一种可生物降解绝缘油及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工领域，尤其涉及一种可生物降解绝缘油及其制备方法。
【背景技术】
[0002]绝缘油是常用的液体绝缘材料之一，它具有液体电介质的基本特性。绝缘油包括变压器油、电容器油、电缆油和油开关油等，这类油通常也称为电器用油或电器绝缘油。
[0003]绝缘油在电器设备中主要起到绝缘和冷却作用。如变压器中，铁芯和线圈均浸在绝缘油中，使其与空气和潮气隔绝，绝缘油能使变压器线端之间，高压线圈和低压线圈之间，线圈和接地的铁芯及油箱壁之间有良好绝缘，并能将热量传导出去。
[0004]绝缘油的主要性能有3方面:1)优异的绝缘性，即介电强度(或击穿电压)高，且介质损耗因数很小。高的介电强度(或击穿电压)确保导电体能得到良好绝缘，并可防止在使用普通绝缘油时，在电压作用下电极之间发生跳火的现象。低介质损耗因数可大大降低交流电改变极性时引起的能量损失。2)良好的传热性和流动性，良好的传热性和流动性能够保证油品具有较适宜粘度和低的凝点(或倾点)，从而确保电器能够有效冷却，使开关、断路器、栗、调节器、负载分接点变换器机构等能灵活动作。3)出色的氧化安定性，出色的氧化安定性可大大减少储存和使用期间产生的油泥和酸性物质，延长绝缘油的使用寿命。
[0005]目前我国采用的绝缘油大多为矿物油型绝缘油和硅油型绝缘油，这些绝缘油的生物降解性差，在日益强调环境保护的今天，这些绝缘油已难以满足环境保护的需求。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可生物降解绝缘油及其制备方法，本发明提供的可生物降解绝缘油具有优异的可生物降解性。
[0007]本发明提供了一种可生物降解绝缘油，由物料混合反应制成，以重量份数计，所述物料包括:
[0008]脂肪酸 500?800份；
[0009]多元醇 100?200份；
[0010]催化剂 0.01?1份；
[0011]所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸中的至少两种；
[0012]所述多元醇包括辛戊二醇、三羟甲基丙烷、单季戊四醇和双季戊四醇中的一种或多种。
[0013]优选的，所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸中的至少三种。
[0014]优选的，所述脂肪酸包括庚酸、辛酸和壬酸；所述庚酸、辛酸和壬酸的质量比为(10 ?30): (10 ?20): (60 ?70)。
[0015]优选的，所述脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和壬酸；所述戊酸、庚酸、辛酸和壬酸的质量比为(1 ?10): (10 ?20): (20 ?30): (50 ?60)。
[0016]优选的，所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸和辛酸；所述戊酸、己酸、庚酸和辛酸的质量比为(20 ?30): (20 ?30): (20 ?30): (20 ?30)。
[0017]优选的，所述脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和癸酸；所述戊酸、庚酸、辛酸和癸酸的质量比为(20 ?50): (20 ?60): (10 ?30): (1 ?20)。
[0018]优选的，所述脂肪酸包括戊酸、庚酸、壬酸和癸酸；所述戊酸、庚酸、壬酸和癸酸的质量比为(30 ?40): (40 ?50): (10 ?20): (1 ?10)。
[0019]优选的，所述催化剂包括金属催化剂和/或固体酸催化剂。
[0020]本发明提供了一种可生物降解绝缘油的制备方法，包括以下步骤:
[0021]500?800重量份脂肪酸、100?200重量份多元醇和0.01?1重量份催化剂混合反应，得到可生物降解绝缘油；
[0022]所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸中的至少两种；
[0023]所述多元醇包括辛戊二醇、三羟甲基丙烷、单季戊四醇和双季戊四醇中的一种或多种。
[0024]优选的，所述反应的温度为180?220°C;所述反应的时间为4?10h ;所述反应的压力不高于800Pa。
[0025]与现有技术相比，本发明提供了一种可生物降解绝缘油及其制备方法。本发明提供的可生物降解绝缘油由物料混合反应制成，以重量份数计，所述物料包括:脂肪酸500?800份；多元醇100?200份；催化剂0.01?1份；所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸中的至少两种；所述多元醇包括辛戊二醇、三羟甲基丙烷、单季戊四醇和双季戊四醇中的一种或多种。本发明提供的绝缘油由特定的混合脂肪酸和多元醇反应制成，具有优异的可生物降解性，同时该绝缘油还表现出良好的介电性能。实验结果表明，本发明提供的绝缘油28天可生物降解率在80%以上，击穿电压不低于70KV。
【具体实施方式】
[0026]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，所描述的实施例仅仅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做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。
[0027]本发明提供了一种可生物降解绝缘油绝缘油，由物料混合反应制成，以重量份数计，所述物料包括:
[0028]脂肪酸 500?800份；
[0029]多元醇 100?200份；
[0030]催化剂 0.01?1份；
[0031]所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸中的至少两种；
[0032]所述多元醇包括辛戊二醇、三羟甲基丙烷、单季戊四醇和双季戊四醇中的一种或多种。
[0033]本发明提供的可生物降解绝缘油由物料混合反应制成，所述物料包括脂肪酸、多元醇和催化剂。其中，所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸中的至少两种；在本发明提供的一个实施例中，所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸中的至少三种。在本发明提供的一个实施例中，所述戊酸包括正戊酸和/或异戊酸，所述己酸包括正己酸和/或异己酸，所述庚酸包括正庚酸和/或异庚酸，所述辛酸包括正辛酸和/或异辛酸，所述壬酸包括正壬酸和/或异壬酸，所述癸酸包括正癸酸和/或异癸酸。
[0034]在本发明提供的一个实施例中，所述脂肪酸包括庚酸、辛酸和壬酸。在本发明提供的一个脂肪酸包括庚酸、辛酸和壬酸的实施例中，所述庚酸、辛酸和壬酸的质量比为(10?30):(10?20):(60?70);在本发明提供的另一个脂肪酸包括庚酸、辛酸和壬酸的实施例中，所述庚酸、辛酸和壬酸的质量比为(20?25):(15?20):(65?70)。
[0035]在本发明提供的一个实施例中，所述脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和壬酸。在本发明提供的一个脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和壬酸的实施例中，所述戊酸、庚酸、辛酸和壬酸的质量比为(1?10):(10?20):(20?30): (50?60);在本发明提供的另一个脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和壬酸的实施例中，所述戊酸、庚酸、辛酸和壬酸的质量比为(5?10):(15 ?20): (25 ?30): (55 ?60)。
[0036]在本发明提供的一个实施例中，所述脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸和辛酸。在本发明提供的一个脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸和辛酸的实施例中，所述戊酸、己酸、庚酸和辛酸的质量比为(20?30):(20?30):(20?30):(20?30);在本发明提供的另一个脂肪酸包括戊酸、己酸、庚酸和辛酸的实施例中，所述戊酸、己酸、庚酸和辛酸的质量比为(20?23):(20 ?25): (20 ?25): (27 ?30)。
[0037]在本发明提供的一个实施例中，所述脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和癸酸。在本发明提供的一个脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和癸酸的实施例中，所述戊酸、庚酸、辛酸和癸酸的质量比为(20?50):(20?60):(10?30): (1?20);在本发明提供的另一个脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和癸酸的实施例中，所述戊酸、庚酸、辛酸和癸酸的质量比为(20?23):(55?60): (10?15): (7?10);在本发明提供的其他脂肪酸包括戊酸、庚酸、辛酸和癸酸的实施例中，所述戊酸、庚酸、辛酸和癸酸的质量比为(45?50): (20?25): (10?150):(15 ?20)。
[0038]在本发明提供的一个实施例中，所述脂肪酸包括戊酸、庚酸、壬酸和癸酸。在本发明提供的一个脂肪酸包括戊酸、庚酸、壬酸和癸酸的实施例中，所述戊酸、庚酸、壬酸和癸酸的质量比为(30?40): (40?50): (10?20): (1?10);在本发明提供的另一个脂肪酸包括戊酸、庚酸、壬酸和癸酸的实施例中，所述戊酸、庚酸、壬酸和癸酸的质量比为(30?35):(45 ?50): (15 ?20): (1 ?5) ο
[0039]在本发明中，所述脂肪酸在所述物料中的含量为500?800重量份；在本发明提供的一个实施例中，所述脂肪酸在所述物料中的含量为550?700重量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述脂肪酸在所述物料中的含量为600?650重量份。
[0040]在本发明中，所述多元醇包括辛戊二醇、三羟甲基丙烷、单季戊四醇和双季戊四醇中的一种或多种；在本发明提供的一个实施例中，所述多元醇包括单季戊四醇和双季戊四醇。在本发明提供的一个多元醇包括单季戊四醇和双季戊四醇的实施例中，所述单季戊四醇和双季戊四醇的质量比为(80?90):(10?20);在本发明提供的另一个多元醇包括单季戊四醇和双季戊四醇的实施例中，所述单季戊四醇和双季戊四醇的质量比为(85?90):(10?15)。在本发明中，所述多元醇在所述物料中的含量为100?200重量份；在本发明提供的一个实施例中，所述多元醇在所述物料中的含量为140?190重量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述多元醇在所述物料中的含量为145?185重量份。
[0041]在本发明中，所述催化剂用于催化脂肪酸和多元醇的酯化反应。在本发明提供的一个实施例中，所述催化剂包括金属催化剂和/或固体酸催化剂；在本发明提供的另一个实施例中，所述催化剂包括草酸亚锡、氯化亚锡和氧化锡-氧化铝载体催化剂中的一种或多种。在本发明中，所述催化剂在所述物料中的含量为0.01?1重量份；在本发明提供的一个实施例中，所述催化剂在所述物料中的含量为0.05?0.1重量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述催化剂在所述物料中的含量为0.07?0.09重量份。
[0042]本发明提供的可生物降解绝缘油由所述物料混合反应制成，本发明通过选用特定的混合脂肪酸和多元醇作为制备绝缘油的反应原料，大大提高了绝缘油的可生物降解性和介电性能。实验结果表明，本发明提供的绝缘油28天可生物降解率在80%以上，击穿电压不低于70KV。此外，本发明提供的绝缘油还具有良好的物理性能，运动粘度(40°C)不大于35mm2/s，运动粘度(-20°C )不高于3000mm2/s，闪点不低于240°C，倾点不高于_45°C，满足野外低温条件下使用要求。
[0043]本发明提供了一种可生物降解绝缘油的制备方法，包括以下步骤:
[0044]500?800重量份脂肪酸、100?200