一种含纳米膨润土-氮化铝的缓蚀型变压器油及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种含纳米膨润土-氮化铝的缓蚀型变压器油，其特征在于，由下列重量份的原料制成：环烷基基础油1000-1200、氮化铝1-3、苯丙三氮唑0.3-0.5、纳米膨润土1-3、聚异丁烯基丁二酰亚胺0.3-0.5、重铬酸钾0.2-0.4、氧化镝0.5-1.0、二烷基二硫代磷酸锌0.4-0.6、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.3-0.5、助剂0.5-1.0；使用无水乙醇球磨法制备纳米粉体所用设备简单，易操作；添加的纳米膨润土-氮化铝粉体促进了变压器油的导热性、绝缘性、稳定性和分散均一性；添加的二烷基二硫代磷酸锌延缓了变压器油被腐蚀的速度；本发明有效地解决了变压器油易腐蚀、稳定性不高、分散性不好和导热性差等问题，提高了变压器油的使用寿命和降低了危险系数。
【专利说明】一种含纳米膨润土-氮化铝的缓蚀型变压器油及其制备方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化学领域，尤其涉及一种含纳米膨润土-氮化铝的缓蚀型变压器油及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 变压器油俗称方棚油，浅黄色透明液体，是石油的一种分馏产物，它的主要成分是 烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。变压器油是指用于变压器、电抗器、互感 器、套管、油开关等充油设备中，起绝缘、灭弧和冷却作用的一类绝缘油品。变压器油起绝缘 功能是因为在电气设备中可将不同电势的带电部分隔离开来，增加了绝缘强度，使其不至 于形成短路。变压器在带电运行过程中，由于线圈有电流通过，因电阻引起功率损耗，电流 通过铁芯时，由于铁芯磁通发生作用，引起功率损耗，这两部分的损耗均已发热的形式表现 出去。如果不将线圈内的这种热量散发出去，它必然会使线圈和铁芯内积聚的热量越积越 多而使铁芯内部温度升高，从而会损坏线圈外部包覆的固体绝缘。这时候的变压器油因为 它的比热大，将线圈内产生的这部分热量吸收，然后通过油的循环而使热量散发出来，保证 了设备的安全运行。变压器油填充在绝缘材料的空隙中，所以可以起到保护铁芯和线圈组 件容易被氧化的作用，保护绝缘材料不被老化。在油断路器和变压器的有载调压开关上，触 头切换时会产生电弧。由于变压器油良好导热性能，且在电弧的高温作用下能分触大量气 体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。
[0003] 随着纳米材料的应用广泛性，人们探寻纳米材料在变压器油中的作用。目前纳米 改性变压器油由于其高散热性和独特的电气性能，正受到越来越广泛的关注。纳米改性变 压器油在导热、击穿、老化以及抗水分影响都有很大的促进作用。目前的研究热点是纳米材 料的选择。
[0004] 氮化铝导热性好、热膨胀系数小、电绝缘体、介电性能良好，纳米膨润土具有良好 的吸水性，悬浮性、稳定性、触变性和分散性，将它们添加到变压器油中促进了变压器油的 导热性、绝缘性、稳定性和分散均一性。因为变压器油是一类石油的馏分产物，具有吸水性， 所以容易被氧化腐蚀，本发明还添加一类缓蚀剂来延缓变压器油被腐蚀的速度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种含纳米膨润土-氮化铝的缓蚀型变压器油及其制备方 法。
[0006] 为了实现本发明目的，通过以下技术方案实施： 一种含纳米膨润土 -氮化铝的缓蚀型变压器油，由下列重量份的原料制成：环烷基基 础油1000-1200、氮化铝1-3、苯丙三氮唑0. 3-0. 5、纳米膨润土 1-3、聚异丁烯基丁二酰亚胺 0. 3-0. 5、重铬酸钾0. 2-0. 4、氧化镝0. 5-1. 0、二烷基二硫代磷酸锌0. 4-0. 6、三羟甲基丙烷 三丙烯酸酯〇. 3-0. 5、助剂0. 5-1. 0 ; 所述助剂由下列重量份的原料制成：二甲基硅油l-2、2-巯基苯并噻唑0. 5-1. 0、硅酸 钙0. 5-1. 0、特丁基对苯二酚0. 5-1. 0、石油磺酸钠1-2、Ν，Ν' -二仲丁基对苯二胺0. 5-2. 0、 活性氧化铝微粉2-4、8_羟基喹啉铜2-3、月桂醇聚氧乙烯醚2-3、椰油酰基甲基牛磺酸钠 2-3、环烷基基础油80-100 ;制备方法是：将特丁基对苯二酚、硅酸钙、2-巯基苯并噻唑、 活性氧化铝微粉和8-羟基喹啉铜共混研磨制得纳米粉体，将二甲基硅油、石油磺酸钠、 Ν，Ν' -二仲丁基对苯二胺与环烷基基础油混合搅拌均匀，再将制得的纳米粉末加入混合油 中，最后加入月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰基甲基牛磺酸钠在1200-1400转/分钟下搅拌 20-50分钟即可。
[0007] 本发明所述含纳米膨润土 -氮化铝的缓蚀型变压器油，由以下具体步骤制成： (1) 将氮化铝、重铬酸钾和氧化镝加到球磨机中，再加入1(Γ15倍的无水乙醇，在 500-700转/分钟下球磨60-90小时，结束后，将该溶液加入到旋蒸仪中，旋蒸除去乙醇后得 到干燥的纳米粉体； (2) 将环烷基基础油加热至26(T280° C，分别依次加入（1)中干燥的纳米粉体、纳米膨 润土、苯丙三氮唑、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二烷基二硫代磷酸锌、三羟甲基丙烷三丙烯酸 酯和助剂，在1200-1400转/分钟高速分散机下搅拌0. 5-1. 0小时后，保温2~3小时； (3) 将（2)中的变压器油冷却至室温后，过滤，除去杂质后即可得到含纳米膨润土-氮 化铝变压器油。
[0008] 本发明使用无水乙醇球磨法制备纳米粉体所用设备简单，易操作；添加的纳米膨 润土 -氮化铝粉体促进了变压器油的导热性、绝缘性、稳定性和分散均一性；添加的二烷基 二硫代磷酸锌延缓了变压器油被腐蚀的速度；本发明有效地解决了变压器油易腐蚀、稳定 性不高、分散性不好和导热性差等问题，提高了变压器油的使用寿命和降低了危险系数。 具体实施方案
[0009] 下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0010] 一种含纳米膨润土-氮化铝的缓蚀型变压器油，由下列重量份(公斤)的原料制成： 环烷基基础油1100、氮化铝2、苯丙三氮唑0. 3、纳米膨润土 3、聚异丁烯基丁二酰亚胺0. 3、 重铬酸钾0. 2、氧化镝0. 8、二烷基二硫代磷酸锌0. 4、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0. 3、助剂 0. 7 ； 所述助剂由下列重量份(公斤）的原料制成：二甲基硅油1、2_巯基苯并噻唑0.5、硅酸 钙〇. 6、特丁基对苯二酚1. 0、石油磺酸钠1. 2、Ν，Ν' -二仲丁基对苯二胺1. 5、活性氧化铝微 粉3、8_羟基喹啉铜2、月桂醇聚氧乙烯醚2、椰油酰基甲基牛磺酸钠2. 5、环烷基基础油90 ; 制备方法是：将特丁基对苯二酚、硅酸钙、2-巯基苯并噻唑、活性氧化铝微粉和8-羟基喹啉 铜共混研磨制得纳米粉体，将二甲基硅油、石油磺酸钠、Ν，Ν' -二仲丁基对苯二胺与环烷基 基础油混合搅拌均匀，再将制得的纳米粉末加入混合油中，最后加入月桂醇聚氧乙烯醚和 椰油酰基甲基牛磺酸钠在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。
[0011] 本发明所述含纳米膨润土 -氮化铝的缓蚀型变压器油，由以下具体步骤制成： (1)将氮化铝、重铬酸钾和氧化镝加到球磨机中，再加入1(Γ15倍的无水乙醇，在 500-700转/分钟下球磨60-90小时，结束后，将该溶液加入到旋蒸仪中，旋蒸除去乙醇后得 到干燥的纳米粉体； (2) 将环烷基基础油加热至26(T280° C，分别依次加入（1)中干燥的纳米粉体、纳米膨 润土、苯丙三氮唑、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二烷基二硫代磷酸锌、三羟甲基丙烷三丙烯酸 酯和助剂，在1200-1400转/分钟高速分散机下搅拌0. 5-1. 0小时后，保温2~3小时； (3) 将（2)中的变压器油冷却至室温后，过滤，除去杂质后即可得到含纳米膨润土-氮 化铝变压器油。
[0012] 本发明变压器油工作击穿电压为超过801^，介电常数为2.20,90°(：介电损失角 正切值为0.0004,体积电阻率为11X 1012Ω ·πι，其他性能指标也符合变压器油GB2536-90 质量标准，使用本发明的变压器油能有很好的防潮散热、分散均一、腐蚀抑制、保护绝缘的 功能，延长变压器的使用寿命。
【权利要求】
1. 一种含纳米膨润土-氮化铝的缓蚀型变压器油，其特征在于，由下列重量份的原 料制成：环烷基基础油1000-1200、氮化铝1-3、苯丙三氮唑0. 3-0. 5、纳米膨润土 1-3、聚 异丁烯基丁二酰亚胺〇. 3-0. 5、重铬酸钾0. 2-0. 4、氧化镝0. 5-1. 0、二烷基二硫代磷酸锌 0. 4-0. 6、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0. 3-0. 5、助剂0. 5-1. 0 ; 所述助剂由下列重量份的原料制成：二甲基硅油1-2、2_巯基苯并噻唑0. 5-1. 0、硅酸 钙0. 5-1. 0、特丁基对苯二酚0. 5-1. 0、石油磺酸钠1-2、Ν，Ν' -二仲丁基对苯二胺0. 5-2. 0、 活性氧化铝微粉2-4、8_羟基喹啉铜2-3、月桂醇聚氧乙烯醚2-3、椰油酰基甲基牛磺酸钠 2-3、环烷基基础油80-100 ;制备方法是：将特丁基对苯二酚、硅酸钙、2-巯基苯并噻唑、 活性氧化铝微粉和8-羟基喹啉铜共混研磨制得纳米粉体，将二甲基硅油、石油磺酸钠、 Ν，Ν' -二仲丁基对苯二胺与环烷基基础油混合搅拌均匀，再将制得的纳米粉末加入混合油 中，最后加入月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰基甲基牛磺酸钠在1200-1400转/分钟下搅拌 20-50分钟即可。
2. -种含纳米膨润土 -氮化铝的缓蚀型变压器油，其特征在于，该制备方法包括以下 步骤： (1) 将氮化铝、重铬酸钾和氧化镝加到球磨机中，再加入1(Γ15倍的无水乙醇，在 500-700转/分钟下球磨60-90小时，结束后，将该溶液加入到旋蒸仪中，旋蒸除去乙醇后得 到干燥的纳米粉体； (2) 将环烷基基础油加热至26(T280° C，分别依次加入（1)中干燥的纳米粉体、纳米膨 润土、苯丙三氮唑、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二烷基二硫代磷酸锌、三羟甲基丙烷三丙烯酸 酯和助剂，在1200-1400转/分钟高速分散机下搅拌0. 5-1. 0小时后，保温2~3小时； (3) 将（2)中的变压器油冷却至室温后，过滤，除去杂质后即可得到含纳米膨润土-氮 化铝变压器油。
【文档编号】C10M125/00GK104194872SQ201410395532
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】崔应文 申请人:铜陵日科电子有限责任公司