一種氮化鋁納米粒子改性變壓器油的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力工業(yè)變壓器油制作技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氮化鋁納米粒子改性變壓器油的制備方。
【背景技術(shù)】
[0002]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)絹碓叫枰环N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程中，氮化鋁(AlN)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AlN本身具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，AlN納米粒子的加入必然導(dǎo)致改性變壓器油導(dǎo)熱性嫩的提升。綜上，使用AlN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?，同時(shí)由于附加的熱對(duì)流過程，改性后的變壓器油將具有更好的散熱性能，可見氮化鋁納米粒子改性變壓器油技術(shù)具有光明的前景。但目前未見用氮化鋁納米粒子改性變壓器油的具體制備方法的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為對(duì)變壓器油的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，提出一種AlN納米粒子改性變壓器油的制備方法，本制備方法使制得的AlN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，具有良好的長期穩(wěn)定性，更保證了其在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性。
[0004]本發(fā)明提出的一種AlN納米粒子改性變壓器油的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟:
[0005](1-1)將設(shè)定量的(根據(jù)需要生產(chǎn)多少變壓器油決定采用多少AIN) AlN納米粒子置于管式爐以10°C /min的速率從室溫升溫至600°C，并在600°C條件下保持2_4小時(shí)；
[0006](1-2)將步驟(1-1)得到的AlN納米顆粒溶解于無水乙醇中，AlN納米顆粒與無水乙醇的質(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 ；
[0007](1-3)向?qū)⒉襟E(1-2)得到的溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑(KH550)溶液，AlN與KH550的質(zhì)量比是1: (0.35?0.55) (KH550的具體質(zhì)量要依據(jù)AlN的質(zhì)量確定)，再次進(jìn)行超聲振蕩，時(shí)間是20-30min，功率是800-1200W ；
[0008](1-4)將步驟(1-3)的溶液進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間12-48小時(shí)，轉(zhuǎn)速200-300r/min。
[0009](1-5)將球磨好的溶液取出進(jìn)行加熱30-60min，溫度70_80°C ；
[0010](1-6)將加熱好的溶液進(jìn)行真空干燥36-48h，溫度60_80°C，得到初步改性好的AlN納米顆粒；
[0011](2) AlN納米粒子的第二步改性
[0012](2-1)將初步改性好的AlN納米顆粒與油酸混合后進(jìn)行球磨，AlN的摩爾體積濃度在 0.23mol/L ?0.9mol/L 之間，球磨時(shí)間 12_24h，轉(zhuǎn)速 200-300r/min ；
[0013](2-2)將球磨好的混合溶液在氮?dú)獗Ｗo(hù)的氛圍下加熱24-40h，溫度85_90°C ;
[0014](2-3)自然冷卻至室溫得到改性好的溶解于油酸中AlN納米顆粒；
[0015](3)將步驟(2-3)的溶解于油酸中的AlN加入變壓器油中，加入的體積比為:溶解AlN的油酸:變壓器油=1: (9?18);
[0016](4)將步驟(3)的AlN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°C下真空干燥24?48h，除去AlN納米改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品AlN納米改性變壓器油。
[0017]本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果:本發(fā)明采用納米粒子添加技術(shù)對(duì)目前常用的變壓器油進(jìn)行改性處理，制備出了能夠保持長期穩(wěn)定的納米改性變壓器油，同時(shí)使制備得到的改性變壓器油具有非常優(yōu)秀的導(dǎo)熱與散熱性能，在同樣的運(yùn)行功率下使變壓器具有較低的溫度，在過負(fù)荷運(yùn)行過程中仍能保持在安全溫度以下(現(xiàn)有變壓器油在過負(fù)荷運(yùn)行條件下溫度急劇升高超過安全線，進(jìn)而引發(fā)變壓器安全穩(wěn)定問題)，從而可以滿足變壓器在夏季或冬季大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行要求，同時(shí)，改性變壓器油具有優(yōu)良的雷電沖擊特性，局部放電特性等電氣性能，這些都使得變壓器運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性得到了極大的提升，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例一:
[0019](I)AlN納米粒子的第一步改性
[0020](1-1)將1g AlN納米粒子置于管式爐以10°C /min的速率從室溫升溫至600°C，并在600 °C條件下保持2小時(shí)；
[0021](1-2)將1g的AlN納米顆粒溶解于600ml無水乙醇中，兩者的質(zhì)量比是1:48，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5min，功率是800W ;
[0022](1-3)向溶液中加入一定質(zhì)量的KH550溶液，AlN與KH550的質(zhì)量比是1:0.35，再次進(jìn)彳丁超聲振蕩，時(shí)間是20min，功率是800W ；
[0023](1-4)將步驟(1-3)的溶液進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間12小時(shí)，轉(zhuǎn)速200r/min。
[0024](1-5)將球磨好的溶液取出進(jìn)行加熱30min，溫度70°C ；
[0025](1-6)將加熱好的溶液進(jìn)行真空干燥36h，溫度60°C，得到初步改性好的AlN納米顆粒；
[0026](2) AlN納米粒子的第二步改性
[0027](2-1)將初步改性好的AlN納米顆粒與油酸混合后進(jìn)行球磨，AlN的摩爾體積濃度在0.23mol/L之間，球磨時(shí)間12h，轉(zhuǎn)速200r/min ；
[0028](2-2)將球磨好的混合溶液在氮?dú)獗Ｗo(hù)的氛圍下加熱24h，溫度85°C ;
[0029](2-3)自然冷卻至室溫得到改性好的溶解于油酸中AlN納米顆粒；
[0030](3)將步驟(2-3)的溶解于油酸中的AlN加入變壓器油中，加入的體積比為:溶解AlN的油酸:變壓器油=1:9 ；
[0031](4)將步驟(3)的AlN納米改性變壓器油放入真空干燥箱中，在10帕斯卡壓力、40°C下真空干燥24h，除去AlN納米改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品AlN納米改性變壓器油。
[0032]實(shí)施例二:
[0033](I)AlN納