[發明專利]一種改性天然酯絕緣油及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310237042.6
• 申請日: 2023-03-13
• 公開（公告）號: CN116333801A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 潘碧宸;陳寶輝;吳傳平;劉毓;周天念
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司防災減災中心;國家電網有限公司
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10M101/00;C11C3/04;C11C3/00;C10N40/16
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜

本發明涉及絕緣油領域，公開了一種制備改性天然酯絕緣油的方法，該方法包括：(1)在酸催化劑I存在下，將環氧化植物油酸酯與酸酐進行第一接觸反應，得到物料I；(2)在催化劑II存在下，將二醇和所述物料I進行第二接觸反應，得到物料II；(3)將抗氧化劑、鈍化劑、降凝劑與所述物料II進行第三接觸反應，得到所述改性天然酯絕緣油。本發明提供的改性天然酯絕緣油能夠同時兼顧高閃點、低傾點、高擊穿電壓和低粘度，能廣泛應用于高防火性能要求的場所。

技術領域

本發明涉及絕緣油領域，具體涉及一種改性天然酯絕緣油及其制備方法和應用。

背景技術

變壓器廣泛應用于人口密集的區域，因而變壓器的防火特性具有重要意義。絕緣油是目前應用最廣泛的液體絕緣介質，通過浸漬和填充消除設備中的氣隙，防止發生擊穿，同時通過對流改善設備的散熱性能。

傳統的礦物油絕緣油粘度低，具有良好的電氣絕緣和冷卻性能，但其來源為不可再生的石化資源，且生物降解性能差；同時其閃點約為150℃左右，不能滿足高防火性能的高壓電設備的設計要求；天然酯類絕緣油閃點高達300℃，有較好的耐火安全性能，電氣絕緣性能優良，來源廣泛，生物降解性好，對環境和人體影響小，適用于對環保要求較高的場合，但存在粘度較大，且抗氧化性能較差等缺點。

現有的關于化學改性天然酯的研究包括對植物油進行酯交換、異構化、氫化等手段，并通過加入添加劑制備得到電力用天然酯絕緣油。

CN101538500A公開了一種以植物油為原料的絕緣油制備方法，通過對植物油進行堿中和、減壓蒸餾、氫化、深精煉等步驟，加入添加劑得到電力用天然酯絕緣油。植物油分子中雙鍵“氫化”可提高絕緣油的抗氧化性能，但是絕緣油的飽和程度會導致其傾點提高，從而限制其在低溫地區應用。

CN102682869A公開了一種植物絕緣油的制備方法，通過對植物油進行酯交換、減壓蒸餾、脫色、降酸、過濾和深度脫水等工藝，加入添加劑制得電力用天然酯絕緣油。該方法中選用的“酯交換”為改性工藝，雖然可降低運動黏度，但其閃點也降低，無法滿足天然酯絕緣油行業標準DL/T1811的技術要求。

CN111892981A公開了一種采用過氧酸氧化植物油，并與有機酸進行開環反應得到異構酯的方法，除雜后再加入抗氧化劑和降凝劑制得植物油基合成酯絕緣油。該方法選用植物油直接作為原料，進行異構化反應，所得樣品閃點高于200℃，未達到高燃點耐火型變壓器油標準，同時文中未對油樣品的粘度進行考察，不能保證油的良好散熱能力。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的絕緣油存在的無法兼顧高閃點、低傾點、高擊穿電壓和低粘度而導致應用受限的問題。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種一種制備改性天然酯絕緣油的方法，該方法包括：

(1)在酸催化劑I存在下，將環氧化植物油酸酯與酸酐進行第一接觸反應，得到物料I；

(2)在催化劑II存在下，將二醇和所述物料I進行第二接觸反應，得到物料II；

(3)將抗氧化劑、鈍化劑、降凝劑與所述物料II進行第三接觸反應，得到所述改性天然酯絕緣油；

其中，所述環氧化植物油酸酯、所述酸酐和所述二醇的用量摩爾比為1：1-6：0.3-0.8；

所述酸酐選自異丁酸酐、異戊酸酐、己酸酐、苯甲酸酐中的至少一種；

所述二醇選自乙二醇、1,3-丙二醇和異戊二醇中的至少一種。

本發明的第二方面提供由第一方面所述的方法制備得到的改性天然酯絕緣油。

本發明的第三方面提供由第二方面所述的改性天然酯絕緣油在電設備中的應用。

本發明相較于現有技術至少具有以下有益效果：