一种生物基电容器绝缘油及其制备方法与流程

本发明属于绝缘油，涉及一种电容器绝缘油及其制备方法。

背景技术：

1、电容器介质由绝缘油和薄膜组成，绝缘油不仅和薄膜配合起到绝缘的作用，还在运行过程中兼具冷却散热的作用。目前电容器使用的绝缘油主要有苄基甲苯(m/dbt)和二芳基乙烷(pxe)、苯基乙苯基乙烷(pepe)等。这些绝缘油具有绝缘性能及低温性能优异的优势，但它们均是化学类产品，存在具一定的毒性，环保性能差，无法完全降解等劣势。

2、电容器使用的绝缘油制备原料包括可食用植物油的电容器绝缘油，例如cn113881481a天然酯绝缘液制备原料包括：大豆油96.0％-99.0％、抗氧剂0.4％-2.5％、降凝剂0.1％-0.5％、辅助剂0.1％-1.0％；所述抗氧剂由生育酚、甾醇、抗氧剂t501和柠檬酸组成。因此，在电容器绝缘油生产过程中，原料占总成本的60％以上，如何获得规模供应、廉价、可作为能源用途的原料油是电容器绝缘油产业化必须解决的关键问题；受到贸易环境的影响，粮食价格飘忽不定，可食用植物油的市场震荡波动剧烈，价格涨跌互现，不利于电容器绝缘油的规模化生产。

3、目前市场电容器普遍使用的绝缘油均为矿物质绝缘油产品，存在具一定的毒性，环保性能差，无法完全降解；也有采用可食用植物油制备电容器绝缘油，但制备使用原料普遍含有毒或难降解组分，可食用植物油也一种价格波动较大，难以实现电容器绝缘油规模化生产。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种无毒、易降解的电容器绝缘油，其采用非食用植物油为原料，制备原料简单，非食用植物油价格稳定，适合规模化生产。

2、基于上述目的，本发明提供了一种电容器绝缘油及其制备方法来满足本领域内的这种需要。

3、一方面，本发明涉及一种电容器绝缘油，其制备原料包括：非食用植物油、抗氧化剂、降倾点剂；以质量比计，所述电容器绝缘油中所述抗氧化剂的添加量为0.1～2％；所述电容器绝缘油中所述降倾点剂的添加量为0.1～2％；所述非食用植物油选自麻风树油、芥籽油、米糠油中的任一种；所述抗氧化剂选自3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯、3.5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯中的一种或两种的组合；所述降倾点剂为聚甲基丙烯酸酯。

4、进一步地，本发明提供的电容器绝缘油中，制备原料还包括：改性脂溶性膳食纤维；以质量比计，所述电容器绝缘油中所述改性脂溶性膳食纤维的添加量为0.1～2％；所述改性脂溶性膳食纤维为经微波氧化后的脂溶性膳食纤维。

5、进一步地，本发明提供的电容器绝缘油中，所述改性脂溶性膳食纤维的制备方法包括：将膳食纤维与4～6w％过氧化氢混合，经500～1000w微波2～5min。

6、另一方面，本发明涉及上述电容器绝缘油的制备方法，包括：将所述非食用植物油经脱色、脱酸、水洗处理后得到基础油，最后加入添加剂进行成品油配制。

7、进一步地，本发明提供的电容器绝缘油的制备方法中，所述成品油配制包括：按比例称取所述基础油、所述抗氧化剂和降倾点剂，真空条件下升温至75±5℃，搅拌反应3h，然后使用带0.45μm孔径滤膜的过滤装置进行过滤得到所述电容器绝缘油。

8、进一步地，本发明提供的电容器绝缘油的制备方法中，所述脱色包括：取所述非食用植物油，升温至80±5℃，加入所述非食用植物油重量1.5～5.0％的固体吸附剂，维持真空状态，搅拌吸附脱色1～1.5h，然后使用带1μm孔径滤膜进行过滤，除去油中的固体物质。

9、进一步地，本发明提供的电容器绝缘油的制备方法中，所述脱酸包括：取脱色后的非食用植物油，升温至55±5℃，在搅拌条件下，以3ml/min的流速加入与所述脱色后的非食用植物油同温的氢氧化钾溶液，继续搅拌反应3h，然后离心进行油水分离，除去下层水溶液；所述氢氧化钾溶液的用量为所述脱色后的非食用植物油的25％体积，所述氢氧化钾溶液的浓度为中和所述脱色后的非食用植物油中酸性物质的10倍理论碱量。

10、进一步地，本发明提供的电容器绝缘油的制备方法中，所述水洗包括：取脱色、脱酸后的非食用植物油，升温至85±5℃，加入同温的25％体积的去离子水，在搅拌条件下反应2h，然后离心进行油水分离，除去下层水溶液，制得所述基础油。

11、进一步地，本发明提供的电容器绝缘油的制备方法中，所述成品油配制包括：按比例称取所述基础油、所述抗氧化剂、所述降倾点剂和改性脂溶性膳食纤维；以质量比计，所述改性脂溶性膳食纤维的添加量为0.1～2％；所述改性脂溶性膳食纤维为经微波氧化后的膳食纤维。

12、另一方面，本发明涉及一种电容器介质，其包括上述的电容器绝缘油。

13、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果或优点。

14、本发明的电容器绝缘油来源于植物，添加剂无毒，经口无毒(ld50大于5000mg/kg)，可完全生物降解，21天生物降解率为98％，具有更高的闪点、燃点，相对于现有电容器绝缘油具有较高的安全性，属于环保型电容器绝缘油。本发明的电容器绝缘油相对目前的环保型绝缘油具有更好的抗氧化性能。本发明采用非食用油，不会因为食用油短缺而影响其推广使用。本发明提供的电容器绝缘油，采用非食用植物油和抗氧化剂制备时，虽然能满足电容器绝缘油的使用要求，但是相对抗氧化性能、酸值、运动粘度和倾点的性能较差，由此，本发明进一步在制备原料中加入了降倾点剂和改性脂溶性膳食纤维。本发明通过试验发现，在制备电容器绝缘油时，加入改性脂溶性膳食纤维，能有效改善抗氧化性能、运动粘度和倾点的性能，特别是氧化安定性试验后的酸值和运动粘度，但当加入量过大时，则会影响其他性能。

技术特征：

1.一种生物基电容器绝缘油，其特征在于，制备原料包括：非食用植物油、抗氧化剂、降倾点剂；

2.根据权利要求1所述的生物基电容器绝缘油，其特征在于，制备原料还包括：改性脂溶性膳食纤维；

3.根据权利要求2所述的生物基电容器绝缘油，其特征在于，所述改性脂溶性膳食纤维的制备方法包括：将膳食纤维与4～6w％过氧化氢混合，经500～1000w微波2～5min。

4.权利要求1所述的生物基电容器绝缘油的制备方法，其特征在于，包括：将所述非食用植物油经脱色、脱酸、水洗处理后得到基础油，最后加入抗氧化剂、降倾点剂和权利要求2所述的改性脂溶性膳食纤维进行成品油配制。

5.根据权利要求4所述的生物基电容器绝缘油的制备方法，其特征在于，所述成品油配制包括：按比例称取所述基础油、所述抗氧化剂和所述降倾点剂，真空条件下升温至75±5℃，搅拌反应3h，然后使用带0.45μm孔径滤膜的过滤装置进行过滤得到所述电容器绝缘油。

6.根据权利要求4所述的生物基电容器绝缘油的制备方法，其特征在于，所述脱色包括：取所述非食用植物油，升温至80±5℃，加入所述非食用植物油重量1.5～5.0％的固体吸附剂，维持真空状态，搅拌吸附脱色1～1.5h，然后使用带1μm孔径滤膜进行过滤，除去油中的固体物质。

7.根据权利要求4所述的生物基电容器绝缘油的制备方法，其特征在于，所述脱酸包括：取脱色后的非食用植物油，升温至55±5℃，在搅拌条件下，以3ml/min的流速加入与所述脱色后的非食用植物油同温的氢氧化钾溶液，继续搅拌反应3h，然后离心进行油水分离，除去下层水溶液；

8.根据权利要求4所述的生物基电容器绝缘油的制备方法，其特征在于，所述水洗包括：取脱色、脱酸后的非食用植物油，升温至85±5℃，加入同温的25％体积的去离子水，在搅拌条件下反应2h，然后离心进行油水分离，除去下层水溶液，制得所述基础油。

9.根据权利要求4所述的生物基电容器绝缘油的制备方法，其特征在于，所述成品油配制包括：按比例称取所述基础油、所述抗氧化剂、所述降倾点剂和改性脂溶性膳食纤维；

10.一种电容器介质，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的生物基电容器绝缘油。

技术总结
本发明属于绝缘油技术领域，涉及一种生物基电容器绝缘油及其制备方法。本发明提供的电容器绝缘油的制备原料包括：非食用植物油、抗氧化剂、降倾点剂、改性脂溶性膳食纤维。本发明验证了麻风树油、芥籽油、米糠油作为非食用油能够用作电容器绝缘油，而且本发明提供的电容器绝缘油经口无毒，可完全生物降解，21天生物降解率为98％，具有更高的闪点、燃点，相对于现有电容器绝缘油具有较高的安全性，属于环保型电容器绝缘油。

技术研发人员：黄飞,杨渝,邓继生,杨曼,龚俊
受保护的技术使用者：广东卓原新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15