[发明专利]一种石墨烯改性的植物绝缘油及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性的植物绝缘油及其制备方法，所述植物绝缘油包括精炼植物油、石墨烯和复合抗氧化剂；其中，所述石墨烯在所述植物油中的质量浓度为80mg/L～100mg/L，所述复合抗氧化剂在所述植物油中的质量浓度为5mg/L～30mg/L，且所述植物油是菜籽油经过碱练、脱色、减压蒸馏处理，燃点高于350℃。本发明通过使用精炼菜籽油，并采用石墨烯和复合抗氧化剂改善精炼菜籽油性能，使得绝缘油具有抗氧化安定性能好、阻燃防火性能高的特点，而且还具有良好的绝缘、导热性能、优良的使用性能，使用寿命长，安全系数高，可满足大容量、超高电压等级的绝缘冷却介质的需求。

技术领域

本发明涉及变压器绝缘油技术领域，更具体地，涉及一种石墨烯改性的植物绝缘油及其制备方法。

背景技术

绝缘油作为一种重要的液体绝缘介质，在变压器、断路器、电流和电压互感器、套管等油浸绝缘高电压设备中大量使用。矿物绝缘油由于其电气绝缘和冷却性能，以及低廉的成本，在油浸绝缘高电压设备中已有八十多年的应用历史。但是，矿物绝缘油燃点低、生物降解性能差，不能满足高防火性能的环保型高电压设备的设计和制造要求。因此，开发满足高防火性能和环保要求的绝缘液体已经成为新的研究课题。

植物绝缘油是一种可再生、高自然降解率、高燃点的绿色液体绝缘介质，使得植物绝缘油有望成为矿物绝缘油的最佳绿色替代品。但是，由于植物绝缘油相比矿物绝缘油存在凝点高、抗氧化性能差、介质损耗因数较高、体积电阻率较低、黏度大、雷电冲击击穿电压较低等问题，其推广应用受到限制。因此，为了满足市场对高性能植物绝缘的的需求，全面改善植物绝缘油的长期氧化安定性、绝缘和散热等性能，仍需进一步探索和改进。

发明内容

基于此，针对上述植物绝缘油氧化安定性、绝缘和散热等性能的技术问题，提供一种石墨烯改性的植物绝缘油。

一种石墨烯改性的植物绝缘油，包括精炼植物油、石墨烯和复合抗氧化剂；其中，所述石墨烯在所述植物油中的质量浓度为80mg/L～100mg/L，所述复合抗氧化剂在所述植物油中的质量浓度为5mg/L～30mg/L，且所述植物油是菜籽油经过碱炼、脱色、减压蒸馏处理，燃点高于350℃。

在一些实施方式中，所述石墨烯的粒径为10nm～300nm。

在一些实施方式中，所述石墨烯经过表面活性剂改性。

在一些实施方式中，所述表面活性剂为异硬脂酸单甘油酯。

在一些实施方式中，所述复合抗氧化剂的组成成分包括叔丁基对苯二酚、3,4,5-三羟基苯甲酸、维生素E和生育酚，以重量百分比计：

50％≤叔丁基对苯二酚≤70％，

20％≤3,4,5-三羟基苯甲酸≤40％，

5％≤维生素E≤10％，

1％≤生育酚≤5％。

在一些实施方式中，所述植物油的酸值不大于0.003KOHg^-1。

本发明还提供了一种所述的植物绝缘油的制备方法，包括如下步骤：

S1、向经过干燥处理的精炼植物油中加入石墨烯，超声分散，得到石墨烯改性的植物油；

S2、将叔丁基对苯二酚、3,4,5-三羟基苯甲酸、维生素E和生育酚按各组分的添加量分别用储备植物油溶解，再搅拌混匀，得到复合抗氧化剂；

S3、向石墨烯改性的植物油中加入复合抗氧化剂，搅拌均匀，得到石墨烯改性的植物绝缘油。

在一些实施方式中，所述干燥为真空干燥，干燥温度为80℃～90℃，干燥时间为72～80h。

在一些实施方式中，所述超声分散的时间为20～30min。