采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法，具体步骤为：S1：对天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶进行真空干燥脱水预处理；S2：采用沉淀法将天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶以及聚倍半硅氧烷按比例混合后进行加热搅拌，静置反应生成沉淀后，再过滤得到混合物沉淀，进行超声分散并经脱水、脱气处理后，获得聚倍半硅氧烷改性天然酯绝缘油。该方法通过对聚倍半硅氧烷进行改性，改变聚倍半硅氧烷含量和支链长度从而改善天然酯绝缘油击穿电压。绝缘油击穿电压。绝缘油击穿电压。

【技术实现步骤摘要】
采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法


[0001]本专利技术涉及天然酯绝缘油改性
，涉及一种采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法。

技术介绍

[0002]绝缘油作为电绝缘体和冷却剂，是电力变压器中使用最广泛的液体绝缘介质。矿物绝缘油因电气绝缘性能优良、粘度低和便于散热等特点而被大量使用于传统油浸式变压器中。然而矿物绝缘油存在燃点较低、生物降解性能差和不可再生等问题。这些问题会威胁公共安全及电力系统的稳定运行，造成环境污染和破坏。矿物绝缘油的大量使用还会加剧石油资源的枯竭和紧缺。因此，为解决日益重要的安全环保问题和满足绿色可持续发展的要求，对具有环保、可生物降解、阻燃防火性能高等优点的可再生植物绝缘油开发受到人们广泛关注，该类型新产品有望成为矿物绝缘油的最佳绿色替代品。
[0003]然而，植物绝缘油运动粘度高、氧化稳定性差、凝点高和介电损耗大等缺点，限制了它在电力变压器领域的应用和推广。因此，为了有效的克服植物绝缘油的缺点，满足市场对高性能植物绝缘的的需求，研究者们尝试采用化学改性、纳米改性、设备结构改进等多种方式提高植物绝缘油工作性能，目前已有相关研究成果。公开号为CN107123493A的中国专利技术专利公开了一种绝缘和导热性能好的SiO2纳米粒子改性植物绝缘油及制备方法。它用六甲基二硅氮烷修饰的纳米SiO2粒子改性植物绝缘油，添加了修饰后的SiO2纳米颗粒，相比普通的植物绝缘油具有更好的绝缘性、导热性。公开号为CN113913233A的中国专利技术专利公开了一种八苯胺丙基聚倍半硅氧烷改性植物绝缘油的方法。它能够大幅度提升植物绝缘油起始氧化温度，稳定性能大大增强，其次，对绝缘油的击穿电压、介质损耗因数、绝缘性能和导热性能也都有增强的作用。
[0004]中国专利文献(CN107123493A)公开了一种八苯胺丙基聚倍半硅氧烷改性植物绝缘油的方法，其中涉及了八苯胺丙基聚倍半硅氧烷纳米粒子的制备及其改性植物绝缘油。首先采用合适的工艺制备了八苯胺丙基聚倍半硅氧烷纳米粒子，将其加入到干燥、脱水、脱气处理后的植物绝缘油中并进行超声分散，通过抽滤和真空干燥过程去除杂质和水分，获得聚倍半硅氧烷改性植物绝缘油，以增强植物绝缘油起始氧化温度和长期稳定性能。但该方法对击穿电压的提升不高。
[0005]中国专利文献(CN106479630A)公开了一种含环氧大豆油的耐低温高绝缘性纳米改性变压器绝缘油，通过硅烷偶联剂KH
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570对纳米粒子进行表面硅烷化，然后接枝甲基丙烯酸甲酯，能有效降低纳米粒子的相互聚集作用，提高纳米粒子在变压器油中的分散性和稳定性，同时改善纳米粒子的绝缘性能。再通过环氧大豆油等原料的复配增效，有效改善变压器油的低温流动性，与其余原料复合后制得的变压器绝缘油兼具有优良的稳定性和绝缘性能，可以长期贮存并保持良好的性能，同时具有良好的耐低温性能。但该方法对击穿电压的提升不高。
[0006]虽然通常变压器油中的纳米粒子积聚是降低绝缘油击穿电压，威胁电力变压器安
全运行不可忽视的因素。因此，本专利技术提出一种通过调节笼形聚倍半硅氧烷的含量和支链长度，提升植物绝缘油的击穿电压的方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法，以该方法不仅能保证聚倍半硅氧烷与基团结合的稳定性，还能有效提高聚倍半硅氧烷在天然酯绝缘油的分散稳定性，使聚倍半硅氧烷能长期稳定分散在天然酯绝缘油中，从而提升天然酯绝缘油的击穿电压。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：该采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法，具体步骤为：
[0009]S1：对天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶进行真空干燥脱水预处理；
[0010]S2：采用沉淀法将天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶以及聚倍半硅氧烷按比例混合后进行加热搅拌，静置反应生成沉淀后，再过滤得到混合物沉淀，进行超声分散并经脱水、脱气处理后，获得聚倍半硅氧烷改性天然酯绝缘油。
[0011]采用上述技术方案，采用沉淀法对聚倍半硅氧烷进行改性，改变聚倍半硅氧烷含量和支链长度从而改善天然酯绝缘油击穿电压；首先，聚倍半硅氧烷虽然属于分子纳米，但所使用的聚倍半硅氧烷为液态，其本身分散稳定性要优于固体纳米材料；其次，聚倍半硅氧烷具有特殊结构及多反应活性基团，因此该方法不仅能保证聚倍半硅氧烷与基团结合的稳定性，还能有效提高聚倍半硅氧烷在天然酯绝缘油的分散稳定性，使聚倍半硅氧烷能长期稳定分散在天然酯绝缘油中，从而提升天然酯绝缘油的击穿电压。
[0012]优选地，所述步骤S1的具体步骤为：
[0013]S11：将天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶分别放置于真空干燥箱中恒温恒压处理36～48h，干燥温度为70～90℃，真空度为
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0.05～
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0.13Mpa；
[0014]S12：关闭真空干燥箱的加热开关，将天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶真空冷却至室温后再取出密封保存。为了减少试验过程中水分对天然酯绝缘油的影响，在试验开展前对天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶进行真空干燥脱水预处理。
[0015]优选地，所述步骤S2的具体步骤为：
[0016]S21：取预处理后的天然酯绝缘油于烧杯中，加入聚倍半硅氧烷进行加热搅拌，获得油与聚倍半硅氧烷的混合物；
[0017]S22：再将二氧化硅凝胶加入到油与聚倍半硅氧烷的混合物，持续搅拌2～3h，然后静置30～90min，待生成沉淀后，重复过滤2～3次，过滤杂质，得到混合物沉淀；
[0018]S23：将所得的混合物沉淀在50～70℃超声振荡20～30min，保证改性聚倍半硅氧烷纳米粒子在绝缘油中充分分散；
[0019]S24：将分散均匀的聚倍半硅氧烷纳米粒子改性天然酯绝缘油经脱水、脱气处理，干燥温度为60～90℃，真空度为0.05～0.13MPa，干燥时间为24～36h，获得聚倍半硅氧烷改性天然酯绝缘油。
[0020]优选地，所述步骤S21中所述聚倍半硅氧烷与所述天然酯绝缘油的比例为1:8～10。
[0021]优选地，所述步骤S22中所述油与聚倍半硅氧烷的混合物与所述二氧化硅凝胶的
质量比为1:15
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1:20。
[0022]优选地，所述步骤S21中加热搅拌的温度为60～80℃，持续搅拌9～11h。
[0023]优选地，所述步骤S21中所述聚倍半硅氧烷为八辛基笼状聚倍半硅氧烷或八十二烷基笼状聚倍半硅氧烷。八辛基笼状聚倍半硅氧烷和八十二烷基笼状聚倍半硅氧烷两种不同碳链长度的聚倍半硅氧烷，其中，八辛基笼状聚倍半硅氧烷的结构为：
[0024][0025]八十二烷基笼状聚倍半硅氧烷的结构为：
[0026][0027]优选地，所述步骤S21中取200mL天然酯绝缘油于烧杯中。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：采用沉淀法对聚倍半硅氧烷进行改性，改变聚倍半硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法，其特征在于，具体步骤为：S1：对天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶进行真空干燥脱水预处理；S2：采用沉淀法将天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶以及聚倍半硅氧烷按比例混合后进行加热搅拌，静置反应生成沉淀后，再过滤得到混合物沉淀，进行超声分散并经脱水、脱气处理后，获得聚倍半硅氧烷改性天然酯绝缘油。2.根据权利要求1所述的采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：S11：将天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶分别放置于真空干燥箱中恒温恒压处理36～48h，干燥温度为70～90℃，真空度为
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0.05～
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0.13Mpa；S12：关闭真空干燥箱的加热开关，将天然酯绝缘油和二氧化硅凝胶真空冷却至室温后再取出密封保存。3.根据权利要求2所述的采用油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油击穿电压的方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：S21：取预处理后的天然酯绝缘油于烧杯中，加入聚倍半硅氧烷进行加热搅拌，获得油与聚倍半硅氧烷的混合物；S22：再将二氧化硅凝胶加入到油与聚倍半硅氧烷的混合物，持续搅拌2～3h，然后静置30～90min，待生成沉淀后，重复过滤2～3次，过滤杂质，得到混合物沉淀；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正勇，王飞鹏，李剑，陈伟根，王有元，王强，潘建宇，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：