一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410283917.7

申请日:

2014.06.24

公开号:

CN104046437A

公开日:

2014.09.17

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C10M 169/04申请日:20140624|||公开

IPC分类号:

C10M169/04; C10M125/26; C10M125/20; C10M177/00; C10N30/10(2006.01)N; C10N40/16(2006.01)N

主分类号:

C10M169/04

申请人:

铜陵三佳变压器有限责任公司

发明人:

李新满

地址:

244000 安徽省铜陵市郊区大桥经济开发私营工业园内

优先权:

专利代理机构:

安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112

代理人:

余成俊

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内容摘要

本发明公开了一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子变压器油及其制备方法,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2-3、乙酸镁0.2-0.5、硬脂酸钙0.3-0.5、异丙醇铝0.2-0.5、硝酸银0.2-0.4、苯甲酸钠0.2-0.4、碳化硅2-3、石油磺酸钡0.3-0.5、助剂0.3-0.7;本发明使用无水乙醇球磨无机粉体制得纳米粒子,所用设备简单、易操作;添加的纳米氮化铝粒子具有介电性质良好、稳定性高、导热性质好、热膨胀系数小,添加的碳化硅纳米粒子具有耐高温、耐磨耗和高热传导性,应用于变压器油中能很大程度上促进其绝缘防潮、消弧、散热及热稳定性高的性能;添加的其他成分使变压器油不易氧化变质、纯净无杂质、脱水性和稳定性加强,延长使用寿命。

权利要求书

1.  一种热稳定性强氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油,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2-3、乙酸镁0.2-0.5、硬脂酸钙0.3-0.5、异丙醇铝0.2-0.5、硝酸银0.2-0.4、苯甲酸钠0.2-0.4、碳化硅2-3、石油磺酸钡0.3-0.5、助剂0.3-0.7;
所述助剂由下列重量份的原料制成:N,N'-二仲丁基对苯二胺0.5-1.0、丁基羟基茴香醚0.5-1.0、N,N'-二亚水杨基丙二胺1-2、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1-2、活性白土2-3、方石英粉4-6、钼酸钠1-2、山梨坦单月桂酸酯1-2、环烷基基础油80-100;制备方法是:将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体,将N,N'-二仲丁基对苯二胺、N,N'-二亚水杨基丙二胺、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀,再将上述研磨的粉末加入混合油中,最后加入山梨坦单月桂酸酯在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。

2.
  一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:
(1)将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中,再加入10~15倍的无水乙醇,在500-700转/分钟下球磨60-90小时,结束后,将该溶液转移到旋蒸仪中,旋蒸除去无水乙醇即可得到干燥的纳米粉体;
(2)将环烷基基础油加热至260~280°C,分别依次加入(1)中干燥的纳米粉体、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂,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,除去杂质后即得含有氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油。

说明书

一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学领域,尤其涉及一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法。
背景技术
变压器油是天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油,是石油中的润滑油馏份经酸碱精制处理得到纯净稳定、粘度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物。俗称方棚油,浅黄色透明液体,相对密度0.895。凝固点<-45 ℃,主要由三种烃类组成,主要成分为环烷烃,其它的为环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物。在我国,变压器油有石蜡基油、环烷基油。石蜡基油产于大庆,环烷基油产于新疆克拉玛依。良好的变压器油应该是清洁而透明的液体,不得有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质。如果其受污染和氧化,并产生树脂和沉淀物,变压器油油质就会劣化,颜色会逐渐变为浅红色,直至变为深褐色的液体。当变压器有故障时,也会使油的颜色发生改变一般情况下,变压器油呈浅褐色时就不宜再用了。
变压器油在变压器运行中油温为60-80°C,当超负荷运行时,油温更高。变压器油在使用过程中不可避免的与空气接触,会使油氧化生成一部分酸性物质,酸性物质会使设备中的铜、铁等金属材料腐蚀,生成的油泥粘在线圈和绝缘部件上,造成堵塞通道,加速固体绝缘材料老化。如果变压器油具有很强的热稳定性,那么在很大程度上会避免油品的氧化速度,使变压器油的使用寿命延长。
针对这一问题,人们开始尝试将纳米材料运用到变压器油中,研究表明,纳米材料变压器油在导热、击穿、老化以及抗水分影响都有很大的促进作用,关键问题就是纳米材料的选取。氮化铝导热性好,热膨胀系数小,电绝缘体,介电性能良好,是良好的耐热材料,碳化硅具有很高的耐高温、耐磨耗性和热传导性,所以本发明选取氮化铝和碳化硅作为纳米复合材料加到变压器油中,制备一种热稳定强的变压器油。
发明内容
本发明的目的是提供一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法。
为了实现本发明目的,本发明通过以下技术方案实施:
一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油,由以下重量份的原料制成:环烷基基础油1000-1200、氮化铝2-3、乙酸镁0.2-0.5、硬脂酸钙0.3-0.5、异丙醇铝0.2-0.5、硝酸银0.2-0.4、苯甲酸钠0.2-0.4、碳化硅2-3、石油磺酸钡0.3-0.5、助剂0.3-0.7;
所述助剂由下列重量份的原料制成:N,N'-二仲丁基对苯二胺0.5-1.0、丁基羟基茴香醚0.5-1.0、N,N'-二亚水杨基丙二胺1-2、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1-2、活性白土2-3、方石英粉4-6、钼酸钠1-2、山梨坦单月桂酸酯1-2、环烷基基础油80-100;制备方法是:将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体,将N,N'-二仲丁基对苯二胺、N,N'-二亚水杨基丙二胺、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀,再将上述研磨的粉末加入混合油中,最后加入山梨坦单月桂酸酯在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。
本发明所述热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油,由以下具体步骤制成:
(1)将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中,再加入10~15倍的无水乙醇,在500-700转/分钟下球磨60-90小时,结束后,将该溶液转移到旋蒸仪中,旋蒸除去无水乙醇即可得到干燥的纳米粉体;
(2)将环烷基基础油加热至260~280°C,分别依次加入(1)中干燥的纳米粉体、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂,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,除去杂质后即得含有氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油。
本发明的有益成果在于:
使用无水乙醇球磨无机粉体制得纳米粒子,所用设备简单、易操作;添加的纳米氮化铝粒子具有介电性质良好、稳定性高、导热性质好、热膨胀系数小,添加的碳化硅纳米粒子具有耐高温、耐磨耗和高热传导性,应用于变压器油中能很大程度上促进其绝缘防潮、消弧、散热及热稳定性高的性能;添加的其他成分使变压器油不易氧化变质、纯净无杂质、脱水性和稳定性加强,延长使用寿命。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子变压器油,由下列重量份(公斤)的原料制成:环烷基基础油1200、氮化铝2、乙酸镁0.2、硬脂酸钙0.3、异丙醇铝0.2、硝酸银0.2、苯甲酸钠0.3、碳化硅3、石油磺酸钡0.3、助剂0.5;
所述助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:N,N'-二仲丁基对苯二胺1.0、丁基羟基茴香醚0.5、N,N'-二亚水杨基丙二胺1、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1、活性白土3、方石英粉4、钼酸钠1、山梨坦单月桂酸酯1、环烷基基础油80;制备方法是:将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体,将N,N'-二仲丁基对苯二胺、N,N'-二亚水杨基丙二胺、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀,再将上述研磨的粉末加入混合油中,最后加入山梨坦单月桂酸酯在1200-1400转/分钟下搅拌20-50分钟即可。
本发明所述热稳定性强的氮化铝-碳化硅纳米粒子变压器油,由以下具体步骤制成:
(1)将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中,再加入10~15倍的无水乙醇,在500-700转/分钟下球磨60-90小时,结束后,将该溶液转移到旋蒸仪中,旋蒸除去无水乙醇即可得到干燥的纳米粉体;
(2)将环烷基基础油加热至260~280°C,分别依次加入(1)中干燥的纳米粉体、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂,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,除去杂质后即得含有氮化铝-碳化硅纳米粒子的变压器油。
本发明的变压器油工作击穿电压超过80KV,介电常数为2.24,90°C介电损失角正切值为0.0003,体积电阻率为10× 1012Ω·m ,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、热稳定性强、不易氧化变质的功能,能延长变压器的使用寿命。

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1、10申请公布号CN104046437A43申请公布日20140917CN104046437A21申请号201410283917722申请日20140624C10M169/04200601C10M125/26200601C10M125/20200601C10M177/00200601C10N30/10200601C10N40/1620060171申请人铜陵三佳变压器有限责任公司地址244000安徽省铜陵市郊区大桥经济开发私营工业园内72发明人李新满74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊54发明名称一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法57摘要本。

2、发明公开了一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子变压器油及其制备方法,其特征在于,由下列重量份的原料制成环烷基基础油10001200、氮化铝23、乙酸镁0205、硬脂酸钙0305、异丙醇铝0205、硝酸银0204、苯甲酸钠0204、碳化硅23、石油磺酸钡0305、助剂0307;本发明使用无水乙醇球磨无机粉体制得纳米粒子,所用设备简单、易操作;添加的纳米氮化铝粒子具有介电性质良好、稳定性高、导热性质好、热膨胀系数小,添加的碳化硅纳米粒子具有耐高温、耐磨耗和高热传导性,应用于变压器油中能很大程度上促进其绝缘防潮、消弧、散热及热稳定性高的性能;添加的其他成分使变压器油不易氧化变质、纯净无杂质、脱水性和。

3、稳定性加强,延长使用寿命。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104046437ACN104046437A1/1页21一种热稳定性强氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油,其特征在于,由下列重量份的原料制成环烷基基础油10001200、氮化铝23、乙酸镁0205、硬脂酸钙0305、异丙醇铝0205、硝酸银0204、苯甲酸钠0204、碳化硅23、石油磺酸钡0305、助剂0307;所述助剂由下列重量份的原料制成N,N二仲丁基对苯二胺0510、丁基羟基茴香醚0510、N,N二亚水杨基丙二胺12、2磷酸基1,2,4三羧。

4、酸丁烷12、活性白土23、方石英粉46、钼酸钠12、山梨坦单月桂酸酯12、环烷基基础油80100;制备方法是将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体,将N,N二仲丁基对苯二胺、N,N二亚水杨基丙二胺、2磷酸基1,2,4三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀,再将上述研磨的粉末加入混合油中,最后加入山梨坦单月桂酸酯在12001400转/分钟下搅拌2050分钟即可。2一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油,其特征在于,该制备方法包括以下步骤(1)将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中,再加入1015倍的无水乙醇,在500700转/分钟下球磨6090小时,结束后,。

5、将该溶液转移到旋蒸仪中,旋蒸除去无水乙醇即可得到干燥的纳米粉体;(2)将环烷基基础油加热至260280C,分别依次加入(1)中干燥的纳米粉体、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂,在12001400转/分钟高速分散机下搅拌0510小时后,保温23小时;(3)将(2)中的变压器油冷却至室温后,过滤,除去杂质后即得含有氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油。权利要求书CN104046437A1/3页3一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法技术领域0001本发明涉及化学领域,尤其涉及一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法。背景技术0002变压器油是天然石油中。

6、经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油,是石油中的润滑油馏份经酸碱精制处理得到纯净稳定、粘度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物。俗称方棚油,浅黄色透明液体,相对密度0895。凝固点45,主要由三种烃类组成,主要成分为环烷烃,其它的为环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物。在我国,变压器油有石蜡基油、环烷基油。石蜡基油产于大庆,环烷基油产于新疆克拉玛依。良好的变压器油应该是清洁而透明的液体,不得有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质。如果其受污染和氧化,并产生树脂和沉淀物,变压器油油质就会劣化,颜色会逐渐变为浅红色,直至变为深褐色的液体。当变压器有故障时,也会使油的颜色发生改变一般情况下,。

7、变压器油呈浅褐色时就不宜再用了。0003变压器油在变压器运行中油温为6080C,当超负荷运行时,油温更高。变压器油在使用过程中不可避免的与空气接触,会使油氧化生成一部分酸性物质,酸性物质会使设备中的铜、铁等金属材料腐蚀,生成的油泥粘在线圈和绝缘部件上,造成堵塞通道,加速固体绝缘材料老化。如果变压器油具有很强的热稳定性,那么在很大程度上会避免油品的氧化速度,使变压器油的使用寿命延长。0004针对这一问题,人们开始尝试将纳米材料运用到变压器油中,研究表明,纳米材料变压器油在导热、击穿、老化以及抗水分影响都有很大的促进作用,关键问题就是纳米材料的选取。氮化铝导热性好,热膨胀系数小,电绝缘体,介电性能。

8、良好,是良好的耐热材料,碳化硅具有很高的耐高温、耐磨耗性和热传导性,所以本发明选取氮化铝和碳化硅作为纳米复合材料加到变压器油中,制备一种热稳定强的变压器油。发明内容0005本发明的目的是提供一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油及其制备方法。0006为了实现本发明目的,本发明通过以下技术方案实施一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油,由以下重量份的原料制成环烷基基础油10001200、氮化铝23、乙酸镁0205、硬脂酸钙0305、异丙醇铝0205、硝酸银0204、苯甲酸钠0204、碳化硅23、石油磺酸钡0305、助剂0307;所述助剂由下列重量份的原料制成N,N二仲丁基对苯二胺。

9、0510、丁基羟基茴香醚0510、N,N二亚水杨基丙二胺12、2磷酸基1,2,4三羧酸丁烷12、活性白土说明书CN104046437A2/3页423、方石英粉46、钼酸钠12、山梨坦单月桂酸酯12、环烷基基础油80100;制备方法是将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体,将N,N二仲丁基对苯二胺、N,N二亚水杨基丙二胺、2磷酸基1,2,4三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀,再将上述研磨的粉末加入混合油中,最后加入山梨坦单月桂酸酯在12001400转/分钟下搅拌2050分钟即可。0007本发明所述热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油,由以下具体步骤制成(1)将氮化。

10、铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中,再加入1015倍的无水乙醇,在500700转/分钟下球磨6090小时,结束后,将该溶液转移到旋蒸仪中,旋蒸除去无水乙醇即可得到干燥的纳米粉体;(2)将环烷基基础油加热至260280C,分别依次加入(1)中干燥的纳米粉体、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂,在12001400转/分钟高速分散机下搅拌0510小时后,保温23小时;(3)将(2)中的变压器油冷却至室温后,过滤,除去杂质后即得含有氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油。0008本发明的有益成果在于使用无水乙醇球磨无机粉体制得纳米粒子,所用设备简单、易操作;添加的纳米氮化铝粒子具有介电性质良。

11、好、稳定性高、导热性质好、热膨胀系数小,添加的碳化硅纳米粒子具有耐高温、耐磨耗和高热传导性,应用于变压器油中能很大程度上促进其绝缘防潮、消弧、散热及热稳定性高的性能;添加的其他成分使变压器油不易氧化变质、纯净无杂质、脱水性和稳定性加强,延长使用寿命。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。0010一种热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子变压器油,由下列重量份(公斤)的原料制成环烷基基础油1200、氮化铝2、乙酸镁02、硬脂酸钙03、异丙醇铝02、硝酸银02、苯甲酸钠03、碳化硅3、石油磺酸钡03、助剂05;所述助剂由下列重量份(公斤)的原料制成N,N二仲丁基对苯二胺10、丁基羟基。

12、茴香醚05、N,N二亚水杨基丙二胺1、2磷酸基1,2,4三羧酸丁烷1、活性白土3、方石英粉4、钼酸钠1、山梨坦单月桂酸酯1、环烷基基础油80;制备方法是将钼酸钠、丁基羟基茴香醚、方石英粉和活性白土共混研磨得纳米粉体,将N,N二仲丁基对苯二胺、N,N二亚水杨基丙二胺、2磷酸基1,2,4三羧酸丁烷和环烷基基础油混合搅拌均匀,再将上述研磨的粉末加入混合油中,最后加入山梨坦单月桂酸酯在12001400转/分钟下搅拌2050分钟即可。0011本发明所述热稳定性强的氮化铝碳化硅纳米粒子变压器油,由以下具体步骤制成(1)将氮化铝、乙酸镁、碳化硅和硝酸银加入到球磨机中,再加入1015倍的无水乙醇,在50070。

13、0转/分钟下球磨6090小时,结束后,将该溶液转移到旋蒸仪中,旋蒸除去无水乙醇即可得到干燥的纳米粉体;说明书CN104046437A3/3页5(2)将环烷基基础油加热至260280C,分别依次加入(1)中干燥的纳米粉体、硬脂酸钙、异丙醇铝、苯甲酸钠、石油磺酸钡和助剂,在12001400转/分钟高速分散机下搅拌0510小时后,保温23小时;(3)将(2)中的变压器油冷却至室温后,过滤,除去杂质后即得含有氮化铝碳化硅纳米粒子的变压器油。0012本发明的变压器油工作击穿电压超过80KV,介电常数为224,90C介电损失角正切值为00003,体积电阻率为101012M,其他性能指标也符合变压器油GB253690质量标准,使用本发明的变压器油能有很好的防潮散热、热稳定性强、不易氧化变质的功能,能延长变压器的使用寿命。说明书CN104046437A。

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