一种改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂的制作方法

文档序号:12065720阅读:583来源:国知局

本发明涉及电容器领域,特别是涉及一种改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂。



背景技术:

AC电容的主要作用是通过交流信号,隔断级间直流,电容值越大,其压降越小,电容值越大,谐振频率越小,电容在较低频率就会呈现感性,这样会造成信号高频分量衰减增大,PFC电容广泛应用在电力电子装置中,其主要作用是一直PFC高频干扰,过滤PFC工作产生的高频波纹,解决输入电流为短时的周期性尖峰,并对电网产生谐波和无功功率污染,因此对PFC输出电解电容应该考虑其容量的选择;电容器的浸渍剂作为液体绝缘介质起到填充固体介质之间的空隙,提高绝缘强度的作用,该结构在高电场下的性能决定着其寿命的长短,局部放电性能和液体介质的耐热、电老化性能及电场下的洗气性能密切相关,目前电容器浸渍剂在自愈击穿时,容易产生较多的碳,从而会增加电容器极板的腐蚀和电容的下降,进一步影响电容器在高电场下的寿命,并且目前常用的电容浸渍剂多采用矿物绝缘油,而矿物绝缘油的闪点一般低于 170℃,生物降解率只有30%左右,不能满足对绝缘材料高防火性能的要求,也无法达到环保绝缘材料的要求。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂,通过以下技术方案实现:

一种改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂,按重量份计由以下成分制成:亚麻籽油107、蓖麻酸10、聚乙烯醇8、环氧丙烷4、竹粉6、甲基丙烯酸十六酯4、云母粉4、玻璃粉4、辅助剂2;

所述改性亚麻籽油按重量份计由以下成分制成:亚麻籽油75、硅藻土2、硼酸3、松香树脂4、乙二醇0.5;所述改性亚麻籽油的制备方法为:将亚麻籽油与松香树脂混合均匀后,加热至56℃,以120r/min速度搅拌30分钟后,添加硼酸,继续保持56℃,并以150r/min速度搅拌15分钟,然后添加硅藻土与乙二醇,将温度调节到65℃,以150r/min速度搅拌20分钟后,冷却至28℃,然后采用420W微波处理30s,自然冷却至室温即可;所述硅藻土预先采用质量浓度为6.98%的氢氧化钠溶液浸泡45分钟后,洗涤,过滤,烘干处理,即得;

所述云母粉经过预处理:将云母粉与其质量50%的钛酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合物均匀的混合到一起,进行研磨1小时后,过滤,洗涤,烘干,即可,所述钛酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合物中钛酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯按3:1质量比例混合而成;

所述聚乙烯醇经过预处理:将聚乙烯醇加热至94℃,达到软化,再添加其质量2.3%的甘油和玉米淀粉混合物,搅拌均匀后,将温度升高至113℃,以250r/min速度搅拌30分钟后,以19℃/2s的速度快速冷却至18℃,保温10分钟后,再以20℃/2s的速度升温至118℃,保温10分钟后,自然冷却至室温,即得;

所述竹粉经过预处理:添加到水中,烧煮40分钟后,过滤,添加到质量浓度为8.26%的温度为5℃的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟后,过滤,洗涤,烘干,即得;

所述辅助剂为紫苏籽油与山茶籽油按1:4质量比例在78℃下以550r/min转速高速混合35分钟而成。

一种改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂的制备方法,包括:

(1)在80-90℃的搅拌缸中加入相应重量份的亚麻籽油,检测亚麻籽油的含水量,如果不合格则对其进行脱水处理,直到亚麻籽油中含水量≤20μg/ml时备用;

(2)称取相应重量份的蓖麻酸、聚乙烯醇、环氧丙烷,依次加入搅拌缸中,加热至170℃,以100r/min速度搅拌25分钟后,封口,密闭静置10分钟;

(3)按比例称取相应重量份的竹粉、甲基丙烯酸十六酯,单独混合后,搅拌10分钟,解封搅拌缸,将竹粉、甲基丙烯酸十六酯混合物添加到搅拌缸内,将温度调节到82℃,以120r/min速度搅拌25分钟;

(4)称取相应重量份的云母粉、玻璃粉、辅助剂,依次添加到搅拌缸中,将温度调节到60℃,以100r/min速度搅拌30分钟,自然冷却至室温即得。

本发明经过大量的实验研究,通过对亚麻籽油进行了大量的研究和处理改性,总结出制备电容浸渍剂时最佳的亚麻籽油的改性方法,使得经过本发明改性后的亚麻籽油的闪点高于314℃,满足电容器浸渍剂难燃的要求;并且,本发明改性的亚麻籽油的生物降解率高达98.6%,即使发生泄漏也不会对水源、居住环境等造成污染。传统的植物油由于抗氧化性能差、凝点高等问题,一直局限于作为电容器浸渍剂。本发明通过对亚麻籽油进行的改性处理,不仅能极大的提高其抗氧化性能还能降低其凝点,满足了电容器浸渍剂制备的性能需求。

通过聚乙烯醇与甘油和淀粉混合物之间处理时产生的强烈的相互作用,能够降低聚乙烯醇的熔点,同时提高了聚乙烯醇的热分解温度,经过预处理,聚乙烯混的熔点由230℃降低至167℃,热分解温度由247℃提高到328℃;

通过对云母粉的处理,能够使得云母粉表面由亲水性变为亲油性,从而能够极大的其与亚麻籽油的结合性,提高了制备的电容浸渍剂的综合性能。

本发明有益效果:本发明改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂在应用到电容器中后,消除了电容极板边缘和介质内的气隙,改善了电容器的局部放电性能和介质的自愈条件,防水性强,并且能够降低极板的腐蚀和电容的下降,能够满足对电容器高能量密度和低等效串联电阻的要求。经过改性后的亚麻籽油各项电气性能均比矿物绝缘油要好,介质损耗因素小于普通矿物绝缘油,电容器在本发明浸渍剂处理后在常温时,脉冲幅值为50-100pc的条件下测试,局部放电起始电压高达353V,局部放电熄灭电压达到282V,均提高了将近11%,击穿性能和自愈性能也得到了有效的提高,而本发明浸渍剂的一般理化电气性能基本不受影响,与普通矿物绝缘油制备填充的电容器相比本发明浸渍剂填充的电容器的寿命提高了18%。

具体实施方式

一种改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂,按重量份计由以下成分制成:亚麻籽油107、蓖麻酸10、聚乙烯醇8、环氧丙烷4、竹粉6、甲基丙烯酸十六酯4、云母粉4、玻璃粉4、辅助剂2;

所述改性亚麻籽油按重量份计由以下成分制成:亚麻籽油75、硅藻土2、硼酸3、松香树脂4、乙二醇0.5;所述改性亚麻籽油的制备方法为:将亚麻籽油与松香树脂混合均匀后,加热至56℃,以120r/min速度搅拌30分钟后,添加硼酸,继续保持56℃,并以150r/min速度搅拌15分钟,然后添加硅藻土与乙二醇,将温度调节到65℃,以150r/min速度搅拌20分钟后,冷却至28℃,然后采用420W微波处理30s,自然冷却至室温即可;所述硅藻土预先采用质量浓度为6.98%的氢氧化钠溶液浸泡45分钟后,洗涤,过滤,烘干处理,即得;

所述云母粉经过预处理:将云母粉与其质量50%的钛酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合物均匀的混合到一起,进行研磨1小时后,过滤,洗涤,烘干,即可,所述钛酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合物中钛酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯按3:1质量比例混合而成;

所述聚乙烯醇经过预处理:将聚乙烯醇加热至94℃,达到软化,再添加其质量2.3%的甘油和玉米淀粉混合物,搅拌均匀后,将温度升高至113℃,以250r/min速度搅拌30分钟后,以19℃/2s的速度快速冷却至18℃,保温10分钟后,再以20℃/2s的速度升温至118℃,保温10分钟后,自然冷却至室温,即得;

所述竹粉经过预处理:添加到水中,烧煮40分钟后,过滤,添加到质量浓度为8.26%的温度为5℃的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟后,过滤,洗涤,烘干,即得;

所述辅助剂为紫苏籽油与山茶籽油按1:4质量比例在78℃下以550r/min转速高速混合35分钟而成。

一种改性亚麻籽油制备的电容浸渍剂的制备方法,包括:

(1)在80-90℃的搅拌缸中加入相应重量份的亚麻籽油,检测亚麻籽油的含水量,如果不合格则对其进行脱水处理,直到亚麻籽油中含水量≤20μg/ml时备用;

(2)称取相应重量份的蓖麻酸、聚乙烯醇、环氧丙烷,依次加入搅拌缸中,加热至170℃,以100r/min速度搅拌25分钟后,封口,密闭静置10分钟;

(3)按比例称取相应重量份的竹粉、甲基丙烯酸十六酯,单独混合后,搅拌10分钟,解封搅拌缸,将竹粉、甲基丙烯酸十六酯混合物添加到搅拌缸内,将温度调节到82℃,以120r/min速度搅拌25分钟;

(4)称取相应重量份的云母粉、玻璃粉、辅助剂,依次添加到搅拌缸中,将温度调节到60℃,以100r/min速度搅拌30分钟,自然冷却至室温即得。

在耐久性实验中三种浸渍剂应用的相同三个电容器分别进行击穿,采用普通矿物绝缘油为浸渍剂的为1680h,采用普通亚麻籽油为浸渍剂的为1010h,采用本发明浸渍剂的为1965h,可见,本发明浸渍剂性能更好。

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