[发明专利]含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘油技术领域，具体涉及一种使用富勒烯纳米粒子作为改性剂改性植物绝缘油的配方及制备方法。

背景技术

绝缘油是重要的液体绝缘介质，在变压器等电器设备中大量使用。植物绝缘油是一种可再生、高自然降解率、高燃点的绿色环保型液体绝缘介质。但是植物绝缘油中存在大量的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，氧化安定性与矿物绝缘油相比较差。这使得植物绝缘油在储存和使用过程中容易受到外界条件，如光照、温度、水分、氧气和金属杂质等因素的影响从而发生酸化变质。植物绝缘油的劣化将产生较矿物绝缘油更多的酸性物质，这将对变压器构造中浸渍于植物绝缘油的支撑与绝缘材料产生不利影响。同时植物绝缘油介质损耗因数较高、体积电阻率较低，与矿物绝缘油相比介电性能相对较弱。

中国发明专利(授权号为CN 101901637 B)公开了一种植物绝缘油和改性纳米粉体的复合物及其应用和制备方法，所述复合物包括植物绝缘油和纳米粉体，所述复合物用于制备绝缘油，所述制备方法包括如下步骤：对纳米粉体进行表面处理；将经过除水、除气的植物绝缘油和经过表面处理的纳米粉体混合；将混合的绝缘油进行超声振荡；将振荡处理后的混合物加入行星球磨机中，采用湿磨法进行处理。该发明在植物绝缘油中加入纳米粉体，如四氧化三铁、氮化铝、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化锌、氧化镁等，可形成纳米液体电介质，它不但可以提高绝缘油的介电性能，而且可以增强变压器绕组线圈的散热作用；而且纳米粒子比绝缘油中的杂质粒子小得多，能够和液体介质形成稳定的溶胶体系，在外电场的作用下，不会形成击穿小桥，从而提高绝缘油的介电强度。但是该植物绝缘油和改性纳米粉体的复合物与矿物绝缘油相比，其介电性能仍然相对较弱。

因此，进一步提高植物绝缘油的热稳定性和体积电阻率，降低其介质损耗因数具有重要的研究意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可提高植物绝缘油的介电性能并且提高植物绝缘油的抗酸化能力含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物的组分包括植物绝缘油和改性富勒烯纳米粒子；所述改性富勒烯纳米粒子在所述植物绝缘油中的浓度为50mg/L～150mg/L。

采用上述技术方案，通过改性富勒烯纳米粒子与植物绝缘油形成复合物，该含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物长期稳定无沉淀生成，且获得的含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物的介电性能、电气击穿性能都能获得提高。同时由于富勒烯纳米粒子所具有的自由基吸附性能，含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物的抗酸化能力能够获得提高。本发明通过改性富勒烯纳米粒子制备的含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物具有良好的理化和介电性能。

本发明的进一步改进在于，该含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物的组分还包括添加剂组成。使用添加剂可以提高反应速率，缩短制备时间，从而降低成本。

作为本发明的优选方案，富勒烯纳米粒子的直径为5nm～100nm。

作为本发明的优选方案，所述富勒烯纳米粒子为C60。C60是一种典型的富勒烯材料，具有很好的导电性和磁性，可以与很多物质材料发生化学反应，本发明利用其改性植物绝缘油，使改性植物绝缘油即含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物的介电性能、电气击穿性能以及抗酸性能都能获得提高。

作为本发明的优选方案，所述添加剂为抗氧化剂或金属钝化剂。使用添加剂可以提高反应速率，缩短制备时间，从而降低成本。

本发明的含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物在制备绝缘油中应用。

本发明还要解决的技术问题是，提供一种可提高植物绝缘油的介电性能并且提高植物绝缘油的抗酸化能力含改性富勒烯纳米粒子和植物绝缘油的复合物的中使用的改性富勒烯纳米粒子的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该制备改性富勒烯纳米粒子的方法，具体步骤如下：

(A)将富勒烯纳米粒子与无水乙醇混合；

(B)加入油酸表面活性剂，油酸表面活性剂的质量为富勒烯纳米粒子的质量的10％～50％，制得混合液；

(C)将步骤(B)所得的混合液在40℃～70℃下进行超声分散和机械搅拌，制得改性富勒烯纳米粒子；

(D)采用无水乙醇清洗步骤(C)中制得的改性富勒烯纳米粒子，然后在真空干燥箱中干燥；

(E)将干燥后的改性富勒烯纳米粒子研磨成粉状，待用。