本發明涉及絕緣油添加劑,具體地,涉及一種用于混合絕緣油的添加劑及其應用。
背景技術:
1、電力變壓器是一種用于電能轉換的電氣設備,在電力系統具有重要的核心作用。絕緣油是用于絕緣和冷卻變壓器的液體介質,直接影響變壓器的運行性能和使用壽命。為了保證變壓器的安全運行,通常需要通過加入添加劑、調整油分配比等方式提高絕緣油的閃點。
2、目前的變壓器中主要采用的絕緣油為礦物油,其在老化后難以降解,對環境具有較大的影響。隨著社會的發展,人們對絕緣油的環保性提出了更高的要求,因此近年來,來源可再生且具有更高降解性的合成或天然酯類絕緣油在變壓器中的應用量日益增加,不僅可以直接在新投運的變壓器中完全注入酯類絕緣油,而且現有的礦物油變壓器也可使用酯類絕緣油對變壓器中的礦物油進行更換。但在使用酯類絕緣油對老舊礦物油變壓器進行注換時,通常會存在兩種絕緣油混合的情況。研究表明,使用合成酯絕緣油注換礦物油變壓器后,變壓器中一般仍會含有1~5?wt%的礦物油。
3、目前提高絕緣油閃點的技術幾乎只局限于單一種類絕緣油,導致添加劑對于混有小比例礦物油的酯類絕緣油的性能影響規律不明。
技術實現思路
1、為了解決現有技術的不足,本發明提供了一種用于混合絕緣油的添加劑及其應用。
2、本發明上述目的通過如下技術方案實現:
3、一種用于混合絕緣油的添加劑,包括如下質量份的組分:
4、組分a?1-2份、組分b?1份;
5、所述組分a包括聚甲基丙烯酸酯,所述組分b包括聚異丁烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物中的至少一種。
6、本申請所提供的添加劑中,聚甲基丙烯酸酯的分子鏈中同時含有極性的酯基基團和非極性的長烷基側鏈,極性的酯基基團能與合成酯或天然酯絕緣油分子中的酯基形成較強的偶極-偶極相互作用及氫鍵締合,使聚甲基丙烯酸酯在含有酯類油的混合絕緣油基體中具有極佳的相容性和增稠網絡效應;同時,其非極性烷基側鏈又能與混合絕緣油中殘留的礦物油(烴類)分子很好地相容。這種“雙親”結構使得聚甲基丙烯酸酯能夠成為連接酯類油與礦物油相的橋梁,有效抑制混合體系中低分子量揮發分的逸出,進而提升混合礦物油的閃點。然而,單獨使用聚甲基丙烯酸酯,雖然具有良好的相容作用,但其高溫穩定性有限。為此,本申請的發明人經過試驗發現,將聚甲基丙烯酸酯與聚異丁烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物中的至少一種復配使用,能夠進一步提高絕緣油的閃點。其中,聚異丁烯具有優異的化學惰性和封閉性,其致密的長鏈結構可以填充在由聚甲基丙烯酸酯形成的高分子網絡空隙中,進一步阻隔小分子烴類氣體的揮發路徑;苯乙烯-丙烯腈共聚物中含有剛性的苯環結構(苯乙烯段)和強極性的氰基(丙烯腈段),苯環提供了熱穩定性與剛性支撐,氰基則增強了與聚甲基丙烯酸酯中酯基的相互作用力。因此,只有以聚甲基丙烯酸酯為基體,構建出與混合絕緣油相容的主網絡,再引入聚異丁烯進行“填隙”或苯乙烯-丙烯腈共聚物進行“加固”,在微觀結構上形成互穿網絡或緊密締合體系,才能最大程度地提升混合絕緣油的閃點。而若不加入聚甲基丙烯酸酯,聚異丁烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物均難以在混合絕緣油中獨立形成均勻穩定的抑制揮發網絡。
7、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述聚甲基丙烯酸酯包括聚甲基丙烯酸甲酯。
8、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述聚甲基丙烯酸酯的重均分子量為20000-100000?g/mol。
9、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述聚甲基丙烯酸酯在190℃、2.16kg條件下的熔融指數為5-15?g/10?min。
10、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述聚異丁烯的重均分子量為1000-2500?g/mol。
11、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述聚異丁烯在200℃、2.16kg條件下的熔融指數為10-30?g/10?min。
12、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述苯乙烯-丙烯腈共聚物由70-80?wt%的苯乙烯和20-30?wt%的丙烯腈共聚制備得到。
13、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量為150000-200000?g/mol。
14、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃、10kg條件下的熔融指數為1-10?g/10?min。
15、作為本發明所述用于混合絕緣油的添加劑的優選方式,所述組分b中包括質量比為(2.5-5):(0-2.5)的聚異丁烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物。
16、本發明還保護上述用于混合絕緣油的添加劑在混合絕緣油中的應用,所述混合絕緣油包括礦物油和酯類絕緣油。
17、作為本發明所述應用的優選方式,所述礦物油包括25號變壓器油(符合gb2536-90),所述酯類絕緣油包括合成酯類絕緣油、天然酯類絕緣油中的至少一種。
18、作為本發明所述應用的優選方式,所述合成酯類絕緣油包括季戊四醇酯類絕緣油。
19、作為本發明所述應用的優選方式,所述天然酯類絕緣油包括甘油三酸酯類絕緣油。
20、作為本發明所述應用的優選方式,所述混合絕緣油中包括質量比為(1-5):(95-99)的礦物油和酯類絕緣油。
21、作為本發明所述應用的優選方式,所述用于混合絕緣油的添加劑,與混合絕緣油的質量比為(0.1-1):100。
22、和現有技術相比,本發明具有如下有益效果:
23、本發明所提供的用于混合絕緣油的添加劑,能夠在不影響絕緣油發揮絕緣功能的同時,提高絕緣油的閃點,加入添加劑后所得混合絕緣油的酸值≤0.04mg?koh/g,介質損耗≤0.004%,同時閃點提升至251℃以上。
1.一種用于混合絕緣油的添加劑,其特征在于,包括如下質量份的組分:
2.如權利要求1所述用于混合絕緣油的添加劑,其特征在于,包括如下(1)-(2)中的至少一項:
3.如權利要求1或2所述用于混合絕緣油的添加劑,其特征在于,包括如下(1)-(2)中的至少一項:
4.如權利要求1所述用于混合絕緣油的添加劑,其特征在于,包括如下(1)-(2)中的至少一項:
5.如權利要求1或2所述用于混合絕緣油的添加劑,其特征在于,包括如下(1)-(2)中的至少一項:
6.如權利要求1所述用于混合絕緣油的添加劑,其特征在于,所述組分b中包括質量比為(2.5-5):(0-2.5)的聚異丁烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物。
7.權利要求1-6任一項所述用于混合絕緣油的添加劑在混合絕緣油中的應用,其特征在于,所述混合絕緣油包括礦物油和酯類絕緣油。
8.如權利要求7所述應用,其特征在于,所述礦物油包括25號變壓器油,所述酯類絕緣油包括合成酯類絕緣油、天然酯類絕緣油中的至少一種。
9.如權利要求8所述應用,其特征在于,所述混合絕緣油中包括質量比為(1-5):(95-99)的礦物油和酯類絕緣油。
10.如權利要求7所述應用,其特征在于,所述用于混合絕緣油的添加劑,與混合絕緣油的質量比為(0.1-1):100。