CN109652213A - 一种酯类绝缘油及其制备方法 - Google Patents

一种酯类绝缘油及其制备方法 Download PDF

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黄正勇
陈伟根
何渝霜
万春香
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赵琦
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Abstract

本发明提供一种以中链脂肪酸(碳原子数目大于8的脂肪酸原料含量小于40％)、2‑乙基‑2‑羟甲基‑1，3‑丙二醇(TMP)为原料合成新型环保绝缘油,具有闪点高,抗氧化，稳定性强的特点。本发明以量产的中链脂肪酸为原料合成酯类绝缘油，不含有毒物质，不会对环境和人体造成伤害，而且可快速而彻底地生物降解，是一种环保型绝缘液体，其氧化稳定性优于天然酯绝缘油，粘度是天然酯绝缘油的50％，倾点低于‑30℃，酸值低于0.03mg/g，闭口闪点高于300℃，工频击穿高于70kV，90℃介损值低于0.5％，符合变压器用油的标准。能应用于高防火性能要求的场所，并且发生火灾和***的风险都远低于传统变压器油，因此具有重要的学术意义和应用价值。

Description

一种酯类绝缘油及其制备方法
技术领域
本发明液体绝缘技术领域，具体涉及一种酯类绝缘油及其制备方法。
背景技术
天然酯绝缘油是一种高闪点、环保型液体电介质，闪点高达300℃，28天的自然降解率达到95％，工频击穿电压可超过70kV，主要理化、电气性能指标可达到电力用油要求。相对矿物绝缘油，天然酯绝缘油的介电常数与绝缘纸的接近，交流电场中的天然酯油纸绝缘***中的油纸电场分布更加均匀。此外，天然酯绝缘油可有效延缓绝缘纸的老化速率，延长纸绝缘寿命，天然酯绝缘油变压器中绝缘纸寿命是矿物油变压器中的5-8倍，降低了天然酯绝缘油变压器全寿命周期成本。由于天然酯绝缘油具有高闪点和延缓纸绝缘老化的特性，被认为是研制具有过负荷能力的节能型充油变压器的良好液体电介质。目前国外已有大量天然酯绝缘油配电变压器获得工程应用，并逐步在输电电压等级的大型电力变压器中应用，其中西门子公司应用美国的FR3天然酯绝缘油于2013年研制出第一台420kV超高压等级的电力变压器,并在工程中应用，中国南方电网公司与重庆大学等合作已研制出我国第一台110kV的天然酯绝缘油电力变压器，正在研制220kV大容量超高压电力变压器。
虽然西门子公司基于现有的FR3天然酯绝缘油的性能，试运行了超高压等级天然酯油纸绝缘***，但天然酯绝缘油仍然未能在电力变压器中规模化应用。与传统的矿物绝缘油相比，天然酯绝缘油的氧化安定性较低，粘度和介质损耗较大，因此应用于超高压大容量电力变压器油纸绝缘时可靠性面临挑战。为了实现酯类绝缘油在超高压等级电力变压器的天然酯油纸绝缘***的规模化应用，迫切需要研究在兼顾酯类绝缘油高闪点的基础上，提升酯类绝缘油氧化安定性、降低介质损耗。研制出比现有高闪点酯类绝缘油性能水平更高的油品，对提高我国天然酯绝缘油及其大型电力变压器的制造水平具有重要的学术意义和应用价值。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于通过中链脂肪酸与TMP合成新型高闪点、高氧化安定性的化学制备方法，本发明提供了新型脂类绝缘油具有良好的工频击穿性能及介电性能，并且具备低粘度等特点。本发明提供的新型脂类绝缘油制备方法，该方法周期短，经济高效。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种酯类绝缘油及其制备方法，包括如下步骤：
1)将脂肪酸，TMP，催化剂在真空干燥箱中真空干燥；
2)脂肪酸在惰性气氛氮气保护下，加热到80-120℃，然后与TMP在催化剂、带水剂存在的条件下进行酯化反应生成脂肪酸甲酯，反应温度为120-160℃，反应时间5h；
3)步骤2)反应结束后，依次分离出催化剂、带水剂、未反应的脂肪酸，然后采用体积比为100％的超纯水在50-80℃下持续搅拌0.5-3h，分离水与产物，在水洗后的产物中加入分子筛吸附剩余的水分；
4)将步骤3)中除水后的产物与抗氧化剂在温度40～70℃、真空度1-2mmHg的条件混合均匀，加入钝化剂，搅拌2-4h，过滤，真空环境下脱气、脱水，降低油中水分即可得到一种脂类绝缘体；
进一步，所述步骤1)中脂肪酸为中链饱和脂肪酸C6-C10：碳原子数目大于8的脂肪酸原料小于40％，催化剂为SnCl2；
进一步，所述步骤2)中脂肪酸与醇摩尔比为中链饱和脂肪酸C6-C10：TMP＝(3.0-3.8):1，带水剂为体积百分数为100％的二甲苯，催化剂SnCl2的质量浓度为0～1.2％；分离水和产物的温度为60℃，搅拌时间为1h；
进一步，所述步骤3)中分离出催化剂的方法为离心、静置沉淀；分离出带水剂的方法为在温度60～100℃，压强100-600mmHg的条件下蒸馏；分离出未反应的中链脂肪酸C6-C10的方法为在温度为150～160℃，真空度为2-10mmHg条件下蒸馏；分子筛的质量浓度为1-6wt.％；
进一步，所述步骤4)中抗氧化剂的质量浓度为0.2～0.4wt.％，抗氧化剂为抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚按质量比为(1-6)：(1-8)：(1-11)组成的混合物，金属钝化剂的质量浓度为0.1～0.2％，油中水分含量降到60ppm以下。
本发明的有益效果在于：本发明以量产的中链脂肪酸为原料合成酯类绝缘油，不含有毒物质，不会对环境和人体造成伤害，而且可快速而彻底地生物降解，是一种环保型绝缘液体，其氧化稳定性优于天然酯绝缘油，粘度是天然酯绝缘油的50％，倾点低于-30℃，酸值低于0.03mg/g，闭口闪点高于300℃，工频击穿高于70kV，90℃介损值低于0.5％，符合变压器用油的标准。能应用于高防火性能要求的场所，并且发生火灾和***的风险都远低于传统变压器油，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为不同反应温度对反应转化率的影响
图2为不同催化剂用量对反应转化率的影响
图3为中链脂肪酸与TMP不同摩尔比对反应转化率的影响
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1：
将中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量为39.9％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至120℃，反应5h。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度60℃，压强100mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强2mmHg下蒸馏去除未反应的中链脂肪酸C6～C10。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入1wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.2wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：2：1)在温度40℃，真空度1mmHg下混合均匀，并加入0.1wt.％的金属钝化剂，搅拌2h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
表1本发明实施例1制备的天然酯绝缘油性能参数
对照实施例1
将中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量30％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至130℃，反应5h。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度70℃，压强200mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度160℃，压强3mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入2wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.2wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为6：8：10)在温度50℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌3h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
表2本发明对照实施例1制备的天然酯绝缘油性能参数
对照实施例2
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量35％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度100℃，压强300mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强4mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入3wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.4wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为2：1：1)在温度60℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌4h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
表3本发明对照实施例2制备的天然酯绝缘油性能参数
对照实施例3
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量25％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至150℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度75℃，压强500mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度160℃，压强10mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入5wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.3wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：1：1)在温度40～70℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.15wt.％的金属钝化剂，搅拌3h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
表4本发明对照实施例3制备的天然酯绝缘油性能参数
对照实施例4
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量20％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至160℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度80℃，压强600mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强10mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.4wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为5：6：9)在温度60℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌3h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
表5本发明对照实施例4制备的天然酯绝缘油性能参数
对照实施例5
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量15％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，不加入催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。在温度100℃，压强500mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强8mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.3wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为5：4：6)在温度40℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌3h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
表6本发明对照实施例5制备的天然酯绝缘油性能参数
对照实施例6
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量10％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.2wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应6h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度85℃，压强600mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度160℃，压强8mmHg下蒸馏去除未反应的中链脂肪酸C6～C10。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入5wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.3wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：2：1)在温度50℃，真空度1.5mmHg下混合均匀，并加入0.15wt.％的金属钝化剂，搅拌2h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例7
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量5％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量不超过40％)并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.4％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度60～100℃，压强100-600mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150～160℃，压强2-10mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入1-6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.2～0.4wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：2：1)在温度40～70℃，真空度1-2mmHg下混合均匀，并加入0.1～0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌2h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例8
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量为0％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.6wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度70℃，压强300mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强8mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.2～0.4wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为3：4：5)在温度50℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.1wt.％的金属钝化剂，搅拌3h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例9
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量26％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度80℃，压强50mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强8mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入5wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.3wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：2：1)在温度50℃，真空度1.5mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌2h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例10
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量36％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入1.0wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度70℃，压强600mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强10mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.2wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为6：2：7)在温度70℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌4h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例11
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量19％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入1.2wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度100℃，压强100mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强10mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.4wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：2：1)在温度70℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌4h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例12
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量6％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.0:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度60℃，压强200mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强5mmHg下蒸馏去除残留的脂肪酸。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入5wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.3wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：2：1)在温度50℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌2h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例13
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量8％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.2:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度60℃，压强600mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度155℃，压强8mmHg下蒸馏去除残留的中链脂肪酸C6～C10。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入5wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.2wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为1：2：1)在温度50℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌2h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例14
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量17％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.4:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度70℃，压强400mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强10mmHg下蒸馏去除未反应的中链脂肪酸C6～C10。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.4wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为4：3：10)在温度70℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.1wt.％的金属钝化剂，搅拌3h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例15
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量27％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.6:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8wt.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度70℃，压强300mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度150℃，压强8mmHg下蒸馏去除未反应的中链脂肪酸C6～C10。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入3wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.2wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为3：5：7)在温度70℃，真空度1mmHg下混合均匀，并加入0.1wt.％的金属钝化剂，搅拌3h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
对照实施例16
中链脂肪酸C6～C10(其中碳链大于C8的脂肪酸含量33％)、TMP及SnCl2在真空干燥箱中真空干燥后，在装有回流冷凝器、分水器、温度计、搅拌器、氮气进气口的反应装置中放入中链脂肪酸C6～C10并加热到100℃。按照中链脂肪酸C6～C10与TMP摩尔比＝3.8:1并在反应器中通入氮气以防产物被空气氧化，加入100％(v/v)带水剂二甲苯，加入0.8.％的催化剂SnCl2，升温至140℃，反应5h，直到带水剂不再带出反应生成的水。将产物离心或者静置分离催化剂，并在温度80℃，压强550mmHg下蒸馏出带水剂二甲苯继续使用。将产物在温度155℃，压强10mmHg下蒸馏未反应的中链脂肪酸C6～C10。然后采用100％(v/v)超纯水(25℃时电阻>18.18MΩ·cm)在60℃下持续搅拌1h，分离水与产物。持续以上操作三次。在水洗后的产物中加入6wt.％分子筛吸附剩余的水分。在除水后的产物中添加0.4wt.％抗氧化剂(抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚混合物：其质量比为6：8：11)在温度60℃，真空度2mmHg下混合均匀，并加入0.2wt.％的金属钝化剂，搅拌2h后，过滤，在真空脱气脱水后，将油中水分含量降到60ppm以下即可得到一种酯类绝缘油。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种酯类绝缘油及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将脂肪酸，TMP，催化剂在真空干燥箱中真空干燥；
2)脂肪酸在惰性气氛氮气保护下，加热到80-120℃，然后与TMP在催化剂、带水剂存在的条件下进行酯化反应生成脂肪酸甲酯，反应温度为120-160℃，反应时间5h；
3)步骤2)反应结束后，依次分离出催化剂、带水剂、未反应的脂肪酸，然后采用体积比为100％的超纯水在50-80℃下持续搅拌0.5-3h，分离水与产物，在水洗后的产物中加入分子筛吸附剩余的水分；
4)将步骤3)中除水后的产物与抗氧化剂在温度40～70℃、真空度1-2mmHg的条件混合均匀，加入钝化剂，搅拌2-4h，过滤，真空环境下脱气、脱水，降低油中水分即可得到一种脂类绝缘体。
2.根据权利要求1所述的一种酯类绝缘油及其制备方法，其特征在于：所述步骤1)中脂肪酸为中链脂肪酸C6-C10：碳原子数目大于8的脂肪酸原料小于40％，催化剂为SnCl2。
3.根据权利要求1所述的一种酯类绝缘油及其制备方法，其特征在于：所述步骤2)中脂肪酸与醇摩尔比为中链脂肪酸C6-C10：TMP＝(3.0-3.8):1，带水剂为体积百分数为100％的二甲苯，催化剂SnCl2的质量浓度为0～1.2％。
4.根据权利要求1所述的一种酯类绝缘油及其制备方法，其特征在于：所述步骤3)中分离出催化剂的方法为离心、静置沉淀；分离出带水剂的方法为在温度60～100℃，压强100-600mmHg的条件下蒸馏；分离出未反应的中链脂肪酸C6-C10的方法为在温度为150～160℃，真空度为2-10mmHg条件下蒸馏；分子筛的质量浓度为1-6wt.％。
5.根据权利要求1所述的一种酯类绝缘油及其制备方法，其特征在于：所述步骤4)中抗氧化剂的质量浓度为0.2～0.4wt.％，抗氧化剂为抗坏血酸棕榈酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和生育酚按质量比为(1-6)：(1-8)：(1-11)组成的混合物，金属钝化剂的质量浓度为0.1～0.2％，油中水分含量降到60ppm以下。
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