和单双苄基甲苯。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，但是其介电强度以及体积电阻率差，从而限制了其在电容器中的应用。随着民众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了亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种电容器浸渍液，具有良好的介电强度以及体积电阻率。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种电容器浸渍液，由以下重量份原料制成：70～85份混合植物油、4～8份聚异丁烯、2～6份改性白炭黑、1～5份生物炭、1～4份水合硅酸镁超细粉、1～4份冰醋酸、0.5～2份固体蜡、0.2～0.6份羟丙基甲基纤维素。
作为一种优选方案，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：75～85份混合植物油、5～8份聚异丁烯、3～6份改性白炭黑、1～4份生物炭、1～3份水合硅酸镁超细粉、1～3份冰醋酸、0.8～2份固体蜡、0.2～0.5份羟丙基甲基纤维素。
作为一种最优选方案，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：82.9份混合植物油、6份聚异丁烯、5份改性白炭黑、2份生物炭、1.8份水合硅酸镁超细粉、1.5份冰醋酸、1.4份固体蜡、0.4份羟丙基甲基纤维素。
作为一种优选方案，所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比称取15～25份蓖麻油、15～25份大豆油、10～20份菜子油、10～20份棕榈油、5～15份坚果油、5～15份葡萄籽油、5～15份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以200～400rpm转速搅拌20～45min，备用；
(2)向反应釜中加入1～4份助剂、0.5～1.5份生育酚乙酸酯、0.4～1份十二烷基苯磺酸钠、0.8～2份硬脂酸钠，以200～400rpm转速搅拌20～45min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在180～200℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油。
作为一种最优选方案，所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用；
(2)向反应釜中加入1.5份食盐、0.8份生育酚乙酸酯、0.7份十二烷基苯磺酸钠、1.5份硬脂酸钠，以300rpm转速搅拌30min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在185℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油。
本发明的发明人在大量的研究中发现，在电容器浸渍液中，使用单一的植物油，性能往往达不到要求，且植物油的稳定性差、凝固点高，极大地限制了其在浸渍液中的应用，且植物油中的其他成分，如蜡质、胶质、水等含量也会浸渍液性能。
本发明通过将蓖麻油、大豆油、菜子油、棕榈油、坚果油、葡萄籽油、霍霍巴油混合形成植物油，且在处理中加入助剂、生育酚乙酸酯、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠能够有效的降低植物油的凝固点，有效的减少蜡质、磷脂的含量，减少了水分、饱和脂肪酸等的含量，提升了单一不饱和脂肪酸的含量，提高了植物油的使用品质，改善了其凝固点、介电系数、介损，从而显著提高介电强度、提高体积电阻率。
作为一种优选方案，所述助剂为食盐。
作为一种优选方案，所述步骤(1)具体为：按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用。
作为一种优选方案，所述改性白炭黑的制备方法为：
将2～5份白炭黑加入到15～25份硝酸溶液中，在65～80℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取1～4份预处理白炭黑、0.05～0.15份kh550加入到20～30份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性白炭黑。
作为一种最优选方案，所述改性白炭黑的制备方法为：
将4份白炭黑加入到21份硝酸溶液中，在75℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取2份预处理白炭黑、0.1份kh550加入到23份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性白炭黑。
本发明通过对白炭黑进行改性处理，改性后的白炭黑比表面积较大，吸附特性较高，可吸附工作时产生的水、气以及碳化颗粒，提高了电容器的工作稳定性，同时其能够填充分散于浸渍剂中，可降低浸渍剂的凝固点，增强其低温局部的放电性能，从而显著提高介电强度、提高体积电阻率。
本申请的发明人在大量的实验中惊奇的发现，本发明所述的改性白炭黑和混合植物油在提高介电强度方面具有协同增效作用，其原因可能是本发明所述的混合植物油本身具有较低的凝固点，通过对白炭黑进行改性处理，该型白炭黑填充分散于浸渍剂中，进一步降低浸渍剂的凝固点，进一步提高工作稳定性，同时改性白炭黑可吸附工作时产生的水，从而二者联用能够达到协同增效作用。
作为一种优选方案，所述硝酸溶液质量浓度为8～15％的硝酸溶液。
作为一种优选方案，所述超声处理频率为20～40Khz，声强为0.15～0.25W/cm，处理时间为20～35min。
作为一种优选方案，所述固体蜡为微晶蜡。
本发明的申请人在大量的研究中发现，聚异丁烯、微晶蜡结合后，在常温下可以保持软质状态，能够避免温度变化在介质内出现裂隙和气孔，同时，聚异丁烯分子结构中含有双键，在电场作用下具有一定的吸气性，从而能够改进介质性能。
本发明的有益效果：(1)本发明所述的电容器浸渍液通过科学合理的配比得到了性能优异的电容器浸渍液，具有良好的介电强度以及体积电阻率，且原料环保，无毒和可完全生物降解；(2)本发明所述的电容器浸渍液通过将蓖麻油、大豆油、菜子油、棕榈油、坚果油、葡萄籽油、霍霍巴油混合形成植物油，且在处理中加入助剂、生育酚乙酸酯、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠能够有效的降低植物油的凝固点，有效的减少蜡质、磷脂的含量，减少了水分、饱和脂肪酸等的含量，提升了单一不饱和脂肪酸的含量，提高了植物油的使用品质，改善了其凝固点、介电系数、介损，从而显著提高介电强度、提高体积电阻率；(3)本发明通过对白炭黑进行改性处理，改性后的白炭黑比表面积较大，吸附特性较高，可吸附工作时产生的水、气以及碳化颗粒，提高了电容器的工作稳定性，同时其能够填充分散于浸渍剂中，可降低浸渍剂的凝固点，增强其低温局部的放电性能，从而显著提高介电强度、提高体积电阻率；(4)在本发明中聚异丁烯、微晶蜡结合后，在常温下可以保持软质状态，能够避免温度变化在介质内出现裂隙和气孔，同时，聚异丁烯分子结构中含有双键，在电场作用下具有一定的吸气性，从而能够改性介质性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
除特别声明，本发明所述的“份”均为重量份。
实施例1
一种电容器浸渍液，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：82.9份混合植物油、6份聚异丁烯、5份改性白炭黑、2份生物炭、1.8份水合硅酸镁超细粉、1.5份冰醋酸、1.4份固体蜡、0.4份羟丙基甲基纤维素。
所述固体蜡为微晶蜡。
所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用；
(2)向反应釜中加入1.5份食盐、0.8份生育酚乙酸酯、0.7份十二烷基苯磺酸钠、1.5份硬脂酸钠，以300rpm转速搅拌30min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在185℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油。
所述改性白炭黑的制备方法为：
将4份白炭黑加入到21份硝酸溶液中，在75℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取2份预处理白炭黑、0.1份kh550加入到23份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性白炭黑。
所述硝酸溶液质量浓度为10％的硝酸溶液。
所述超声处理频率为30Khz，声强为0.2W/cm，处理时间为30min。
所述电容器浸渍液的制备方法为：
将混合植物油、固体蜡加入反应釜中，加热至110℃，搅拌均匀，再加入聚异丁烯、改性白炭黑、生物炭、水合硅酸镁超细粉、冰醋酸、羟丙基甲基纤维素搅拌均匀，即得电容器浸渍液。
实施例2
一种电容器浸渍液，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：70份混合植物油、4份聚异丁烯、2份改性白炭黑、1份生物炭、1份水合硅酸镁超细粉、1份冰醋酸、0.5份固体蜡、0.2份羟丙基甲基纤维素。
所述固体蜡为微晶蜡。
所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用；
(2)向反应釜中加入1.5份食盐、0.8份生育酚乙酸酯、0.7份十二烷基苯磺酸钠、1.5份硬脂酸钠，以300rpm转速搅拌30min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在185℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油。
所述改性白炭黑的制备方法为：
将4份白炭黑加入到21份硝酸溶液中，在75℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取2份预处理白炭黑、0.1份kh550加入到23份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性白炭黑。
所述硝酸溶液质量浓度为10％的硝酸溶液。
所述超声处理频率为30Khz，声强为0.2W/cm，处理时间为30min。
所述电容器浸渍液的制备方法为：
将混合植物油、固体蜡加入反应釜中，加热至110℃，搅拌均匀，再加入聚异丁烯、改性白炭黑、生物炭、水合硅酸镁超细粉、冰醋酸、羟丙基甲基纤维素搅拌均匀，即得电容器浸渍液。
实施例3
一种电容器浸渍液，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：85份混合植物油、8份聚异丁烯、6份改性白炭黑、5份生物炭、4份水合硅酸镁超细粉、4份冰醋酸、2份固体蜡、0.6份羟丙基甲基纤维素。
所述固体蜡为微晶蜡。
所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用；
(2)向反应釜中加入1.5份食盐、0.8份生育酚乙酸酯、0.7份十二烷基苯磺酸钠、1.5份硬脂酸钠，以300rpm转速搅拌30min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在185℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油。
所述改性白炭黑的制备方法为：
将4份白炭黑加入到21份硝酸溶液中，在75℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取2份预处理白炭黑、0.1份kh550加入到23份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性白炭黑。
所述硝酸溶液质量浓度为10％的硝酸溶液。
所述超声处理频率为30Khz，声强为0.2W/cm，处理时间为30min。
所述电容器浸渍液的制备方法为：
将混合植物油、固体蜡加入反应釜中，加热至110℃，搅拌均匀，再加入聚异丁烯、改性白炭黑、生物炭、水合硅酸镁超细粉、冰醋酸、羟丙基甲基纤维素搅拌均匀，即得电容器浸渍液。
实施例4
一种电容器浸渍液，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：由以下重量份原料制成：80份混合植物油、5份聚异丁烯、3份改性白炭黑、2份生物炭、3份水合硅酸镁超细粉、2份冰醋酸、1.5份固体蜡、0.5份羟丙基甲基纤维素。
所述固体蜡为微晶蜡。
所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用；
(2)向反应釜中加入1.5份食盐、0.8份生育酚乙酸酯、0.7份十二烷基苯磺酸钠、1.5份硬脂酸钠，以300rpm转速搅拌30min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在185℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油。
所述改性白炭黑的制备方法为：
将4份白炭黑加入到21份硝酸溶液中，在75℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取2份预处理白炭黑、0.1份kh550加入到23份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性白炭黑。
所述硝酸溶液质量浓度为10％的硝酸溶液。
所述超声处理频率为30Khz，声强为0.2W/cm，处理时间为30min。
所述电容器浸渍液的制备方法为：
将混合植物油、固体蜡加入反应釜中，加热至110℃，搅拌均匀，再加入聚异丁烯、改性白炭黑、生物炭、水合硅酸镁超细粉、冰醋酸、羟丙基甲基纤维素搅拌均匀，即得电容器浸渍液。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，所述的混合植物油的制备方法不同于实施例1，即对比例1所述的改性混合植物油没有经过步骤(2)、(3)的处理，仅仅通过将蓖麻油、大豆油、菜子油、棕榈油、坚果油、葡萄籽油、霍巴油进行混合，其他都相同。
由所述混合植物油的制备方法为：
按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，即得混合植物油。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的混合植物油的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比40份蓖麻油、30份大豆油、30份菜子油、将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用；
(2)向反应釜中加入1.5份食盐、0.8份生育酚乙酸酯、0.7份十二烷基苯磺酸钠、1.5份硬脂酸钠，以300rpm转速搅拌30min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在185℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3不含所述的改性白炭黑，其他都相同。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4用白炭黑替换改性白炭黑，其他都相同。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5用改性膨润土替换改性白炭黑，其他都相同。
将4份膨润土加入到21份硝酸溶液中，在75℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取2份预处理白炭黑、0.1份kh550加入到23份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性膨润土。
所述硝酸溶液质量浓度为10％的硝酸溶液。
所述超声处理频率为30Khz，声强为0.2W/cm，处理时间为30min。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.实施例1～4、对比例1～5所述的电容器性能测试见表1。
表1测试结果
从表1中可看出，本发明所述的电容器浸渍液能够具有良好的介电强度以及体积电阻率。
对比实施例1～4可知，不同配比的电容器浸渍液能够影响介电强度以及体积电阻率，其中实施例1为最佳配比。
对比实施例1与对比例1、2可知，本发明所述的混合植物油的制备方法能够显著提高介电强度以及体积电阻率，所述的混合植物油的制备方法或者混合植物油的组成被替换后，介电强度以及体积电阻率会显著下降。
对比实施例1与对比例3～5可知，本发明所述的改性白炭黑能够显著提高介电强度以及体积电阻率，所述的改性白炭黑被替换后，介电强度以及体积电阻率会显著下降。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种电容器浸渍液，其特征在于，由以下重量份原料制成：70～85份混合植物油、4～8份聚异丁烯、2～6份改性白炭黑、1～5份生物炭、1～4份水合硅酸镁超细粉、1～4份冰醋酸、0.5～2份固体蜡、0.2～0.6份羟丙基甲基纤维素；
所述混合植物油的制备方法为：
(1)按照重量份配比称取15～25份蓖麻油、15～25份大豆油、10～20份菜子油、10～20份棕榈油、5～15份坚果油、5～15份葡萄籽油、5～15份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以200～400rpm转速搅拌20～45min，备用；
(2)向反应釜中加入1～4份助剂、0.5～1.5份生育酚乙酸酯、0.4～1份十二烷基苯磺酸钠、0.8～2份硬脂酸钠，以200～400rpm转速搅拌20～45min，得到混合料；
(3)将混合料加入到蒸馏器中，在180～200℃下蒸馏，收集蒸馏物，冷却，即得混合植物油；
所述改性白炭黑的制备方法为：
将2～5份白炭黑加入到15～25份硝酸溶液中，在65～80℃下冷凝回流，取出，过滤，得到预处理白炭黑；
取1～4份预处理白炭黑、0.05～0.15份kh550加入到20～30份去离子水中，超声处理，过滤，烘干，即得改性白炭黑。
2.根据权利要求1所述的电容器浸渍液，其特征在于，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：75～85份混合植物油、5～8份聚异丁烯、3～6份改性白炭黑、1～4份生物炭、1～3份水合硅酸镁超细粉、1～3份冰醋酸、0.8～2份固体蜡、0.2～0.5份羟丙基甲基纤维素。
3.根据权利要求1所述的电容器浸渍液，其特征在于，所述电容器浸渍液由以下重量份原料制成：82.9份混合植物油、6份聚异丁烯、5份改性白炭黑、2份生物炭、1.8份水合硅酸镁超细粉、1.5份冰醋酸、1.4份固体蜡、0.4份羟丙基甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的电容器浸渍液，其特征在于，所述助剂为食盐。
5.根据权利要求1所述的电容器浸渍液，其特征在于，所述步骤(1)具体为：按照重量份配比20份蓖麻油、20份大豆油、15份菜子油、15份棕榈油、10份坚果油、10份葡萄籽油、10份霍霍巴油将其加入到反应釜中，以300rpm转速搅拌35min，备用。
6.根据权利要求1所述的电容器浸渍液，其特征在于，所述硝酸溶液质量浓度为8～15％的硝酸溶液。
7.根据权利要求1所述的电容器浸渍液，其特征在于，所述超声处理频率为20～40Khz，声强为0.15～0.25W/cm，处理时间为20～35min。
8.根据权利要求1所述的电容器浸渍液，其特征在于，所述固体蜡为微晶蜡。
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