一種導(dǎo)熱納米氧化鋁變壓器油的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變壓器油。所述變壓器油包括基礎(chǔ)油和以基礎(chǔ)油計的0.01-0.05wt％的改性納米氧化鋁，基礎(chǔ)油組成為精煉植物油60-70wt％，直鏈烷烴30-40wt％，所述的直鏈烷烴是植物油經(jīng)過深度加氫處理得到的。該變壓器油解決了植物油制備的變壓器油導(dǎo)熱性較差、抗氧化性不佳的問題，通過引入通過深度加氫植物油得到的直鏈烷烴使得納米材料在變壓器油中的分散穩(wěn)定性更好，同時也進一步改進了變壓器油的抗氧化性。
【專利說明】一種導(dǎo)熱納米氧化鋁變壓器油
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變壓器油【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的是一種包含納米材料和植物油的變壓器油。
【背景技術(shù)】
變壓器根據(jù)絕緣方式可以分為干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。油浸式變壓器結(jié)構(gòu)緊湊，冷卻效果好，在相似功效條件下，產(chǎn)品投資更低，性能更加可靠。變壓器油有兩個作用，其一是在變壓器繞組之間、繞組于鐵芯和油箱之間絕緣，其二是受熱產(chǎn)生對流，從而對變壓器鐵芯和繞組起到降溫作用。
傳統(tǒng)變壓器油的導(dǎo)熱率較小，為了滿足散熱要求，需要較大的散熱空間，不利于變壓器的小型化，其次還需要加裝冷卻設(shè)備進行強制對流冷卻，從而使整個變壓器的制造成本增加。運行一段時間后的變壓器往往會因為變壓器油吸濕性增加而老化，從而引起絕緣介質(zhì)的分解、氧化，使得變壓器的整體絕緣性能下降，冷卻作用、散熱作用以及滅弧作用大大減弱，老化后的變壓器油甚至會產(chǎn)生油泥堵塞變壓器油循環(huán)通道，影響散熱。因此為了適應(yīng)電力變壓器大容量、高電壓等級和小型化的發(fā)展方向，改善傳統(tǒng)變壓器油長期運行的絕緣特性，研究絕緣性能更好，熱老化性能更好的變壓器油迫在眉睫。
目前，國際上已將納米技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，并提出了納米流體的概念，所謂的納米流體是指納米顆粒分散到基液中形成穩(wěn)定的懸浮液，納米流體中的導(dǎo)熱率比基液的導(dǎo)熱率提高顯著。 因此將納米材料引入到變壓器油中是一個新的研究方向，現(xiàn)有的研究表明，納米改性不僅能提高變壓器油的熱交換效率，還能改善變壓器的絕緣性能。但是目前納米改性變壓器油存在納米材料懸浮穩(wěn)定性不足，以及對納米材料進行表面改性后，表面改性劑會降低變壓器油的絕緣性能的問題。
植物油作為變壓器油的研究與礦物油的研究是同時進行的，早期由于植物油凝點高、粘度大，因此僅作為電容器的浸潰劑。自上世紀90年代以來，植物油作為液體絕緣介質(zhì)又得到了重視。植物油可以完全降解，閃點高于300°C，同時電氣絕緣性能也能夠完全滿足變壓器的要求。但是由于植物油的運動粘度較高，因此需要對變壓器的散熱結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。目前國內(nèi)外還未見有報道同時將納米材料和植物油同時作為變壓器油組分的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明創(chuàng)造性的將植物油基礎(chǔ)油與納米材料結(jié)合起來，制備成本低廉，可降解性能良好，同時又具有良好的電氣絕緣性能的新型變壓器油。該變壓器油解決了植物油制備的變壓器油導(dǎo)熱性較差、抗氧化性不佳的問題，通過引入通過深度加氫植物油得到的直鏈烷烴使得納米材料在變壓器油中的分散穩(wěn)定性更好，同時也進一步改進了變壓器油的抗氧化性。
納米氧化鋁由于表面帶有電荷，分散在液體中容易發(fā)生團聚，導(dǎo)致其穩(wěn)定性不佳，因此一般需要對其進行表面改性才能夠使用。本發(fā)明從眾多納米材料表面改進劑中優(yōu)選出司盤80作為納米氧化鋁的表面改進劑，司盤80與納米氧化鋁表面以齒橋配位方式鍵合，在納米氧化鋁表面形成良好的修飾層，司盤80分子在納米氧化鋁表面排列緊密，使得納米氧化鋁微粒在變壓器油中的分散性和穩(wěn)定性顯著提高。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種變壓器油，同時兼具良好的電氣絕緣性能和導(dǎo)熱性能。變壓器油中添加的納米氧化鋁材料，由于氧化鋁本身具有較高的絕緣性能，所以能夠進一步降低變壓器油的絕緣性能，同時由于對氧化鋁表面進行了改性，使得納米氧化鋁材料的分散性得到了極大的改善，制備的變壓器油可以在正常使用壽命期間保證穩(wěn)定的分散程度。
本發(fā)明提出的變壓器油，其包括基礎(chǔ)油和以基礎(chǔ)油計的0.01-0.05被％的納米氧化鋁。
所述基礎(chǔ)油重量百分比組成是:精煉植物油60-70%，直鏈烷烴30-40%。
所述精煉植物油是普通植物油經(jīng)過堿洗、脫水、酯化中和處理，以脫除油脂中的游離脂肪酸和水分后得到的產(chǎn)品。
所述改性納米氧化鋁是將納米氧化鋁分散在環(huán)乙烷溶劑中，然后加入和氧化鋁質(zhì)量相同的司盤80，使用超聲波處理l_2h后，離心分離出改性氧化鋁，再使用無水乙醇清洗，干燥，得到改性納米氧化鋁。
所述納米氧化鋁的顆粒形狀為球形。
所述納米氧化鋁的平均 顆粒直徑為1-20納米，進一步優(yōu)選粒徑為5-15納米。
所述變壓器油中進一步包括抗氧劑和金屬鈍化劑。
所述抗氧劑是2，6-三叔丁基-4-甲基苯酚、2，6- 二叔丁基苯酚中、烷基苯-α萘胺、茶多酚的一種或多種。
所述金屬鈍化劑還進一步包括噻二唑及其衍生物、苯并三氮唑及其衍生物中的一種或多種。
所述直鏈烷烴是以植物油為原料進行深度加氫處理，處理的工藝條件是:反應(yīng)溫度350-450°C，壓力5-15MPa，空速Ι-lOtT1，使用的催化劑是工業(yè)化的加氫處理催化劑。
所述的加氫處理催化劑含有耐熱無機氧化物和負載在該載體上的加氫活性組分，所述的加氫活性組分為鈷和/或鎳及鑰和/或鎢；以催化劑的重量為基準，以氧化物計，鑰和/或鶴的含量為5-30wt%,鈷和/或鎳的含量為1-1Owt%。所述耐熱無機氧化物載體優(yōu)選為氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯以及分子篩中的一種或幾種混合物。
所述的植物油包括菜籽油、向日葵油、大豆油、橄欖油、棕櫚油、花生油、玉米油、棉籽油等，由于油酸的碳鏈飽和度較高，因此其抗氧化性較好，本發(fā)明中所述精煉植物油優(yōu)選油酸含量高的植物，如菜籽油和花生油。
本發(fā)明中所述百分比或份數(shù)全部都是以質(zhì)量計算。
【具體實施方式】
以下將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。實施例中均以重量份表示添加量。
實施例1
將0.05份的改性納米氧化鋁加入到70份精煉植物油中，再加入30份的直鏈烷烴，超聲波分散2h，加入0.3份2，6- 二叔丁基苯酚和0.2份茶多酚抗氧劑，0.5份苯并三氮唑，再經(jīng)過超聲波分散處理lh，得到變壓器油產(chǎn)品。實施例2
將0.05份的納米氧化鋁加入到60份精煉植物油中，再加入40份的直鏈烷烴，超聲波分散2h，加入0.3份2，6- 二叔丁基苯酚和0.2份烷基苯-α萘胺抗氧劑，0.5份苯并三氮唑，0.1份噻二唑，再經(jīng)過超聲波分散處理lh，得到變壓器油產(chǎn)品。
本發(fā)明制備的變壓器油主要性能指標
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器油，其包括基礎(chǔ)油和以基礎(chǔ)油計0.01-0.05wt %的改性納米氧化鋁，其特征在于:基礎(chǔ)油是由60-70被％的精煉植物油和30-40wt%直鏈烷烴組成，所述的直鏈烷烴是植物油經(jīng)過深度加氫處理得到的產(chǎn)物。
2.如權(quán)利要求1所述的變壓器油，其特征在于所述改性納米氧化鋁是球形，平均粒徑為1-20納米。
3.如權(quán)利要求1所述的變壓器油，其特征在于所述直鏈烷烴是以植物油為原料進行深度加氫處理，深度加氫處理的工藝條件是:反應(yīng)溫度350-450°C，壓力5-15MPa，空速1-1OtT1，使用的催化劑是工業(yè)化的加氫處理催化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的變壓器油，其特征在于所述的加氫處理催化劑含有耐熱無機氧化物和負載在該載體上的加氫活性組分，所述的加氫活性組分為鈷和/或鎳及鑰和/或鎢；以催化劑的重量為基準，以氧化物計，鑰和/或鎢的含量為5-30重量％，鈷和/或鎳的含量為1-10重量％，所述耐熱無機氧化物載體優(yōu)選為氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯以及分子篩中的一種或幾種混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的變壓器油，其特征在于所述精煉植物油是普通植物油經(jīng)過堿洗、脫水、酯 化中和處理，以脫除油脂中的游離脂肪酸和水分后得到的產(chǎn)品。
6.如權(quán)利要求1所述的變壓器油，其特征在于所述變壓器油中進一步包括抗氧劑和金屬鈍化劑。
7.如權(quán)利要求5所述的變壓器油，其特征在于所述抗氧劑是2，6-三叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基苯酚中、烷基苯-α萘胺、茶多酚的一種或多種。
8.如權(quán)利要求5所述的變壓器油，其特征在于所述金屬鈍化劑是噻二唑及其衍生物、苯并三氮唑及其衍生物中的一種或多種。
9.如權(quán)利要求1所述的變壓器油，其特征在于所述改性納米氧化鋁是將納米氧化鋁分散在環(huán)乙烷溶劑中，然后加入和氧化鋁質(zhì)量相同的司盤80，使用超聲波處理1-2h后，離心分離出表面改性的納米氧化鋁顆粒，再使用無水乙醇清洗，干燥，得到改性納米氧化鋁。
【文檔編號】C10M125/10GK103952214SQ201410154235
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】許唯, 張守國, 葛玉華 申請人:江蘇倍爾科技發(fā)展有限公司