CN113388433A - 一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法 - Google Patents
一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113388433A CN113388433A CN202110573891.XA CN202110573891A CN113388433A CN 113388433 A CN113388433 A CN 113388433A CN 202110573891 A CN202110573891 A CN 202110573891A CN 113388433 A CN113388433 A CN 113388433A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transformer oil
- cyclotriphosphazene
- oil
- flame retardant
- electrical performance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 17
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 29
- DZKXDEWNLDOXQH-UHFFFAOYSA-N 1,3,5,2,4,6-triazatriphosphinine Chemical compound N1=PN=PN=P1 DZKXDEWNLDOXQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 137
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 14
- DKQPXAWBVGCNHG-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexafluoro-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound FP1(F)=NP(F)(F)=NP(F)(F)=N1 DKQPXAWBVGCNHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims description 12
- XNZZEQCBAGUFMT-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6-pentafluoro-6-phenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound FP1(F)=NP(F)(F)=NP(F)(OC=2C=CC=CC=2)=N1 XNZZEQCBAGUFMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 8
- UBIJTWDKTYCPMQ-UHFFFAOYSA-N hexachlorophosphazene Chemical compound ClP1(Cl)=NP(Cl)(Cl)=NP(Cl)(Cl)=N1 UBIJTWDKTYCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- CBTAIOOTRCAMBD-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxy-2,4,4,6,6-pentafluoro-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound CCOP1(F)=NP(F)(F)=NP(F)(F)=N1 CBTAIOOTRCAMBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CNQBXJDCTHCEFG-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexamethoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound COP1(OC)=NP(OC)(OC)=NP(OC)(OC)=N1 CNQBXJDCTHCEFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GVEUEBXMTMZVSD-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohex-1-ene Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C=C GVEUEBXMTMZVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DXYATJFKKSEBAL-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexakis(2,2,2-trifluoroethoxy)-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound FC(F)(F)COP1(OCC(F)(F)F)=NP(OCC(F)(F)F)(OCC(F)(F)F)=NP(OCC(F)(F)F)(OCC(F)(F)F)=N1 DXYATJFKKSEBAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UFNLQPBQHDVESI-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexakis(2,2,3,3,3-pentafluoropropoxy)-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)COP1(OCC(F)(F)C(F)(F)F)=NP(OCC(F)(F)C(F)(F)F)(OCC(F)(F)C(F)(F)F)=NP(OCC(F)(F)C(F)(F)F)(OCC(F)(F)C(F)(F)F)=N1 UFNLQPBQHDVESI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VMKJWLXVLHBJNK-UHFFFAOYSA-N cyanuric fluoride Chemical group FC1=NC(F)=NC(F)=N1 VMKJWLXVLHBJNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002170 ethers Polymers 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 3
- FYQFWFHDPNXORA-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooct-1-ene Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C=C FYQFWFHDPNXORA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 2
- QXPZOKVSFMRGMQ-UHFFFAOYSA-N trifluoromethylcyclohexane Chemical compound FC(F)(F)C1CCCCC1 QXPZOKVSFMRGMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical group CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 17
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical group NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- CBEFDCMSEZEGCX-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,2-pentafluoro-n,n-bis(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)ethanamine Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)N(C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)F CBEFDCMSEZEGCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 239000010696 ester oil Substances 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 2-(bromomethyl)-1-iodo-4-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=C(I)C(CBr)=C1 YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VKPAIQMQQFGDPD-UHFFFAOYSA-N CC1=C(C(C(C=CC=C2Cl)=C2Cl)(Cl)Cl)C=CC=C1 Chemical compound CC1=C(C(C(C=CC=C2Cl)=C2Cl)(Cl)Cl)C=CC=C1 VKPAIQMQQFGDPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N TOTP Chemical compound CC1=CC=CC=C1OP(=O)(OC=1C(=CC=CC=1)C)OC1=CC=CC=C1C YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M137/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus
- C10M137/16—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus having a phosphorus-to-nitrogen bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M141/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential
- C10M141/10—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential at least one of them being an organic phosphorus-containing compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
- C10M2203/10—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
- C10M2203/1006—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2211/00—Organic non-macromolecular compounds containing halogen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2211/06—Perfluorinated compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
- C10M2215/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2215/22—Heterocyclic nitrogen compounds
- C10M2215/221—Six-membered rings containing nitrogen and carbon only
- C10M2215/222—Triazines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
- C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
- C10M2223/04—Phosphate esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
- C10M2223/08—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having phosphorus-to-nitrogen bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/08—Resistance to extreme temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
- C10N2040/16—Dielectric; Insulating oil or insulators
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法，所述变压器油以矿物变压器油为基础油，加入改性剂，所述改性剂包括环三磷腈阻燃剂。本发明通过在矿物变压器油中添加环三磷腈阻燃剂，获得了一种高阻燃、高电气性能、低成本的变压器油，明显优于现有的高燃点变压器绝缘油，可直接推广应用，无需对现有的变压器进行更新替换，具有重要的研究意义和商业价值。
Description
技术领域
本发明涉及变压器油技术领域，尤其涉及一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法。
背景技术
变压器油是油浸式变压器最重要的组成部分之一，具有绝缘、散热、灭弧的作用，保障着变压器的运行安全。然而常用的变压器油为矿物绝缘油，闪点和燃点均小于180℃，在变压器内部发生短路、过热、漏电等故障时，容易引发变压器油燃烧，从而导致变压器火灾或爆炸事故，危及电网乃至公共安全。随着变压器安全问题越来越受到重视，具有高阻燃的变压器绝缘油得到了广泛的关注与研究。
目前市场上所见的高燃点变压器绝缘油主要分为大分子烃类油、卤化芳烃类油、磷酸酯类油、有机硅油以及植物绝缘油五大类。其中，常见的大分子烃类油有α油、β油、聚α烯烃等，虽然大分子烃类油具有较高的燃点(>300℃)、良好的介电性能和低温流动性，但其散热效果较弱，且成本昂贵，油源多为进口难以得到，无法广泛应用；而卤化芳烃类油和磷酸酯类油均属于难燃或不燃绝缘油，具有良好的防火性能，然而其毒性较大，多被限制或禁止使用，如氯化联苯、二氯甲苯基二氯苯基甲烷、磷酸三甲苯酯等；有机硅油具有良好的电绝缘性和热稳定性，但其粘度大，散热性能和吸气性较差，仅在少部分特殊场所使用；而植物绝缘油是由天然的油料作物经压榨、精炼和改性等工艺制备而成，具有良好的电气性能、燃点高、原料来源广，且具有可再生和生物降解等优势，但植物绝缘油存在着制备工艺复杂，且介质损耗大、凝点高、运动粘度大、抗氧化能力差等难以克服的缺点，限制了植物绝缘油广泛的生产与使用。
因此，急需研发一种兼具低成本、高阻燃、高电气性能的变压器油，以保障变压器的安全高效运行。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法。
本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，以矿物变压器油为基础油，加入改性剂，所述改性剂包括环三磷腈阻燃剂。
本发明研究发现，将以环三磷腈为骨架的环三磷腈阻燃剂加入矿物变压器油中，两者具有超出预期的较好相容性，所得变压器油不仅被赋予了良好的高阻燃防火性能，而且具有较高的击穿电压和较低的倾点，且运动粘度明显下降，有利于散热，即获得了一种高阻燃、高电气性能、低成本的变压器油，可直接推广应用，无需对现有的变压器进行更新替换，具有重要的研究意义和商业价值。
其中所述环三磷腈阻燃剂的分子结构式如下：R1～R6为任意取代基。
优选地，所述环三磷腈阻燃剂包括但不限于六苯氧基环三磷腈(CAS:1184-10-7)、六氟环三磷腈(CAS:15599-91-4)、六氯环三磷腈(CAS:940-71-6)、六甲氧基环三磷腈(CAS:957-13-1)、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈(CAS:1065-05-0)、六(2,2,3,3,3-五氟丙氧基)环三磷腈(CAS:429-18-5)、六(1,1,5-氢全氟戊氧基)环三磷腈(CAS:16059-16-8)、五氟(苯氧基)环三磷腈(CAS:33027-68-8)、乙氧基(五氟)环三磷腈(CAS:33027-66-6)中的一种或多种。更优选为六氟环三磷腈、六甲氧基环三磷腈、五氟(苯氧基)环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈。
优选地，所述环三磷腈阻燃剂的添加量占所述基础油的质量分数为1～25％。
进一步地，所述改性剂还包括氮系阻燃剂。所述氮系阻燃剂优选为含氟氮物。
本发明研究发现，将氮系阻燃剂与环三磷腈阻燃剂复配使用，还可进一步降低所得变压器油的酸值，从而开发高性能的阻燃绝缘油。
优选地，所述环三磷腈阻燃剂与所述氮系阻燃剂的质量比为(3～5):1，其总质量占所述基础油的10％～20％。
在本发明一个优选实施方式中，所述环三磷腈阻燃剂选用六氟环三磷腈，所述氮系阻燃剂选用三聚氟氰。进一步优选地，六氟环三磷腈与三聚氟氰的质量比为4:1，其总质量占所述基础油的10％～20％。
在本发明另一个优选实施方式中，所述环三磷腈阻燃剂选用五氟(苯氧基)环三磷腈，所述氮系阻燃剂选用全氟三乙胺。进一步优选地，五氟(苯氧基)环三磷腈与全氟三乙胺的质量比为4:1，其总质量占所述基础油的10％～20％。
进一步地，所述改性剂还包括增溶剂，所述增溶剂为碳原子数为5～25的多卤代烃或多卤代醚，优选为三氟甲基环己烷、全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯中的一种或两种。
氮系阻燃剂与基础油的相容性较差，本发明研究发现加入碳原子数为5～25的多卤代烃或多卤代醚，可以有效改善氮系阻燃剂与基础油之间的相容性，从而得到状态稳定、性能优异的变压器油。
优选地，本发明所述矿物变压器油为10#、25#、45#变压器油中的一种或多种。所述矿物变压器油的质量标准满足GB 2536和GN/T14542要求。
本发明在上述方案的基础上，还可以根据需求加入其它类别的阻燃剂或添加剂配合使用，均属于本发明要求的保护范围。
本发明还提供上述高阻燃高电气性能的变压器油的制备方法。
本发明提供的制备方法包括将改性剂与基础油混合直至得到均一透明油料的步骤。
在本发明的具体实施方式中，所述制备方法包括：
(1)按质量比称取矿物变压器油放入容器中，缓慢加入改性剂，在室温下机械搅拌，使其混合均匀得到均一透明的油料；
(2)将上述得到的均一透明的油料在室温下冷却，静置一段时间后，无分层或浑浊现象，即得目标变压器油。
优选地，步骤(1)中，搅拌速度为400～800r/min，搅拌时间为20～60min。
优选地，当所述改性剂包括增溶剂时，先混合其余物料，后以滴加的方式加入所述增溶剂，混合。
本发明提供了一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法，本发明通过在矿物变压器油中添加环三磷腈阻燃剂，获得了一种高阻燃、高电气性能、低成本的变压器油，明显优于现有的高燃点变压器绝缘油，可直接推广应用，无需对现有的变压器进行更新替换，具有重要的研究意义和商业价值。
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。
若无特别说明，本发明实施例所涉及原料均可通过市售获得。
实施例1
本实施例提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，由以下重量份的组分组成：90份25#矿物变压器油和10份六氟环三磷腈。
本实施例还提供上述变压器油的制备方法，具体如下：
(1)称取90份的25#矿物变压器油放入容器中，然后再称取10份六氟环三磷腈加入其中，在室温下充分搅拌，使其混合均匀，得到均一透明的油料。
(2)将上述得到的均一透明的油料在室温下冷却，静置一段时间后，无分层或浑浊现象，即得目标变压器油。
对实施例1所得变压器油进行性能测试，结果如表1所示。
表1实施例1变压器油产品性能测试数据及对照
| 性能参数 | 实施例1产品 | 25#矿物变压器油 | 测试方法 |
| 燃烧性能 | 难燃，有自熄现象 | 易燃，完成燃烧 | 油池火试验 |
| 击穿电压kV | 44.2 | 47 | GB/T507 |
| 运动粘度(40℃)mm<sup>2</sup>/s | 6.94 | 10.67 | GB/T265 |
| 倾点℃ | <-60 | -24 | GB/T3535 |
由表1可知，本发明实施例制备的变压器油产品具有优异的阻燃性能，在进行燃烧性能试验时，实施例1变压器油产品很难点燃，且引燃后4min左右，燃烧自熄，表现出良好的阻燃性能；而纯矿物变压器油很容易点燃，且燃烧剧烈，无自熄现象，伴有大量的黑色烟雾产生。此外，实施例1变压器油产品仍保持着较高的击穿电压，且运动粘度和倾点明显下降，有利于散热，该变压器油产品使用价值高，便于推广应用。
实施例2
本实施例提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，由以下重量份的组分组成：85份25#矿物变压器油和15份五氟(苯氧基)环三磷腈。其制备方法同实施例1。
对实施例2所得变压器油进行性能测试，结果如表2所示。
表2实施例2变压器油产品性能测试数据及对照
| 性能参数 | 实施例2产品 | 25#矿物变压器油 | 测试方法 |
| 燃烧性能 | 难燃，有自熄现象 | 易燃，完成燃烧 | 油池火试验 |
| 击穿电压kV | 51.3 | 47 | GB/T507 |
| 运动粘度(40℃)mm<sup>2</sup>/s | 7.22 | 10.67 | GB/T265 |
| 倾点℃ | -58 | -24 | GB/T3535 |
实施例3
本实施例提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，由以下重量份的组分组成：85份25#矿物变压器油、10份六氟环三磷腈和5份乙氧基(五氟)环三磷腈。其制备方法同实施例1。
对实施例3所得变压器油进行性能测试，结果如表3所示。
表3实施例3变压器油产品性能测试数据及对照
| 性能参数 | 实施例3产品 | 25#矿物变压器油 | 测试方法 |
| 燃烧性能 | 难燃，有自熄现象 | 易燃，完成燃烧 | 油池火试验 |
| 击穿电压kV | 46.5 | 47 | GB/T507 |
| 运动粘度(40℃)mm<sup>2</sup>/s | 6.80 | 10.67 | GB/T265 |
| 倾点℃ | <-60 | -24 | GB/T3535 |
实施例4
本实施例提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，由以下重量份的组分组成：90份25#矿物变压器油、8份六氟环三磷腈和2份三聚氟氰。
本实施例还提供上述变压器油的制备方法，具体如下：
(1)称取90份的25#矿物变压器油放入容器中，然后再称取8份六氟环三磷腈和2份三聚氟氰加入其中，在室温下充分搅拌，使其混合均匀，得到均一透明的油料。
(2)将上述得到的均一透明的油料在室温下冷却，静置一段时间后，无分层或浑浊现象，即得目标变压器油。
对实施例4所得变压器油进行性能测试，结果如表4所示。
表4实施例4变压器油产品性能测试数据及对照
| 性能参数 | 实施例1产品 | 实施例4产品 | 测试方法 |
| 燃烧性能 | 难燃，有自熄现象 | 难燃，有自熄现象 | 油池火试验 |
| 击穿电压kV | 44.2 | 48.3 | GB/T507 |
| 运动粘度(40℃)mm<sup>2</sup>/s | 6.94 | 7.19 | GB/T265 |
| 倾点℃ | <-60 | -48 | GB/T3535 |
| 酸值mgKOH/g | 19.65 | 0.008 | NB/SH/T0836 |
由表4可知，本发明实施例将氮系阻燃剂与环三磷腈阻燃剂复配使用，可进一步降低所得变压器油的酸值，从而开发更高性能的阻燃绝缘油。
实施例5
本实施例提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，由以下重量份的组分组成：85份25#矿物变压器油、12份五氟(苯氧基)环三磷腈和3份全氟三乙胺。
本实施例还提供上述变压器油的制备方法，具体如下：
(1)称取85份的25#矿物变压器油放入容器中，然后再称取12份五氟(苯氧基)环三磷腈和3份全氟三乙胺加入其中，在室温下充分搅拌，使其混合均匀，得到均一透明的油料。
(2)将上述得到的均一透明的油料在室温下冷却，静置一段时间后，无分层或浑浊现象，即得目标变压器油。
对实施例5所得变压器油进行性能测试，结果如表5所示。
表5实施例5变压器油产品性能测试数据及对照
实施例6
本实施例提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，由以下重量份的组分组成：90份25#矿物变压器油、8份六氟环三磷腈、2份三聚氟氰和全氟丁基乙烯10份。
本实施例还提供上述变压器油的制备方法，具体如下：
(1)共混：称取90份矿物变压器油放入容器中，然后称取8份六氟环三磷腈和2份三聚氟氰加入矿物油中，于55℃下机械搅拌50min，搅拌速度为800r/min，得到混合油料；
(2)增溶：在机械搅拌下，向上述混合油料中缓慢滴加10份全氟丁基乙烯，并在55℃下，继续加热搅拌6h，搅拌速度为800r/min，得到均一透明的油料；
(3)静置：将上述均一透明的油料在室温下冷却，并静置24h后，无分层或浑浊现象，得到目标变压器油。
对实施例6所得变压器油进行性能测试，结果如表6所示。
表6实施例6变压器油产品性能测试数据及对照
| 性能参数 | 实施例4产品 | 实施例6产品 | 测试方法 |
| 燃烧性能 | 难燃，有自熄现象 | 难燃，有自熄现象 | 油池火试验 |
| 击穿电压kV | 48.3 | 48.1 | GB/T507 |
| 运动粘度(40℃)mm<sup>2</sup>/s | 7.19 | 7.37 | GB/T265 |
| 倾点℃ | -48 | -47 | GB/T3535 |
| 酸值mgKOH/g | 0.008 | 0.008 | NB/SH/T0836 |
| 静置6个月外观 | 有轻微分层现象 | 清澈透明无分层 | 目测 |
实施例7
本实施例提供一种高阻燃高电气性能的变压器油，由以下重量份的组分组成：90份25#矿物变压器油、8份六氟环三磷腈和2份磷酸三辛酯。其制备方法同实施例4。
对实施例7所得变压器油进行性能测试，结果如表7所示。
表7实施例7变压器油产品性能测试数据及对照
| 性能参数 | 实施例4产品 | 实施例7产品 | 测试方法 |
| 燃烧性能 | 难燃，有自熄现象 | 难燃，有自熄现象 | 油池火试验 |
| 穿电压kV | 48.3 | 44.8 | GB/T507 |
| 运动粘度(40℃)mm<sup>2</sup>/s | 7.19 | 8.14 | GB/T265 |
| 倾点℃ | -48 | -53 | GB/T3535 |
| 酸值mgKOH/g | 0.008 | 17.63 | NB/SH/T0836 |
由表7可知，本发明实施例将磷系阻燃剂与环三磷腈阻燃剂复配使用，相较于实施例4，无法降低所得变压器油的酸值。
对比例1
本对比例提供一种变压器油，由以下重量份的组分组成：90份25#矿物变压器油和10份三聚氟氰。
对对比例1所得变压器油进行性能测试，结果如表8所示。
表8对比例1变压器油产品性能测试数据及对照
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，以矿物变压器油为基础油，加入改性剂，所述改性剂包括环三磷腈阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，所述环三磷腈阻燃剂分子结构式如下：R1～R6为任意取代基，
包括但不限于六苯氧基环三磷腈、六氟环三磷腈、六氯环三磷腈、六甲氧基环三磷腈、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈、六(2,2,3,3,3-五氟丙氧基)环三磷腈、六(1,1,5-氢全氟戊氧基)环三磷腈、五氟(苯氧基)环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，所述环三磷腈阻燃剂的添加量占所述基础油的质量分数为1～25％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，所述改性剂还包括氮系阻燃剂，所述氮系阻燃剂优选为含氟氮物。
5.根据权利要求4所述的高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，所述环三磷腈阻燃剂与所述氮系阻燃剂的质量比为(3～5):1，其总质量占所述基础油的10％～20％。
6.根据权利要求4或5所述的高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，所述环三磷腈阻燃剂选用六氟环三磷腈，所述氮系阻燃剂选用三聚氟氰；
或，所述环三磷腈阻燃剂选用五氟(苯氧基)环三磷腈，所述氮系阻燃剂选用全氟三乙胺。
7.根据权利要求4～6任一项所述的高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，所述改性剂还包括增溶剂，所述增溶剂为碳原子数为5～25的多卤代烃或多卤代醚，优选为三氟甲基环己烷、全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯中的一种或两种。
8.根据权利要求1～7任一项所述的高阻燃高电气性能的变压器油，其特征在于，所述矿物变压器油为10#、25#、45#变压器油中的一种或多种。
9.权利要求1～8任一项所述的高阻燃高电气性能的变压器油的制备方法，其特征在于，包括将改性剂与基础油混合直至得到均一透明油料的步骤。
10.根据权利要求9所述的高阻燃高电气性能的变压器油的制备方法，其特征在于，当所述改性剂包括增溶剂时，先混合其余物料，后以滴加的方式加入所述增溶剂，混合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110573891.XA CN113388433B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110573891.XA CN113388433B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113388433A true CN113388433A (zh) | 2021-09-14 |
| CN113388433B CN113388433B (zh) | 2022-09-09 |
Family
ID=77619067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110573891.XA Active CN113388433B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113388433B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1602092A (en) * | 1978-05-25 | 1981-11-04 | Micanite & Insulators Co Ltd | Fluid insulated electrical apparatus |
| US5106521A (en) * | 1989-10-09 | 1992-04-21 | Bridgestone Corporation | Electrorheological fluids comprising carbonaceous particulates dispersed in electrical insulating oily medium containing a compound having specific functional groups |
| JP2004278695A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Nsk Ltd | 転がり軸受、燃料電池システム用圧送機及び燃料電池システム |
| CN108277068A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-07-13 | 纳拓润滑技术江苏有限公司 | 一种可生物降解的难燃液压油 |
-
2021
- 2021-05-25 CN CN202110573891.XA patent/CN113388433B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1602092A (en) * | 1978-05-25 | 1981-11-04 | Micanite & Insulators Co Ltd | Fluid insulated electrical apparatus |
| US5106521A (en) * | 1989-10-09 | 1992-04-21 | Bridgestone Corporation | Electrorheological fluids comprising carbonaceous particulates dispersed in electrical insulating oily medium containing a compound having specific functional groups |
| JP2004278695A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Nsk Ltd | 転がり軸受、燃料電池システム用圧送機及び燃料電池システム |
| CN108277068A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-07-13 | 纳拓润滑技术江苏有限公司 | 一种可生物降解的难燃液压油 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113388433B (zh) | 2022-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101121820A (zh) | 无卤阻燃硅橡胶及其制备方法和用途 | |
| CN109385071B (zh) | 一种阻燃性能达到垂直燃烧v0等级的tpu材料及其制备方法 | |
| CN102250406B (zh) | 一种具有高阻燃性能的聚乙烯材料 | |
| CN112175699A (zh) | 一种氟化液组合物及其在变压器中的应用 | |
| CN111286396B (zh) | 改性高燃点变压器油及其制备方法 | |
| CN106751873A (zh) | 一种含阻燃增效组合物的阻燃剂及其制备方法 | |
| CN106633702A (zh) | 一种以离子液体作为阻燃剂的阻燃塑料及其制备方法 | |
| CN113388433B (zh) | 一种高阻燃高电气性能的变压器油及其制备方法 | |
| Bereska et al. | The application of organophosphorus flame‐retardants in epoxy resin | |
| Yang et al. | Fire retardance and smoke suppression of polypropylene with a macromolecular intumescent flame retardant containing caged bicyclic phosphate and piperazine | |
| CN113308290B (zh) | 一种阻燃变压器油及其制备方法 | |
| CN105331051A (zh) | 一种环氧树脂电缆材料及其制备方法和应用 | |
| CN105694443B (zh) | 一种无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料及其制备方法 | |
| CN102280186B (zh) | 一种电缆用热熔型阻燃填充膏及其制备方法 | |
| CN111808667B (zh) | 一种高燃点矿物绝缘油及其制备方法 | |
| Huang et al. | Combustion behavior of mineral insulating oil with addition of flame retardants | |
| CN104893299A (zh) | 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法 | |
| Liu et al. | Flame retardant polyurethane microbubble elastomer based on ionic liquid/ammonium polyphosphate/aluminum hypophosphite ternary flame retardant system | |
| CN106810870A (zh) | 有机硅阻燃剂及其制备方法 | |
| CN118406520A (zh) | 一种阻燃改性矿物油及其制备方法和应用 | |
| JPS581798A (ja) | 難燃性絶縁油 | |
| CN109776951A (zh) | 一种使聚丙烯达到v2阻燃级别的耐温型阻燃剂组合物及其制备方法和应用 | |
| Liu et al. | The behavior and mechanism of tris‐(3‐dopo‐propyl)‐triazine trione flame retardant polyethylene terephthalate | |
| CN112876820B (zh) | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料 | |
| CN107641308A (zh) | 一种无卤膨胀型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230607 Address after: Room 132, Floor 1, Building 5, Yard 87, Hong'an Road, Fangshan District, Beijing 102400 Patentee after: Xinyuan Qingcai Technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: Tsinghua University, 30 Shuangqing Road, Haidian District, Beijing 100084 Patentee before: TSINGHUA University |
|
| TR01 | Transfer of patent right |