本發(fā)明涉及電力設(shè)備材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油及其制備方法。
背景技術(shù)：
：變壓器油屬易燃油，一般不包括合成油，即不包括不燃油和高燃點(diǎn)油。不然油有聚氯聯(lián)苯(pcb)和氟油兩種，而高燃點(diǎn)油有硅油、α油、β油、m油、聚α烯、十二烷基苯、e油、γ油。變壓器油的燃點(diǎn)是165℃,而高燃點(diǎn)油的燃點(diǎn)均在300℃以上，不燃油是不會(huì)著火的。高燃點(diǎn)油又稱阻燃油，主要用在高燃點(diǎn)油浸式變壓器、阻燃油有載分接開關(guān)、電容器、電纜等場(chǎng)合。而不燃油的聚氯聯(lián)苯因致癌有毒，已禁用，氟油因價(jià)高貨少，很少用。良好的變壓器油應(yīng)該是清潔而透明的液體，無沉淀物、機(jī)械雜質(zhì)懸浮物及棉絮狀物質(zhì)。變壓器油是電力輸送系統(tǒng)中使用的最基本材料之一，在諸多充油電器設(shè)備中主要起到絕緣、冷卻和散熱的作用。如變壓器中鐵芯和線圈均浸在變壓器油中,使其與空氣和潮氣隔絕,變壓器油能使變壓器線端之間,高壓線圈和低壓線圈之間,線圈和接地的鐵芯及油箱壁之間有良好絕緣，并有將熱量吸收再通過循環(huán)散發(fā)出去，這就是變壓器油的絕緣與散熱作用，變壓器油的比熱大，所以說可以起冷卻作用。變壓器油又稱絕緣油，是指從石油煉制的礦物型絕緣油。變壓器油的電氣強(qiáng)度比空氣高4-7倍，因此用它作絕緣介質(zhì)可大大縮小變壓器的體積。變壓器油電氣強(qiáng)度高，當(dāng)油被擊穿以后，絕緣可以恢復(fù)，不會(huì)留下永久性的放電通道，因此變壓器油得到了廣泛的應(yīng)用。變壓器油絕緣強(qiáng)度高，在電氣設(shè)備中主要作絕緣介質(zhì)使用，又因比熱容較大，故也作冷卻介質(zhì)，在斷路器和有載分接開關(guān)及起動(dòng)補(bǔ)償器中作熄弧介質(zhì)使用和起冷卻觸頭作用。如今人們對(duì)變壓器油的各方面性能有了非常深入的了解，隨著納米技術(shù)的興起，人們嘗試將納米材料添加到變壓器油中，研究表明納米改性變壓器油在導(dǎo)熱、擊穿、老化以及抗水分影響都有很大的促進(jìn)作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油，該變壓器油具有較好的絕緣性、消弧性能，高溫條件下抗氧化性能較好，通過引入的納米材料使得其不易氧化、老化、腐蝕，穩(wěn)定性加強(qiáng)，此外其還具有良好的阻燃性能；同時(shí)本發(fā)明的原料組分安全可靠、成本較低，工藝簡(jiǎn)明，具有較高的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油，包括以下重量份的原料：納米改性材料6-8份、金屬鈍化劑1-2份、苯甲醇2-4份、硬脂酸鎂1-2份、鎢酸鈉1-3份、復(fù)配基礎(chǔ)油700-800份、對(duì)苯二酚7-9份、氮川三乙酸四鈉0.3-0.5份、聚馬來酸酐0.2-0.5份、復(fù)配抗氧劑0.8-1.2份、紅磷阻燃劑0.4-0.6份、偶聯(lián)劑0.4-0.8份。優(yōu)選地，所述絕緣消弧納米材料改性變壓器油包括以下重量份的原料：納米改性材料7份、金屬鈍化劑1.5份、苯甲醇3份、硬脂酸鎂1.5份、鎢酸鈉2份、復(fù)配基礎(chǔ)油750份、對(duì)苯二酚8份、氮川三乙酸四鈉0.4份、聚馬來酸酐0.4份、復(fù)配抗氧劑1份、紅磷阻燃劑0.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.6份。優(yōu)選地，所述納米改性材料為納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氮化鋁按照重量比2:2:2:1組成的混合物。優(yōu)選地，所述金屬鈍化劑為噻二唑及其衍生物和苯并三氮唑及其衍生物中的一種或多種。優(yōu)選地，所述復(fù)配基礎(chǔ)油為精煉植物油和環(huán)烷基基礎(chǔ)油按照重量比1:3組成的混合物。優(yōu)選地，所述復(fù)配抗氧劑為6-二叔丁基苯酚、茶多酚、硫代二丙酸二酯按照重量比2:1:1組成的混合物。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑按照重量比3:1組成的混合物。本發(fā)明還提供一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準(zhǔn)備各組分原料；步驟二，將偶聯(lián)劑、硬脂酸鎂、納米改性材料、金屬鈍化劑混合其重量12-18倍無水乙醇送入球磨罐中，在1000-1400r/min下球磨5-9個(gè)小時(shí)，結(jié)束后，將該液體轉(zhuǎn)移至旋蒸儀，旋蒸除去乙醇，得到干燥的粉體a；步驟三，將復(fù)配基礎(chǔ)油、苯甲醇、對(duì)苯二酚、氮川三乙酸四鈉與聚馬來酸酐混合均勻，再通入含水的氮?dú)?，?0-80℃溫度下反應(yīng)1-3h，反應(yīng)結(jié)束后，將得到的混合物在80-100℃溫度下除去殘留的水分，得到混合油b；步驟四，將步驟三制得的混合油b加熱至260-270℃，依次加入步驟二制備的納米粉體a、紅磷阻燃劑、復(fù)配抗氧劑、鎢酸鈉，在3000-4000r/min高速分散機(jī)下攪拌2-4小時(shí)后，保溫1-3小時(shí)，冷卻至室溫后即得本發(fā)明的絕緣消弧納米材料改性變壓器油。優(yōu)選地，所述絕緣消弧納米材料改性變壓器油步驟為：步驟一，按要求稱量準(zhǔn)備各組分原料；步驟二，將偶聯(lián)劑、硬脂酸鎂、納米改性材料、金屬鈍化劑混合其重量15倍無水乙醇送入球磨罐中，在1200r/min下球磨7個(gè)小時(shí)，結(jié)束后，將該液體轉(zhuǎn)移至旋蒸儀，旋蒸除去乙醇，得到干燥的粉體a；步驟三，將復(fù)配基礎(chǔ)油、苯甲醇、對(duì)苯二酚、氮川三乙酸四鈉與聚馬來酸酐混合均勻，再通入含水的氮?dú)?，?0℃溫度下反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后，將得到的混合物在90℃溫度下除去殘留的水分，得到混合油b；步驟四，將步驟三制得的混合油b加熱至265℃，依次加入步驟二制備的納米粉體a、紅磷阻燃劑、復(fù)配抗氧劑、鎢酸鈉，在3500r/min高速分散機(jī)下攪拌3小時(shí)后，保溫2小時(shí)，冷卻至室溫后即得本發(fā)明的絕緣消弧納米材料改性變壓器油。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：（1）本發(fā)明的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油添加的納米改性材料，主要為納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氮化鋁組成的混合物，納米材料在變壓器油為分散相，避免了顆粒之間的硬團(tuán)聚，使其穩(wěn)定的分散在變壓器油里面，很大程度上改善其絕緣、防潮、消弧及散熱的性能，增強(qiáng)了變壓器用油的導(dǎo)熱性、穩(wěn)定性和絕緣性。（2）本發(fā)明的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油將植物油基礎(chǔ)油與環(huán)烷基基礎(chǔ)油結(jié)合起來，制備成本低廉，可降解性能良好，同時(shí)又具有良好的電氣絕緣性能的新型變壓器油，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。（3）本發(fā)明的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油采用的抗氧劑主要為6-二叔丁基苯酚、茶多酚、硫代二丙酸二酯組成的混合物，配合添加的金屬鈍化劑能有效增加變壓器油的防腐防銹和防阻垢的性能，提高了變壓器用油的燃點(diǎn)。（4）本發(fā)明的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油添加的阻燃劑為紅磷阻燃劑，其具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，不揮發(fā)性，不產(chǎn)生腐蝕性氣體，阻燃效果好，電絕緣性佳等特點(diǎn)，能有效提高殼體材料的阻燃性能，增強(qiáng)其抗危險(xiǎn)能力。（5）本發(fā)明的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油具有較好的絕緣性、消弧性能，高溫條件下抗氧化性能較好，通過引入的納米材料使得其不易氧化、老化、腐蝕，穩(wěn)定性加強(qiáng)，此外其還具有良好的阻燃性能；同時(shí)本發(fā)明的原料組分安全可靠、成本較低，工藝簡(jiǎn)明，具有較高的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1.本實(shí)施例的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油，包括以下重量份的原料：納米改性材料6份、金屬鈍化劑1份、苯甲醇2份、硬脂酸鎂1份、鎢酸鈉1份、復(fù)配基礎(chǔ)油700份、對(duì)苯二酚7份、氮川三乙酸四鈉0.3份、聚馬來酸酐0.2份、復(fù)配抗氧劑0.8份、紅磷阻燃劑0.4份、偶聯(lián)劑0.4份。本實(shí)施例中的納米改性材料為納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氮化鋁按照重量比2:2:2:1組成的混合物。本實(shí)施例中的金屬鈍化劑為噻二唑及其衍生物。本實(shí)施例中的復(fù)配基礎(chǔ)油為精煉植物油和環(huán)烷基基礎(chǔ)油按照重量比1:3組成的混合物。本實(shí)施例中的復(fù)配抗氧劑為6-二叔丁基苯酚、茶多酚、硫代二丙酸二酯按照重量比2:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑按照重量比3:1組成的混合物。本實(shí)施例的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準(zhǔn)備各組分原料；步驟二，將偶聯(lián)劑、硬脂酸鎂、納米改性材料、金屬鈍化劑混合其重量12倍無水乙醇送入球磨罐中，在1000r/min下球磨5個(gè)小時(shí)，結(jié)束后，將該液體轉(zhuǎn)移至旋蒸儀，旋蒸除去乙醇，得到干燥的粉體a；步驟三，將復(fù)配基礎(chǔ)油、苯甲醇、對(duì)苯二酚、氮川三乙酸四鈉與聚馬來酸酐混合均勻，再通入含水的氮?dú)猓?0℃溫度下反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束后，將得到的混合物在80℃溫度下除去殘留的水分，得到混合油b；步驟四，將步驟三制得的混合油b加熱至260℃，依次加入步驟二制備的納米粉體a、紅磷阻燃劑、復(fù)配抗氧劑、鎢酸鈉，在3000/min高速分散機(jī)下攪拌2小時(shí)后，保溫1小時(shí)，冷卻至室溫后即得本發(fā)明的絕緣消弧納米材料改性變壓器油。實(shí)施例2.本實(shí)施例的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油，包括以下重量份的原料：納米改性材料8份、金屬鈍化劑2份、苯甲醇4份、硬脂酸鎂2份、鎢酸鈉3份、復(fù)配基礎(chǔ)油800份、對(duì)苯二酚9份、氮川三乙酸四鈉0.5份、聚馬來酸酐0.5份、復(fù)配抗氧劑1.2份、紅磷阻燃劑0.6份、偶聯(lián)劑0.8份。本實(shí)施例中的納米改性材料為納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氮化鋁按照重量比2:2:2:1組成的混合物。本實(shí)施例中的金屬鈍化劑為苯并三氮唑及其衍生物。本實(shí)施例中的復(fù)配基礎(chǔ)油為精煉植物油和環(huán)烷基基礎(chǔ)油按照重量比1:3組成的混合物。本實(shí)施例中的復(fù)配抗氧劑為6-二叔丁基苯酚、茶多酚、硫代二丙酸二酯按照重量比2:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑按照重量比3:1組成的混合物。本實(shí)施例的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準(zhǔn)備各組分原料；步驟二，將偶聯(lián)劑、硬脂酸鎂、納米改性材料、金屬鈍化劑混合其重量18倍無水乙醇送入球磨罐中，在1400r/min下球磨9個(gè)小時(shí)，結(jié)束后，將該液體轉(zhuǎn)移至旋蒸儀，旋蒸除去乙醇，得到干燥的粉體a；步驟三，將復(fù)配基礎(chǔ)油、苯甲醇、對(duì)苯二酚、氮川三乙酸四鈉與聚馬來酸酐混合均勻，再通入含水的氮?dú)猓?0℃溫度下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，將得到的混合物在100℃溫度下除去殘留的水分，得到混合油b；步驟四，將步驟三制得的混合油b加熱至270℃，依次加入步驟二制備的納米粉體a、紅磷阻燃劑、復(fù)配抗氧劑、鎢酸鈉，在4000r/min高速分散機(jī)下攪拌4小時(shí)后，保溫3小時(shí)，冷卻至室溫后即得本發(fā)明的絕緣消弧納米材料改性變壓器油。實(shí)施例3.本實(shí)施例的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油，包括以下重量份的原料：納米改性材料7份、金屬鈍化劑1.5份、苯甲醇3份、硬脂酸鎂1.5份、鎢酸鈉2份、復(fù)配基礎(chǔ)油750份、對(duì)苯二酚8份、氮川三乙酸四鈉0.4份、聚馬來酸酐0.4份、復(fù)配抗氧劑1份、紅磷阻燃劑0.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.6份。本實(shí)施例中的納米改性材料為納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氮化鋁按照重量比2:2:2:1組成的混合物。本實(shí)施例中的金屬鈍化劑為噻二唑及其衍生物。本實(shí)施例中的復(fù)配基礎(chǔ)油為精煉植物油和環(huán)烷基基礎(chǔ)油按照重量比1:3組成的混合物。本實(shí)施例中的復(fù)配抗氧劑為6-二叔丁基苯酚、茶多酚、硫代二丙酸二酯按照重量比2:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑按照重量比3:1組成的混合物。本實(shí)施例的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準(zhǔn)備各組分原料；步驟二，將偶聯(lián)劑、硬脂酸鎂、納米改性材料、金屬鈍化劑混合其重量15倍無水乙醇送入球磨罐中，在1200r/min下球磨7個(gè)小時(shí)，結(jié)束后，將該液體轉(zhuǎn)移至旋蒸儀，旋蒸除去乙醇，得到干燥的粉體a；步驟三，將復(fù)配基礎(chǔ)油、苯甲醇、對(duì)苯二酚、氮川三乙酸四鈉與聚馬來酸酐混合均勻，再通入含水的氮?dú)?，?0℃溫度下反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后，將得到的混合物在90℃溫度下除去殘留的水分，得到混合油b；步驟四，將步驟三制得的混合油b加熱至265℃，依次加入步驟二制備的納米粉體a、紅磷阻燃劑、復(fù)配抗氧劑、鎢酸鈉，在3500r/min高速分散機(jī)下攪拌3小時(shí)后，保溫2小時(shí)，冷卻至室溫后即得本發(fā)明的絕緣消弧納米材料改性變壓器油。以上各實(shí)施例制備的絕緣消弧納米材料改性變壓器油的性能測(cè)試結(jié)果如下：擊穿電壓kv介電常數(shù)閃點(diǎn)℃90℃介質(zhì)損失角正切實(shí)施例1872.482400.2%實(shí)施例2842.512400.2%實(shí)施例3862.532400.2%對(duì)比例722.211700.4%本發(fā)明的一種絕緣消弧納米材料改性變壓器油具有較好的絕緣性、消弧性能，高溫條件下抗氧化性能較好，通過引入的納米材料使得其不易氧化、老化、腐蝕，穩(wěn)定性加強(qiáng)，此外其還具有良好的阻燃性能；同時(shí)本發(fā)明的原料組分安全可靠、成本較低，工藝簡(jiǎn)明，具有較高的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁12