[發(fā)明專利]一種氧化鋁納米粒子改性變壓器油的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610025681.6
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105647613A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周遠(yuǎn)翔;寇曉適;楊穎;宋偉;劉東霖;任歡;曹勇敢;李德志;張希希;王偉;王吉;王震宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C10M125/10
• 分類號(hào): C10M125/10;C10N40/16
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化鋁納米粒子改性變壓器油的制備方法，屬于電力工業(yè)變壓器油制 作技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

變壓器油作為良好的絕緣和散熱介質(zhì)在當(dāng)今的電力工業(yè)變壓器中廣泛使用。而隨著電 壓等級(jí)和容量的提高，人們?cè)絹?lái)越需要一種絕緣和散熱性能更加優(yōu)異的介質(zhì)。隨著納米技 術(shù)的興起，國(guó)內(nèi)外在逐步探尋納米技術(shù)在變壓器油之中的應(yīng)用。根據(jù)前人的研究結(jié)果，微 米尺寸的纖維等雜質(zhì)添加到變壓器油中之后，纖維等雜質(zhì)在電場(chǎng)力的作用下定向排列，在 變壓器油中形成“小橋”并橋接處于不同電位的電極，使得變壓器油的絕緣性能大幅度降 低，因此傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，作為絕緣介質(zhì)的變壓器油應(yīng)當(dāng)盡可能的純凈、不含外來(lái)雜質(zhì)。 然而根據(jù)現(xiàn)有研究，納米粒子具有納米級(jí)的尺寸，添加到變壓器油中后不會(huì)引發(fā)“小橋” 現(xiàn)象，從而基本不會(huì)降低變壓器油原有的絕緣性能。而根據(jù)研究，在變壓器油的擊穿過(guò)程 中，氧化鋁(Al₂O₃)納米粒子具有捕獲電子、阻擋流注發(fā)展的作用，從而提高了某些情況 下變壓器油的絕緣性能。另一方面，由于Al₂O₃本身具有一定的導(dǎo)熱性能，Al₂O₃納米粒子 的加入在一定程度上會(huì)使變壓器油的導(dǎo)熱性能提升。綜上，使用Al₂O₃納米粒子改性變壓 器油，在某些情況下甚至?xí)岣咦儔浩饔偷碾姎庑阅埽瑫r(shí)由于附加的熱對(duì)流過(guò)程，改性 后的變壓器油將具有更好的散熱性能，可見(jiàn)Al₂O₃納米粒子改性變壓器油技術(shù)具有光明的 前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種氧化鋁納米粒子改性變壓器油的制備方法，使制得的氧化鋁 納米粒子改性變壓器油有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和電氣性能，具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，更保證其 在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性。

本發(fā)明提出的氧化鋁納米粒子改性變壓器油的制備方法，包括以下步驟：

(1)氧化鋁納米粒子的改性

(1-1)將氧化鋁納米粒子置于管式爐中，在N₂保護(hù)的條件下以10℃/min的速率從室 溫升溫至600～700℃，并在600～700℃條件下保持2～4小時(shí)；

(1-2)將步驟(1-1)得到的氧化鋁納米粒子溶解于無(wú)水乙醇或丙酮中，氧化鋁納米 顆粒與無(wú)水乙醇或丙酮的質(zhì)量比是1:(48～12)，采用超聲振蕩的方法使溶液混合均勻， 超聲振蕩的時(shí)間是5～15min，功率是800～1200W，得到第一反應(yīng)混合液；

(1-3)向第一反應(yīng)混合液1中加入硅烷偶聯(lián)劑KH570溶液，氧化鋁與硅烷偶聯(lián)劑 KH570的質(zhì)量比是1:(0.35～0.55)，再次進(jìn)行超聲振蕩，時(shí)間是20～30min，功率是 800～1200W，得到第二反應(yīng)混合液；

(1-4)將上述第二反應(yīng)混合液進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間12～48小時(shí)，轉(zhuǎn)速200～300r/min， 得到第三反應(yīng)混合液；

(1-5)對(duì)上述第三反應(yīng)混合液，采用冷凝回流的方法在N₂保護(hù)的氛圍下加熱 60～120min，溫度90～110℃，得到第四反應(yīng)混合液；

(1-6)對(duì)第四反應(yīng)混合液進(jìn)行真空干燥36～48小時(shí)，溫度60～80℃，得到改性后的氧 化鋁納米粒子；

(2)將步驟(1-6)中得到的氧化鋁納米粒子加入變壓器油中，加入的體積比為：氧 化鋁納米粒子:變壓器油＝(0.00079％～0.15％):1；

(3)將步驟(2)的氧化鋁納米改性變壓器油放入真空干燥箱中，在10～100帕斯卡 壓力、40～60℃下真空干燥24～48小時(shí)，除去氧化鋁納米粒子改性變壓器油中的水分和氣 體，得到成品氧化鋁納米粒子改性變壓器油。