介電或載熱流體組合物和它們的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種組合物,其包括:(a) 30-70%重量的芐基甲苯和二芐基甲苯的混 合物,和(b) 70 %至30 %重量的至少一種化合物,該化合物選自含有兩個稠合的或通過鍵 或通過不同于-CH2-的間隔基團(tuán)彼此連接的苯環(huán)的C 14-C18芳族化合物,它們的低聚物和它 們的混合物,但排除苯基-二甲苯基-乙烷。
[0002] 本發(fā)明還涉及這種根據(jù)情況含有或不含有苯基-二甲苯基-乙烷的組合物的用 途,作為介電流體和/或載熱流體,尤其是在非常低溫的使用條件中,例如低于-40°C,甚至 低于-60°C的溫度。本發(fā)明還涉及這些組合物與礦物油和/或天然或合成的酯的混合物。
[0003] 最后,本發(fā)明涉及包含這種組合物的裝置,尤其電裝置。
[0004] 發(fā)明【背景技術(shù)】 介電流體是在某些電子設(shè)備,如高壓電纜和變壓器中常規(guī)使用的絕緣材料,其中它們 被浸漬在作為絕緣體的固體材料上,如聚丙烯薄膜,該固體材料任選與紙層結(jié)合,稱為"混 合薄膜紙"。在變壓器中,這些流體也被用作為熱傳遞流體。介電流體也用于電容器中,在 那里它們允許分離導(dǎo)電箱,從而避免它們彼此接觸并產(chǎn)生短路。因此,有可能制備具有減小 體積的高容量電容器。
[0005] 不同的介電流體被投放到市場上,以取代珀瑞玲,其是被認(rèn)為是對人類健康和環(huán) 境具有有害影響的持久有機(jī)污染物的有機(jī)含氯化合物。它主要是由復(fù)雜的通過來自石油的 礦物油的精煉得到的烴混合物。
[0006] 因此,文獻(xiàn)US4523044公開了一種介電流體,其主要包含芐基甲苯的低聚物和低 比例的二甲苯基苯基甲烷低聚物的混合物。單-和二芐基甲苯的混合物也可從Arkema公 司以商品名Jarylec? ClOl獲得。
[0007] US4744000公開了包含與苯基甲苯基甲烷,特別地與單芐基甲苯和二芐基甲苯的 混合物結(jié)合的苯基-二甲苯基-乙烷的介電流體在電容器中的用途,并且這尤其是為了獲 得改進(jìn)的在發(fā)生放電的電壓水平時的性能。
[0008] 最后,文獻(xiàn)US5017733,描述了在含有芳香雙環(huán)化合物的各種油混合物在低溫的電 絕緣性。然而,在該文獻(xiàn)中所使用的油不包括二芐基甲苯。
[0009] 盡管現(xiàn)有技術(shù)的流體具有耐高電壓性,其特征為高的出現(xiàn)局部放電的閾值和這些 放電的高熄滅速度,但是它們在低溫的性能不總是令人滿意的。這阻礙了它們尤其在寒冷 的氣候中的使用。因此,這些液體通常在低溫下具有過高的粘度,這對在該包含這些流體的 設(shè)備的某些區(qū)域中的電場聚集而導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體(尤其是氫)的擴(kuò)散速度具有產(chǎn)生不利影 響。它隨后發(fā)生氣體在該流體中飽和度的提高,這產(chǎn)生引起局部放電的氣泡。這會導(dǎo)致?lián)?穿或在任何情況下減小所述電設(shè)備的壽命。此外,這些介電流體在低溫下易于結(jié)晶,這對含 有它們的電子設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也是不利的。
[0010] 因此,希望能夠提出在低溫下具有足夠低的粘度,以及足夠低的傾點的組合物,以 能夠用作在低于_40°C,特別是低于-60°C的溫度的介電流體。
[0011]另外,這些流體的低粘度也允許使它們用作載熱流體,特別是在變壓器中的傳熱 流體。
[0012] 申請人已發(fā)現(xiàn),這些需求可以通過一種還含有,除了芐基甲苯和二芐基甲苯的混 合物以外,至少一種其它特定化合物的組合物得到滿足。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013] 本發(fā)明因此第一個目的是一種組合物,其包含:(a) 30%至70%重量的芐基甲苯 和二芐基甲苯的混合物,和(b) 70%至30%重量的至少一種化合物,其選自包含兩個稠合的 或通過鍵或通過不同于-CH2-的間隔基團(tuán)彼此連接的苯環(huán)的C 14-C18芳族化合物,它們的低 聚物和它們的混合物,其中排除苯基-二甲苯基-乙燒(ph6nylxylyl6thane)。
[0014] 本發(fā)明目的還是這種組合物的用途,其用作為介電流體和/或載熱流體,特別地 用于變壓器,特別地電力變壓器或儀表變壓器或高壓變壓器,高壓電纜,電容器,特別地, 絕緣套管的高壓電容器或負(fù)載抽頭變換裝置的高壓電容器(des condensateur ? haute tension, de traverses ou de changeurs de prise en charge),整流器,諧波濾波器。
[0015] 本發(fā)明其它目的還是組合物的用途,該組合物包含:(a) 30-70%重量的芐基甲苯 和二芐基甲苯的混合物,和(b) 70-30%重量的至少一種化合物,該化合物選自包含兩個稠 合的或通過鍵或通過不同于-CH2-的間隔基團(tuán)彼此連接的苯環(huán)的C 14-C18芳族化合物,它們 的低聚物和它們的混合物,該組合物作為具有低于_40°C,優(yōu)選_60°C的工作溫度的介電流 體和/或載熱流體,特別地用于變壓器,特別地電力變壓器或儀表變壓器或高壓變壓器,高 壓電纜,電容器,特別地高壓電容器(絕緣套管的或帶負(fù)載抽頭變換裝置的),整流器,諧 波濾波器(filtres harmoniques)。
[0016] 它的目的還是包含根據(jù)本發(fā)明的組合物的上述類型的裝置,尤其電裝置。
[0017] 它的最后目的還是組合物,其主要產(chǎn)生自(1)礦物油和/或天然或合成酯之間的 混合物,和(2)特定量的根據(jù)本發(fā)明的組合物,其包含或不包含苯基-二甲苯基-乙烷。
【具體實施方式】
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的組合物含有芐基甲苯(BT)和二芐基甲苯(DBT)的混合物作為第一 組分。這種混合物可以使用分別獲取的銷售化合物進(jìn)行制備或根據(jù)在Friedel-Crafts催 化劑存在時芐基氯在甲苯上的縮合方法,然后蒸餾獲得。優(yōu)選它根據(jù)如在文件EP0435737 中描述的方法進(jìn)行制備,該方法使用氯化鐵作為催化劑。該反應(yīng)可以在50至150°C的溫度 下進(jìn)行實施。所得到的反應(yīng)混合物通常進(jìn)行處理以一方面,通過蒸餾除去過量的甲苯,和在 另一方面除去形成的有機(jī)氯化產(chǎn)物,例如,在加熱和攪拌下,通過與醇鹽接觸來進(jìn)行)。
[0019] 芐基甲苯可以呈任何異構(gòu)體形式,尤其選自鄰-(CAS 713-36-0),對-(CAS 620-83-7),間-芐基甲苯和它們的混合物(尤其CAS 27776-01-8)。
[0020] 可以使用任何二芐基甲苯的異構(gòu)體和它們的混合物(CAS 26898-17-9)。
[0021 ] 優(yōu)選地根據(jù)本發(fā)明的組合物(BT/DBT混合物+組分(b))包含20至60%重量的芐 基甲苯和5至20%重量,優(yōu)選5至15%重量的二芐基甲苯,這些百分比相對于該組合物的整 體進(jìn)行表示。作為組分(a)還優(yōu)選使用15%重量的二芐基甲苯和85%重量的芐基甲苯的混 合物或25%重量的二芐基甲苯和75%重量的芐基甲苯的混合物。芐基甲苯和二芐基甲苯的 混合物尤其在市場中從ARKEMA公司以商品名稱Jarylec ? ClOl獲得。
[0022] 這種組合物的第二組分由至少一種化合物組成,該化合物選自包含兩個稠合的或 通過鍵或通過不同于-CH 2-的間隔基團(tuán)彼此連接的苯環(huán)的C14-C18芳族化合物,它們的低聚 物和它們的混合物,理解的是這種化合物不可以是苯基-二甲苯基-乙烷。
[0023] 可以使用這種芳族化合物的任何異構(gòu)體,雖然,根據(jù)在下面介紹的某些實施方式, 某些異構(gòu)體是優(yōu)選的。
[0024] 術(shù)語"稠合"或"稠合的"苯環(huán),理解為通過它們的兩個碳原子進(jìn)行結(jié)合的苯環(huán)(萘 類型結(jié)構(gòu))。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,這些苯環(huán)不是稠合的。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的組合物可以包含這些化合物的一種或多種,它們本身可以以它們的 一種或多種異構(gòu)體形式存在。在其中組分(b)包含單體和低聚物的混合物的情況下,單體 占這種混合物的至少50%重量,至少60%重量,至少70%重量,甚至至少80%重量。
[0026] 苯環(huán)可以彼此獨立地是未被取代的或被一至三個,優(yōu)選一至兩AC1-C3烷基,如甲 基或異丙基,優(yōu)選甲基取代。
[0027] 苯環(huán)的由相鄰碳原子攜帶的兩個取代基可以彼此連接以形成環(huán),優(yōu)選(:6環(huán)。作為 變型,苯環(huán)的取代基和相鄰的間隔基團(tuán)可以彼此連接以形成環(huán)。
[0028] 間隔基團(tuán)的實例可以選自基團(tuán)-CH(CH3)-,-CH 2-CH2-和-〇_〇
[0029] 組分(b)的實例為: -二苯基乙烷(DPE)或它們的異構(gòu)體,特別地1,1 DPE(CAS 612-00-0),1,2DPE(CAS 103-29-7)和它們的混合物(尤其CAS 38888-98-1)。DPE可以通過當(dāng)制備乙基苯時獲得的 蒸餾殘余物的蒸餾進(jìn)行制備(EP 0098677)。它還可商業(yè)獲得; -二甲苯基醚(DT)或它們的異構(gòu)體,特別地對應(yīng)于CAS No. 4731-34-4, CAS 28299-41-4的那些和它們的混合物。DT尤其在市場中從公司LANXESS以商品名稱DiphylDT 獲得; -苯基-二甲苯基-乙烷(PXE)和它們的異構(gòu)體,特別地對應(yīng)于CAS No. 6196-95-8, CAS 76090-67-0的那些和它們的混合物。PXE尤其在市場中從CHANGZHOU WINSCHEM公司 以商品名