科创中国

【痛点问题】

随着化石原料的快速枯竭，利用源自植物的天然酯绝缘油来取代 传统矿物绝缘油迫在眉睫，并在实际应用中体现出防火性能好、生物 降解性高、延缓绝缘酯老化、延长变压器寿命等优点而受到广泛关注。 但由于天然酯绝缘油的化学成分是各种脂肪酸甘油三酯的混合物，这 些脂肪酸分子含有大量不饱和 C=C双键，它们的邻位氢原子很容易 被氧气进攻，从而引发天然酯绝缘油的老化，使得天然酯绝缘油的氧 化安定性显著低于由饱和烃和芳香烃组成的矿物绝缘油，而商用抗氧 化剂的抗老化原理是淬灭已发生的绝缘油氧化过程，但并未从源头阻 断氧化的发生。美国 Cooper公司的 FR3 品牌天然酯绝缘油在中国市场处于垄断地位，国内企业没有开发出能够与 FR3 品牌相竞争的抗氧化技术。

【解决方案】

本成果是在研究模拟变压器条件下的豆油氧化过程、阐明其老化机制的基础上，提出了具有自主知识产权的天然酯绝缘油抗氧化剂策略，从源头上有效阻断了老化过程的发生。

1、新抗氧化剂抑制大豆油降解 

通过绝缘油老化机制研究，我们发现在变压器天然酯绝缘油老化 过程中，铜丝提供电子活化了氧气并产生超氧自由基，该自由基进一 步摘取大豆油上的活泼氢、引发自由基链式氧化及聚合等过程。由此 我们提出了新的抗氧化剂设计策略，以一类未使用过的有机化合物A 作为超氧自由基抑制剂来阻止大豆油的老化，发现其抗氧化效果可以 达到国际上 FR3商用BHT抗氧化剂的同等水准，但我们的抗氧化策 略与FR3的策略存在明显不同，属于天然酯绝缘油的“保健品”，通过提升其抗氧化能力而防止老化的出现，具有完整的自主知识产权。

2、新抗氧化剂在天然酯变压器绝缘油中的抗氧化性能 

将不同新类型抗氧化剂加入大豆油按照 DL/T1811标准（总酸值 KOH mg/g ≤ ***，运动黏度增加≤ 30%，介质损耗因素≤ ***%）进行模拟变压器运行的抗氧化测试，在氧化试验后，加入抗氧剂的大豆油其总酸值、黏度和介电损耗明显小于未加入抗氧化剂的大豆油，不同抗氧化效果略有不同，但均明显的抑制了大豆油的氧化。

反应条件: 铜丝 ***，大豆油 25g，抗氧化剂含量为 1wt%，空气鼓泡流量为 ***±*** mL/min，反应温度 120℃，反应时间 48 *** 括号中的数据为氧化过程前加入抗氧化剂后所引起的粘度的增加量。

3、抗氧剂A应用于不同类型的植物油 

抗氧化剂A分别加入大豆油、菜籽油、玉米油、葵子油、山茶油和生物柴油进行抗氧化实验的测试表明，按照DL/T 1811标准（总酸 值 KOH mg/g ≤ ***，运动黏度增加≤ 30%，介质损耗因素≤ ***%），在 氧化试验后，加入抗氧化剂 A 的植物油均展现出良好的抗氧化效果，而未加入 A 的植物油均发生了严重的氧化；从抗氧化结果看，大豆油与玉米油的抗氧化效果最好。 

【应用场景】

应用于高压绝缘领域，电力变压器领域及润滑油领域等。

【知识产权】

该成果已申请多项中国发明专利，下表是部分展示：

【合作方式】

技术许可、技术转让、作价入股、技术开发、咨询服务、面谈等。