[发明专利]一种改性矿物油及其制备方法

说明书

本发明涉及一种改性矿物油及其制备方法。所述改性矿物油包括矿物油和卤代烃，所述卤代烃具有2～4个碳原子，并且卤素取代度为2/3以上，其中卤素取代度是指多卤代烃中卤素取代基数与卤素取代基数和氢原子数的总和之比。本发明的改性矿物油具有优异的阻燃性能、电气性能和理化性能，并且成本低廉。

技术领域

本发明属于工业用油领域，具体涉及一种改性矿物油及其制备方法。

背景技术

矿物油在工业中被广泛用作电气元件中的绝缘、冷却、润滑或导热介质。例如，矿物油被广泛用作高压组件(例如变压器和高压开关)中的绝缘和冷却介质。然而，矿物油的闪点、燃点均较低，在高压组件发生故障时产生的高温、高压电弧作用下，会迅速分解气化、闪燃，因此极易发生火灾，无法满足超高、特高压变压器的使用需求。

为了解决上述问题，一些学者先后研究了一系列高燃点绝缘油，如以多氯联苯(PCB)为主的绝缘油、HTHs油、硅油、α油、β油、聚α烯烃、合成酯(Midel7131)、天然酯(environ FR3)等。然而，这些高燃点绝缘油或是具有较高的毒性，或是散热性能、绝缘性能、稳定性能较差，或是成本太高，导致无法被广泛投入使用。

有研究人员提出在矿物油中加入阻燃改性剂以获得阻燃变压器油，但是，采用的阻燃改性剂为传统阻燃剂，包括磷系、氮系、卤系、磷氮系、氮卤系等阻燃剂，但是，上述传统阻燃剂具有较高的极性，与非极性的矿物油相容性差，难以形成均匀稳定的溶液，而且会剧烈损失矿物油的优越电气性能。此外，具有长链烷烃的磷酸酯阻燃剂，如磷酸三丁酯、磷酸三辛酯，虽然能溶于矿物绝缘油，但阻燃效率低，且对矿物绝缘油的理化性能和电气性能损失较大。

为了获得具有阻燃性能的矿物油以满足工业上对于电气元件安全运行的要求，现有技术中已做出一些努力。例如，专利文献1公开了一种阻燃变压器油，在矿物油中加入阻燃剂和两亲性物质作为增溶剂，从而在不影响矿物油的电气性能和理化性能的情况下提高其阻燃性。又例如，专利文献2公开了一种高阻燃高电气性能的变压器油，其在矿物油中加入包括环三磷腈阻燃剂，在此基础上还可以复配氮系阻燃剂和增溶剂。

引用文献：

专利文献1：CN113308290A；

专利文献2：CN113388433A。

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1中，虽然能够在保持电气性能和理化性能的情况下获得阻燃性，但是配方较为复杂，且没有观察到电气性能的提高，有进一步改进的空间。

专利文献2的中，单独使用环三磷腈阻燃剂的情况下，观察到电气性能变差，在复配氮系阻燃剂时则需要加入增溶剂以改善氮系阻燃剂与矿物油的相容性，因此配方也较为复杂。

特别是，专利文献1和专利文献2的变压器油的成本估价约比市售矿物油高5-20倍，因此在成本上是难以接受的，不能在工业上大范围的使用。

因此，亟需开发一种阻燃性、电气性能和理化性能优异，且成本低的阻燃改性矿物油。

用于解决问题的方案

为解决现有技术中的问题，本发明人进行了深入的研究，发现通过使用具有2～4个碳原子的多卤代烃，能够在赋予矿物油阻燃性能的同时，提高其电气性能和理化性能，由此完成了本发明。

具体地，本发明通过以下方案解决本发明的技术问题。

[1]一种改性矿物油，其特征在于，包括矿物油和卤代烃，所述卤代烃具有2～4个碳原子，并且卤素取代度为2/3以上，其中卤素取代度是指卤代烃中卤素取代基数与卤素取代基数和氢原子数的总和之比。