一種變壓器用植物油基環保絕緣涂層的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變壓器用植物油基環保絕緣涂層的制備方法，屬于涂層制備領域。
【背景技術】
[0002]在油浸電力設備中得到廣泛應用的礦物絕緣油，具有良好的電氣絕緣和冷卻性能以及低廉的成本。但是，礦物油難以生物降解，一旦泄漏將會對水源、居住環境等造成污染，無法達到環保絕緣材料的要求。早期由于植物絕緣油的抗氧化性能較差、粘度大，因此僅被用作電容器的浸漬劑。自上世紀90年代以來，植物型液體絕緣介質的研究重新受到許多科學工作者的重視。植物油來源于天然的油料作物，可完全生物降解。在石油枯竭的新形勢下，它將可能成為礦物油的綠色替代品。
[0003]無取向硅鋼在變壓器上有廣泛應用。隨著科技的發展，其需求量也在逐漸上升，其在使用過程中的電能耗損也日益引起人們的關注。因此，最大限度的降低耗損具有非常重要的現實意義。目前，主要是通過在硅鋼片表面涂布層絕緣涂層來降低電能耗損。無取向硅鋼表面絕緣涂層材料要達到良好的絕緣效果，必須具有良好的附著性能，緊密地附著在硅鋼片的表面。另外，還要具備耐腐蝕性、耐高溫性和環保性。
[0004]常用的變壓器絕緣涂層多采用含鉻酸鹽的無機涂層，鉻酸鹽涂層材料能被廣泛應用幾十年，是因為其涂層材料在絕緣性能上的突出優勢。但是鉻元素的正六價態屬于劇毒物，具有致癌性，這一潛在的弊端一直被忽視。近年來，科技發展迅速，使得人們生活水平逐漸提高，同時也帶來環境污染的負面效應，環境保護被越來越多的人重視。因此開發出一種環保絕緣涂料成為研究重點。
【發明內容】
[0005]本發明主要解決的技術問題:針對目前常用的變壓器絕緣涂層多采用含鉻酸鹽的無機涂層，但是鉻元素的正六價態屬于劇毒物，具有致癌性，且該類絕緣涂層難以生物降解，一旦泄漏將會對水源、居住環境等造成污染，無法達到環保絕緣材料的要求，因此提供了一種植物油基絕緣涂層，該方法利用大豆油和乙醇發生酯交換反應得到絕緣植物油再和磷酸二氫鋁復配輔以絡合劑制得變壓器用植物油基環保絕緣涂層，本發明制得的絕緣涂層以植物油為原料代替不可生物降解的礦物油，磷酸鹽的使用避免了劇毒六價鉻的危害，絡合劑的使用增強涂層的穩定性，既解決了傳統絕緣涂層難以生物降解的不足，又解決了六價鉻的毒害性，使本發明制得的絕緣涂層具有更高的使用性能。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)取100?200mL大豆油倒入帶有攪拌器、滴液漏斗和溫度計的2L三口燒瓶中，加入10?20mL質量濃度為80%的氫氧化鉀液體和600?800mL無水乙醇，啟動攪拌機以300?400r/min的轉速進行攪拌；
(2)在攪拌的過程中，通過滴液漏斗滴加2?3mL質量濃度為4%的硫酸溶液作為催化劑，移入微波催化萃取儀中，加熱升溫至60?70°C，以900?1000W的功率微波輻射15?20min進行酯交換反應，反應結束后將產物移入分液漏斗中靜置分層，分離得到上層絕緣油，備用；
(3)量取400?500mL質量濃度為50%的磷酸溶液倒入1L燒杯中，放置在恒溫磁力攪拌機上，以200?300r/min的轉速邊攪拌邊加熱至85?95°C，再以2g/min的速率加入40?50g氫氧化鋁粉末，同時繼續升溫至105?110°C，保溫加熱1?2h，用玻璃棒攪拌直至形成透明粘稠液；
(4)稱取50?70g環氧樹脂放入坩禍中，移入電阻爐升溫至150?160°C，加熱使樹脂成熔融狀態，將熔融狀態的樹脂倒入300?400mL上述制得的透明粘稠液中，用高速攪拌機以400?500r/min的轉速攪拌均勾后移入高溫反應爸，繼續添加10?20g 二氧化娃和3?5g茶多酚，用攪拌棒攪拌均勻后升溫至300?400°C反應1?2h，制得混合液；
(5)將制得的混合液裝入密煉機中，通過滴液漏斗滴加20?50mL濃度為0.02mol/L的海藻酸鈉溶液，控制滴加速度使其10?20min內滴加完畢，再將300?400mL備用的絕緣油分3?5次添加進密煉機中，升溫至200?300°C密煉3?4h后出料即得一種變壓器用植物油基環保絕緣涂層。
[0007]本發明的具體應用方法:將變壓器表面的鋼材用酸和堿分別沖洗3?5次后，均勻的涂抹上本發明制得的絕緣涂料，于60?70°C下烘干后進行組裝即可，本發明制得的涂料密度約為0.9?1.0kg/L，閃點為200?250°C，本發明制得的絕緣涂料可自行生物降解，對環境無任何危害。
[0008]本發明的有益效果是:本發明制得的絕緣涂層以植物油為原料代替不可生物降解的礦物油，磷酸鹽的使用避免了劇毒六價鉻的危害，絡合劑的使用增強涂層的穩定性，既解決了傳統絕緣涂層難以生物降解的不足，又解決了六價鉻的毒害性，使本發明制得的絕緣涂層具有更高的使用性能。
【具體實施方式】
[0009]取100?200mL大豆油倒入帶有攪拌器、滴液漏斗和溫度計的2L三口燒瓶中，加入10?20mL質量濃度為80%的氫氧化鉀液體和600?800mL無水乙醇，啟動攪拌機以300?400r/min的轉速進行攪拌；在攪拌的過程中，通過滴液漏斗滴加2?3mL質量濃度為4%的硫酸溶液作為催化劑，移入微波催化萃取儀中，加熱升溫至60?70°C，以900?1000W的功率微波輻射15?20min進行酯交換反應，反應結束后將產物移入分液漏斗中靜置分層，分離得到上層絕緣油，備用；量取400?500mL質量濃度為50%的磷酸溶液倒入1L燒杯中，放置在恒溫磁力攪拌機上，以200?300r/min的轉速邊攪拌邊加熱至85?95°C，再以2g/min的速率加入40?50g氫氧化鋁粉末，同時繼續升溫至105?110°C，保溫加熱1?2h，用玻璃棒攪拌直至形成透明粘稠液；稱取50?70g環氧樹脂放入坩禍中，移入電阻爐升溫至150?160°C，加熱使樹脂成熔融狀態，將熔融狀態的樹脂倒入300?400mL上述制得的透明粘稠液中，用高速攪拌機以400?500r/min的轉速攪拌均勾后移入高溫反應爸，繼續添加10?20g 二氧化娃和3?5g茶多酸，用攪拌棒攪拌均勾后升溫至300?400°C反應1?2h，制得混合液；將制得的混合液裝入密煉機中，通過滴液漏斗滴加20?50mL濃度為
0.02mol/L的海藻酸鈉溶液，控制滴加速度使其10?20min內滴加完畢，再將300?400mL備用的絕緣油分3?5次添加進密煉機中，升溫至200?300°C密煉3?4h后出料即得一種變壓器用植物油基環保絕緣涂層。
[0010]實例1
取100mL大豆油倒入帶有攪拌器、滴液漏斗和溫度計的2L三口燒瓶中，加入10mL質量濃度為80%的氫氧化鉀液體和600mL無水乙醇，啟動攪拌機以300r/min的轉速進行攪拌；在攪拌的過程中，通過滴液漏斗滴加2mL質量濃度為4%的硫酸溶液作為催化劑，移入微波催化萃取儀中，加熱升溫至60°C，以900W的功率微波輻射15min進行酯交換反應，反應結束后將產物移入分液漏斗中靜置分層，分離得到上層絕緣油，備用；量取400mL質量濃度為50%的磷酸溶液倒入1L燒杯中，放置在恒溫磁力攪拌機上，以200r/min的轉速邊攪拌邊加熱至85°C，再以2g/min的速率加入40g氫氧化鋁粉末，同時繼續升溫至105°C，保溫加