本發(fā)明涉及一種低傾點電氣絕緣油及其用途。
背景技術(shù)：
電氣絕緣油是一種用于變壓器、互感器等電氣設(shè)備中，既作為電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)，又作為傳導電氣設(shè)備熱能的導熱介質(zhì)，主要起到絕緣和冷卻作用。
在中國部分地區(qū)，冬季最低氣溫可以達到-40℃以下，中國現(xiàn)有氣象資料中的極端最低氣溫記錄為-52.3℃。在這樣的極寒氣溫條件下，對于室外的部分變壓器需要使用適應極寒天氣的低溫電氣絕緣油。一般在低于-40℃環(huán)境下使用的電氣絕緣油的傾點要求在-60℃以下，現(xiàn)有技術(shù)中電氣絕緣油基礎(chǔ)油的傾點均較高(按照GB/T 3535石油產(chǎn)品傾點測定法測試傾點在-60℃以上)，例如文獻CN104987914A公開了一種低傾點混合絕緣油及其制備方法，該低傾點混合絕緣油各組分及質(zhì)量百分比為：植物油79～89.5％，礦物絕緣油10～20％，抗氧化劑0.5～1％，無法滿足在-40℃以下極寒氣溫條件下使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中礦物電氣絕緣油的傾點較高(按照GB/T 3535石油產(chǎn)品傾點測定法測試傾點在-60℃以上)，無法在-40℃以下極寒氣溫條件下使用，提供一種新的低傾點電氣絕緣油。該組合物具有優(yōu)異的低溫性能(按照GB/T 3535石油產(chǎn)品傾點測定法測試傾點小于等于-60℃)，并具有優(yōu)良的氧化安定性和防硫腐蝕性。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應的低傾點電氣絕緣油的用途。
為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種低傾點電氣絕緣油，以重量份數(shù)計包含以下組份：
a)100份低傾點合成基礎(chǔ)油；
b)0.08～0.4份抗氧劑；
c)0～0.05份金屬減活劑；
所述低傾點合成基礎(chǔ)油為基礎(chǔ)油1和基礎(chǔ)油2的混合物；所述混合物中，基礎(chǔ)油1和基礎(chǔ)油2的重量比為1∶(0.1～9)；
其中，基礎(chǔ)油1的特征在于：d1)100℃時的運動黏度為1.7～2.0毫米2/秒；d2)傾點小于等于-60℃；d3)閃點大于等于150℃；
基礎(chǔ)油2的特征在于：e1)100℃時的運動黏度為3.9～4.5毫米2/秒；e2)傾點小于等于-60℃；e3)閃點大于等于200℃。
上述技術(shù)方案中，抗氧劑的用量為0.1～0.4份，金屬減活劑的用量為0.001～0.03份。
上述技術(shù)方案中，所述低傾點合成基礎(chǔ)油的傾點小于等于-60℃。
上述技術(shù)方案中，所述抗氧劑選自2，6-二叔丁基對甲酚、2，6-二叔丁基酚、二烷基硫代磷酸酯衍生物、二硫代磷酸酯或二芐基二硫化物中的至少一種。優(yōu)選方式之一為，所述抗氧劑選自2，6-二叔丁基對甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種。優(yōu)選方式之二為，所述抗氧劑選自2，6-二叔丁基對甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種與選自二烷基硫代磷酸酯衍生物、二硫代磷酸酯或二芐基二硫化物中的至少一種的混合物；混合物中，選自2，6-二叔丁基對甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種與選自二烷基硫代磷酸酯衍生物、二硫代磷酸酯或二芐基二硫化物中的至少一種的重量比為1∶(0.05～0.5)。
上述技術(shù)方案中，所述金屬減活劑選自N，N-二丁基氨基亞甲基-烷基苯三唑、N，N-二烷基氨基亞甲基三唑、N，N-二烷基氨基亞甲基-烷基苯三唑、苯三唑、甲基苯三唑、或者苯三唑和醛、胺的縮合物中的至少一種。
上述技術(shù)方案中，所述組合物中還包括抗泡劑；以重量份數(shù)計，抗泡劑的用量為0～0.02份。
上述技術(shù)方案中，所述抗泡劑選自甲基硅油、乙基硅油或丙烯酸酯與醚共聚物中的至少一種。
本發(fā)明的低傾點電氣絕緣油的制備方法為：將基礎(chǔ)油1和基礎(chǔ)油2進行混合，然后將抗氧劑、金屬減活劑、抗泡劑在40～80℃溫度下加入基礎(chǔ)油混合物中，攪拌0.5～2小時，使其全部溶解即可得到本發(fā)明的組合物。
為解決上述技術(shù)問題之二，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：上述低傾點電氣絕緣油用于包括變壓器的電氣設(shè)備中。
上述技術(shù)方案中，所述低傾點電氣絕緣油的組份、重量份數(shù)以及優(yōu)選范圍與解決技術(shù)問題之一所采取的技術(shù)方案相同。
本發(fā)明采用以下各種試驗方法來對所述低傾點電氣絕緣油組合物的性能進行評定，其中有石油產(chǎn)品運動粘度測定法和動力粘度計算法(GB/T265或ASTM D445)，石油產(chǎn)品閃點和燃點的測定 克利夫蘭開口杯法(GB/T3536或ASTM D92)，石油產(chǎn)品傾點測定法(GB/T3535或ASTM D97)，電氣絕緣油中腐蝕性硫試驗法(ASTM D1275)，潤滑油氧化安定性的測定旋轉(zhuǎn)氧彈法(SH/T0193或ASTM D2112)，絕緣油氧化安定性試驗法(ASTM D2440)。
本發(fā)明對低傾點合成基礎(chǔ)油、抗氧劑、金屬減活劑進行了組合和篩選，其中低傾點合成基礎(chǔ)油為基礎(chǔ)油1和基礎(chǔ)油2的混合物，混合物中，基礎(chǔ)油1和基礎(chǔ)油2的重量比為1∶(0.1～9)；基礎(chǔ)油1具有如下特征：d1)100℃時的運動黏度為1.5～2.0毫米2/秒；d2)傾點小于等于-60℃；d3)閃點大于等于150℃?；A(chǔ)油2具有如下特征：e1)100℃時的運動黏度為3.9～4.5毫米2/秒；e2)傾點小于等于-60℃；e3)閃點大于等于200℃。抗氧劑的優(yōu)選方案之一為選自2，6-二叔丁基對甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種?？寡鮿┑膬?yōu)選方案之二為選自2，6-二叔丁基對甲酚或2，6-二叔丁基酚中的至少一種與選自二烷基硫代磷酸酯衍生物、二硫代磷酸酯或二芐基二硫化物中的至少一種的混合物。本發(fā)明充分利用了各組份的協(xié)同作用，使得組合物能夠具有較低的傾點，采用石油產(chǎn)品傾點測定法(GB/T 3535)測試油品的傾點小于等于-60℃；石油產(chǎn)品閃點和燃點的測定克利夫蘭開口杯法(GB/T3536或ASTM D92)測試油品的燃點大于等于200℃；優(yōu)良的氧化安定性，采用潤滑油氧化安定性的測定旋轉(zhuǎn)氧彈法(SH/T0193或ASTM D2112)測試的氧化安定性大于等于800min，采用絕緣油氧化安定性試驗法(ASTM D2440)測試72小時氧化試驗后油品油泥不大于0.15％，酸值不大于0.30mgKOH/g，，164小時氧化試驗后油品油泥不大于0.30％，酸值不大于0.60mgKOH/g；優(yōu)良的防硫腐蝕性，采用電氣絕緣油中腐蝕性硫試驗法(ASTM D1275)測試無腐蝕性，且腐蝕等級小于等于1級，取得了較好的技術(shù)效果。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
具體實施方式
【實施例1～6】
按照表1中的重量份數(shù)，分別稱取所需量的基礎(chǔ)油1和基礎(chǔ)油2進行混合，然后將抗氧劑、金屬減活劑、抗泡劑在50℃溫度下加入基礎(chǔ)油混合物中，攪拌至完全均勻得到所述低傾點電氣絕緣油組合物。組合物中各組份的種類及用量，具體見表1。
其中，T501為2，6-二叔丁基對甲酚；Ethanox 4701為2，6-二叔丁基酚；T322為二芐基二硫化物；Irgamet 39為N，N-二烷基氨基亞甲基-烷基苯三唑；Irgamet 30為N，N-二烷基氨基亞甲基三唑；T553為苯三唑和醛、胺的縮合物；T921為丙烯酸酯與醚共聚物。
對【實施例1～6】中的組合物中的基礎(chǔ)油的運動黏度、傾點、閃點、燃點，對【實施例1～6】中的組合物的傾點、氧化安定性(72h氧化安定性試驗后油泥、酸值，164h氧化安定性試驗后油泥、酸值和對新油的旋轉(zhuǎn)氧彈值)、銅片腐蝕性進行測試，試驗結(jié)果見表3。
傾點是低傾點電氣絕緣油的重要性能之一，反映了其能適應極寒氣溫的能力?！緦嵤├?～6】各組合物的傾點均小于-60℃，可在最低氣溫在-50℃的環(huán)境中使用。傾點測試數(shù)據(jù)見表3。氧化安定性是低傾點電氣絕緣油的重要性能之一，對維護電氣設(shè)備長周期正常運轉(zhuǎn)具有重要意義。對【實施例1～6】中各組合物進行了氧化安定性試驗測試，按照ASTM D2440氧化安定性試驗測試試驗后油品的油泥和酸值，按照SH/T0193方法測試油品的旋轉(zhuǎn)氧彈值。氧化試驗后油品的油泥和酸值越小，說明低傾點電氣絕緣油的氧化安定性越好；油品的旋轉(zhuǎn)氧彈值越大，說明油品的氧化安定性越好。對【實施例1～6】各組合物的氧化安定性、旋轉(zhuǎn)氧彈值的測試數(shù)據(jù)見表3。【實施例1～6】中各組合物的72小時氧化試驗后油泥均不大于0.15％，酸值均不大于0.30mg/kg(以KOH計)，164小時氧化試驗后油泥均不大于0.30％，酸值均不大于0.60mg/kg(以KOH計)。比較而言，各組合物氧化安定性(按照ASTM D2440氧化安定性試驗測試)中，72小時氧化安定性試驗后油泥的優(yōu)劣依次為：【實施例4】＞【實施例5】＞【實施例6】＞【實施例1】＞【實施例3】＞【實施例2】、酸值優(yōu)劣依次為：【實施例5】＞【實施例4】＞【實施例1】＞【實施例6】＞【實施例3】＞【實施例2】；164小時氧化安定性試驗后油泥的優(yōu)劣依次為：【實施例5】＞【實施例4】＞【實施例1】＞【實施例3】＞【實施例6】＞【實施例2】、酸值優(yōu)劣依次為：【實施例4】＞【實施例5】＞【實施例6】＞【實施例3】＞【實施例1】＞【實施例2】；各組合物的旋轉(zhuǎn)氧彈值的優(yōu)劣依次為【實施例5】＞【實施例4】＞【實施例1】＞【實施例6】＞【實施例3】＞【實施例2】。因此，綜合上述評價低傾點電氣絕緣油氧化安定性的5項指標情況，各組合物的氧化安定性的優(yōu)劣依次為：【實施例4】≈【實施例5】＞【實施例1】≈【實施例6】＞【實施例3】＞【實施例2】。
采用銅片腐蝕對各組合物的防硫腐蝕性進行測試。按照ASTM D1275標準中的方法A和方法B分別進行測試，規(guī)定當銅片腐蝕級別小于等級3級時說明油品無腐蝕性，其中具體的級別劃分為1級(包括1a，1b兩個等級)、2級(包括2a，2b，2c，2d，2e五個等級)、3級(包括3a，3b兩個等級)共九個級別，更進一步比較說明：銅片腐蝕的腐蝕級別越小，則說明油品的對電氣設(shè)備的銅腐蝕危害性越小(如1a是最好的級別)。對【實施例1～6】各組合物的銅片腐蝕性能的測試數(shù)據(jù)見表3。各組合物在銅片腐蝕試驗中均無腐蝕性，且銅片腐蝕級別均小于等于1級。比較而言，各組合物的防硫腐蝕性優(yōu)劣依次為：【實施例4】≈【實施例5】＞【實施例1】≈【實施例2】≈【實施例3】≈【實施例6】。
【比較例1～5】
選用基礎(chǔ)油3作為【比較例1】的基礎(chǔ)油，其特征為：f1)100℃時的運動黏度為2.0～2.2毫米2/秒；f2)傾點小于等于-45℃；f3)閃點大于等于160℃；f4)燃點大于等于190℃。
選用基礎(chǔ)油4作為【比較例2】和【比較例3】的基礎(chǔ)油，其特征為：g1)100℃時的運動黏度為2.3～2.5毫米2/秒；g2)傾點小于等于-40℃；g3)閃點大于等于170℃；g4)燃點大于等于200℃。
選用基礎(chǔ)油5作為【比較例4】的基礎(chǔ)油，其特征為：h1)100℃時的運動黏度為4.0～4.5毫米2/秒；h2)傾點小于等于-30℃；h3)閃點大于等于200℃；h4)燃點大于等于240℃。
選用了按照表1中的【比較例1～4】中的重量份數(shù)，分別稱取所需量的基礎(chǔ)油，然后將抗氧劑、金屬減活劑等在50℃溫度下加入基礎(chǔ)油中，攪拌至完全均勻得到【比較例1～4】所述電氣絕緣油組合物。【比較例1～4】組合物中各組份的種類及用量見表1。
對【比較例1～4】中的組合物中的基礎(chǔ)油的運動黏度、傾點、閃點、燃點進行測試，對【比較例1～4】中的組合物的傾點、氧化安定性(72h氧化安定性試驗后油泥、酸值，164h氧化安定性試驗后油泥、酸值和對新油的旋轉(zhuǎn)氧彈值)、銅片腐蝕性進行測試，試驗結(jié)果見表2。
與【實施例1～6】相比，【比較例1～4】中組合物的閃電和燃點都滿足目標要求，但傾點均高于-60℃，不能滿足極寒環(huán)境條件下的使用；【比較例2】、【比較例4】的氧化安定性中部分指標不能滿足目標要求。
綜合上述對【實施例1～6】中各組合物的傾點、氧化安定性(氧化后油泥、酸值)、旋轉(zhuǎn)氧彈值以及腐蝕性能(銅片腐蝕)等的測試結(jié)果，說明了本發(fā)明組合物具有較低的傾點(采用GB/T3535方法測試油品的傾點均小等于-60℃)，優(yōu)良的氧化安定性(采用絕緣油氧化安定性試驗法(ASTM D2440)測試72小時氧化試驗后油泥不大于0.15％，酸值不大于0.30mg/kg(以KOH計)，164小時氧化試驗后油泥不大于0.30％，酸值不大于0.60mg/kg(以KOH計)；采用潤滑油氧化安定性的測定旋轉(zhuǎn)氧彈法(SH/T0193)測試的氧化安定性大于等于800min)，優(yōu)良的防硫腐蝕性(采用電氣絕緣油中腐蝕性硫試驗法(ASTM D1275)測試無腐蝕性，且腐蝕等級小于等于1級)。