BR112014007100B1

BR112014007100B1 - Processo para preparar uma composiçao de fluido dieletrico

Info

Publication number: BR112014007100B1
Application number: BR112014007100-4A
Authority: BR
Inventors: Suh Joon Han; Dirk B. Zinkweg; Zenon Lysenko
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2020-11-24
Also published as: TW201320104A; CN103843071A; US20140346414A1; JP2014530469A; JP6046731B2; CN103843071B; US9793027B2; WO2013049182A1; CA2850154A1; KR20190039330A; KR101966296B1; JP6360535B2; MX2014003836A; TWI605472B; MX361788B; CA2850154C; CA3056968C; EP2751810A1; JP2017054818A; CA3056968A1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE FLUIDO DIELÉTRICO PARA APARELHO ELÉTRICO E PROCESSO PARA PREPARAR UMA COMPOSIÇÃO DE FLUIDO DIELÉTRICO Composição de fluido dielétrico para aparelho elétrico, compreendendo um ácido 12- hidroxi esteárico funcionalizado tendo propriedades desejáveis que incluem ponto de fluidez menor que -30°C e um ponto de combustão maior que 250°C. Pode ser preparado através de um processo em que 12-hidroxi estearato de metila é transesterificado mediante reação com um álcool C3 a C20 para formar 12-hidroxi estearato de alquila, seguido de esterificação do mesmo com ácido carboxílico C4-C20 linear ou ramificado. Esse ácido pode ser um cloreto de ácido livre, um ácido graxo, um anidrido de ácido carboxílico, ou suas combinações. O ácido 12-hidroxi esteárico funcionalizado resultante exibe capacidade termoxidativa, capacidade de fluxo à baixa temperatura melhoradas e ponto de combustão aumentado.

Description

Campo da Invenção

[001] A invenção refere-se particularmente ao campo de fluidos dielétricos utilizados na gestão térmica de transformadores. Mais particularmente, refere-se a composições melhoradas que proporcionam isolamento elétrico e/ou dissipação de calor para transformadores e outros aparelhos.

Histórico da Invenção

[002] A gestão térmica de transformadores é conhecida por ser critica à segurança da operação do transformador. Embora os transformadores convencionais operem eficientemente a temperaturas relativamente altas, o calor excessivo é prejudicial à sua vida útil. Isso porque os transformadores contêm isolamento elétrico que é utilizado para impedir que os componentes e condutores energizados entrem em contato ou formem centelhas com outros componentes, condutores ou circuitos internos. Em geral, quanto mais altas as temperaturas enfrentadas pelo isolamento, menor a vida útil. Quando o isolamento deixa de funcionar, pode ocorrer uma falha interna ou curto circuito, causando incêndio.

[003] Para evitar aumento excessivo da temperatura e falha prematura do transformador, os transformadores são geralmente preenchidos com um refrigerante liquido para dissipar as quantidades relativamente grandes de calor gerado durante a operação normal do transformador. O liquido refrigerante também opera para isolar eletricamente os componentes do transformador como meio dielétrico. 0 liquido dielétrico deve ser capaz de resfriamento e isolamento durante toda a vida útil do transformador, que, em várias aplicações, é superiora vinte anos. Pelo fato de os fluidos dielétricos resfriarem o transformador por convecção, a viscosidade de um fluido dielétrico em várias temperaturas é um dos fatores chave para determinar sua eficiência.

[004] Os óleos minerais vêm sendo testados em várias formulações dielétricas, particularmente pelo fato de oferecerem um grau de estabilidade térmica e oxidativa. Infelizmente, porém, acredita-se que os óleos minerais não são ecologicamente corretos e podem apresentar pontos de combustão inaceitavelmente baixos, em alguns casos, tão baixos quanto 150 graus Celsius (°C), muito próximos das temperaturas máximas às quais um fluido dielétrico provavelmente será exposto durante o uso em uma determinada aplicação, tal como um transformador. Devido a seus baixos pontos de combustão, os pesquisadores buscaram materiais dielétricos alternativos.

[005] Nessa busca por alternativas, os óleos vegetais foram identificados primeiro como meio dielétrico que poderia ser ecologicamente correto e exibir as características desejadas de pontos de combustão desejavelmente altos (significativamente maiores que 150°C) e propriedades dielétricas desejáveis. Podem também ser biodegradáveis em curto espaço de tempo. Finalmente, podem oferecer compatibilidade melhorada com materiais isolantes sólidos.

[006] Infelizmente, fluidos à base de óleo mineral podem apresentar suas próprias desvantagens, se comparados com óleos minerais. Por exemplo, os óleos vegetais tendem a apresentar pontos de fluidez mais altos, por exemplo, superiores a 0°C. Isso é problemático em muitas aplicações, quando um ponto de fluidez igual ou inferior a -15°C se faznecessário. Podem também apresenta uma viscosidade indese javelmente mais alta que um fluido à base de óleo mineral. Assim, os pesquisadores buscam identificar fluidos dielétricos que possam operar de forma segura e apropriada em uma faixa de temperatura ampla de cerca de -15°C a cerca de 110 °C, e que sejam térmica e oxidativamente estáveis nos mesmos.

[007] Pesquisadores buscando alternativas identificaram vários fluidos possíveis. Por exemplo, a patente americana No. 6.340.658 Bl (Cannon et al.) descreve um fluido eletricamente isolante à base de óleo vegetal, que é ecologicamente correto e que possui alto ponto de fulgor e alto ponto de combustão. O óleo base é hidrogenado para produzir a máxima estabilidade possivel do óleo. Os óleos vegetais são selecionados, por exemplo, de soja e de milho.

[008] A publicação de patente americana No. 2008/0283803 Al descreve uma composição dielétrica compreendendo pelo menos um óleo vegetal refinado, descolorado, desodorizado e preparado para o inverno e pelo menos um antioxidante. 0 fluido dielétrico compreende ainda pelo menos um éster sintético, sendo que o éster sintético é um material de base biológica. A patente define o termo "éster sintético" como se referindo a ésteres produzidos através de uma reação entre (1) um poliol de base biológica ou derivado de petróleo e (2) um ácido orgânico linear ou ramificado que pode ser de base biológica ou derivado de petróleo. O termo "poliol"refere-se a alcoóis com dois ou mais grupos hidroxila. Exemplos adequados dos ésteres sintéticos de base biológica incluídos são os produzidos reagindo-se um poliol com um ácido orgânico com extensões de cadeia carbônica de C8-C10 derivado de umóleo vegetal, tal como, por exemplo, óleo de coco. Os ésteres sintéticos também incluem ésteres de pentaeritritol sintéticos com grupos C7-C9. Outros polióis apropriados para reagir com ácido orgânico no preparo de ésteres sintéticos incluem neopentil glicol, dipentaeritritol, e e-etilhexila, n-octila, isooctila, isononil, isodecil e tridecil álcoois.

[009] Apesar destes e de outros esforços por parte de vários pesquisadores, existe ainda a necessidade de desenvolver fluidos dielétricos que tenham a combinação desejada de propriedades, bem como viabilidade econômica e capacidade de biodegradação.

Sumário da Invenção

[010] Em um aspecto, a invenção é uma composição de fluido dielétrico para aparelho elétrico compreendendo um ácido 12- hidroxi esteárico funcionalizado, tendo pelo menos uma propriedade selecionada de um peso molecular médio numérico (Mn) de 400 Daltons (Da) a 10.000 Da, uma resistência à ruptura dielétrica maior que 20 quilovolts/folga Imm (kV/mm), um fator de dissipação menor que 0,2 por cento (%) a 25°C, um ponto de combustão maior que 250 °C, uma viscosidade cinemática menor que 35 cm2/s (35 centistokes (cSt)) a 40°C, um ponto de fluidez menor que -30°C; uma acidez menor que 0,03 miligramas de hidróxido de potássio por grama de amostra (mg KOH/g) e uma combinação dos mesmos.

[011] Em outro aspecto, a invenção é um processo para preparar uma composição de fluido dielétrico compreendendo (a) reagir 12-hidroxi estearato de metila e um álcool C3 a C20 linear ou ramificado em condições apropriadas para formar um 12-hidroxi estearato de alquila; e (b) reagir o 12-hidroxi estearato de alquila e um ácido carboxilico selecionado dogrupo consistindo de cloretos de ácido livre C4-C20; anidridos de ácido carboxilico e suas combinações, em condições apropriadas para formar um ácido 12-hidroxi esteárico funcionalizado.

Descrição detalhada das concretizações

[012] A invenção provê uma composição de fluido dielétrico que é útil para gestão térmica de aparelhos elétricos, e que possui uma variedade de propriedades desejáveis. Essas propriedades podem incluir, em concretizações especificas e não restritivas, uma propriedade ou combinação de propriedades, selecionadas de resistência à ruptura dielétrica maior que 20 quilovolts/folga 1 mm, um fator de dissipação menor que 0,2 por cento (%) a 25°C, um ponto de combustão maior que 250°C, uma viscosidade cinemática menor que 35 cm2/s (35 centistokes (cSt) ) a 40°C, um ponto de fluidez menor que -30°C e uma acidez menor que 0,03 miligramas de KOH/g. Além disso, pode ter um peso molecular médio numérico (Mn) variando de 400 Daltons (Da) a 10.000 Da, o que ajuda a garantir uma viscosidade que é útil nas aplicações alvo. As normas da American Society for Testing and Materials (ASTM) utilizadas para determinar essas propriedades são indicadas na Tabela 1 abaixo. Tabela 1: Normas ASTM e propriedades testadas.

[013] As composições de fluido dielétrico podem ser preparadas iniciando-se com um produto comercial 12-hidroxiestearato de metila (adiante abreviado como "12-HMS"), ou, em uma etapa de pré-processo, de um óleo vegetal comumente conhecido e amplamente disponivel no mercado, óleo de ricino. 0 óleo de ricino compreende principalmente ácido ricinoleico como principal componente (aproximadamente 90 por cento das cadeias de ácido graxo) e, em menores quantidades (aproximadamente 10 por cento das cadeias de ácido graxo), ácidos oleico e linoleico, todos baseados em cadeias com 18 carbonos. O próprio óleo de ricino apresenta estabilidade termooxidativa e capacidade de fluxo à baixa temperatura relativamente insatisfatórias.

[014] Para começar com óleo de ricino como precursor, ele pode ser tipicamente hidrogenado e então transesterifiçado mediante reação, por exemplo, com metanol, para formar 12- HMS. Esse 12-HMS pode então ser separado dos produtos de óleo de ricino restantes. Uma vez que o ácido ricinoleico inclui insaturação no nono (9o) carbono da cadeia de 18 carbonos, a hidrogenação serve para eliminar essa insaturação. A hidrogenação de óleo de ricino é conhecida no estado da técnica e essa etapa de hidrogenação pode ser opcionalmente incluída simplesmente como etapa de pré-processo com a presente invenção.

[015] Após o 12-HMS ter sido obtido ou preparado, estará pronto para uso na primeira etapa do processo inventivo. Essa etapa envolve uma transesterificação do 12-HMS, em que ele é reagido com alcoóis C3 a C20 lineares ou ramificados, em condições adequadas para formar o 12-hidroxi estearato de alquila. Em concretizações preferidas, esse álcool pode ser um álcool C6 a C12 linear ou ramificado, e mais preferivelmente álcool C8 a CIO linear ou ramificado.Condições preferidas para essa reação incluem um excesso estequiométrico do álcool, mais preferivelmente de três (3) a seis (6) vezes a quantidade que seria estequiométrica com o 12-HMS, e o mais preferivelmente de quatro (4) a seis (6) vezes. É também desejável utilizar um catalisador de transesterificação efetivo selecionado, por exemplo, de bases de sódio ou potássio, tais como metóxido de sódio (NaOCH3); óxidos de alquilestanho, tais como óxido de tri-n- butilestanho ou dilaurato de dibutilestanho; ésteres de titanato; e ácidos, tais como cloridrico ou sulfúrico; e suas combinações; uma temperatura variando de 100°C a 200°C, mais preferivelmente de 120°C a 190°C e o mais preferivelmente de 140°C a 180°C/ à pressão atmosférica, seguido de qualquer destilação adequada tal como evaporação em pelicula fina. Na primeira etapa de reação, a porção alquila do 12-hidroxi estearato de alquila procede do residue álcool, ou seja, o R na fórmula de álcool ROH. Exemplos não restritivos de grupos alquila C3-C20 incluem, em concretizações especificas, porções lineares incluindo hexila, octila, decila e dodecila, e suas porções ramificadas correspondentes, tais como etilexila e etiloctila.

[016] Após o 12-hidroxi estearato de alquila ter sido preparado - por exemplo, através de uma reação de 12-HMS e 2- etil hexanol resultando em um produto de transesterificação, ou seja, 12-hidroxi estearato de 2-etilexila, ou através de uma reação de 12-HMS e octanol resultando em um produto de transesterificação que é 12-hidroxi estearato de octila - ele é então esterificado, em uma segunda etapa do processo, reagindo-o com um agente de esterificação ou capeamento. Esse agente é ácido carboxilico C4-C20, preferivelmente C6-C12 emais preferivelmente C8-C10 linear ou ramificado. Esse ácido carboxilico pode ser selecionado de cloretos de ácido livre, cloretos de ácido graxo, anidridos de ácido carboxilico, e suas combinações. A finalidade dessa segunda etapa consiste em funcionalizar o 12-hidroxi estearato de alquila, ou seja, capear na extremidade os grupos hidroxila livres, aumentando assim a ramificação para aumentar o ponto de combustão, enquanto ao mesmo tempo restringe a formação de viscosidade.

[017] Quando essa segunda etapa for conduzida em condições apropriadas, o resultado será um éster oxialcanóico capeado, derivado de 12-hidroxi estearato de alquila, ou seja, é ácido 12-hidroxi-esteárico funcionalizado. Por exemplo, se o produto de transesterificação de primeira etapa for 12- hidroxi estearato de 2-etilexila, e a esterificação de segunda etapa (ou seja, capeamento) for conduzida utilizando um cloreto de ácido carboxilico, tal como cloreto de decanoila, o produto resultante será estearato de 2-etilexil- 12-oxidecanoila. Se o produto de transesterificação de primeira etapa for 12-hidroxi estearato de 2-etilexila, e a esterificação de segunda etapa for conduzida utilizando cloreto de octanoila, o resultado será estearato de 2- etilexil-12-oxioctanoila. Se o produto de primeira etapa for 12-hidroxi estearato de 2-etilexila, e a esterificação de segunda etapa for conduzida utilizando anidrido isobutirico, o resultado será estearato de 2-etilexil-12-oxisobutanoíla. Os habilitados na técnica entenderão que existem muitas outras concretizações da invenção, dependendo do álcool e do agente de capeamento (esterificação) selecionado, e que esses exemplos são providos para fins ilustrativos apenas.

[018] Condições preferidas para essa segunda etapa dereação incluem um leve excesso estequiométrico do agente de capeamento (preferivelmente de 1 molar por cento (mol %) a 10 moles por cento, mais preferivelmente de 0,5 mol por cento a 5 moles por cento, e o mais preferivelmente de 0,1 mol por cento a 0,2 mol por cento. É também desejável utilizar um catalisador de esterificação eficaz selecionado, por exemplo, de bases de sódio ou potássio, tal como metóxido de sódio (NaOCHg) ; óxidos de alquilestanho, tais como óxido de tri-n- butilestanho e dilaurato de dibutilestanho; ésteres de titanato; e ácidos tais como cloridrico e sulfúrico; e suas combinações; uma temperatura variando de 14 0 °C a 180°C; pressão atmosférica, seguido de qualquer meio de destilação apropriado, tal como evaporação em pelicula fina. Observa-se que em escala comercial, um ácido carboxilico livre, tal como ácido decanóico, pode ser mais econômico do que um cloreto de ácido graxo ou um anidrido.

[019] O esquema do processo a seguir é provido como Figura 1 para ilustrar o aspecto do processo da invenção. Para fins ilustrativos somente, a Figura 1 mostra o uso de 2-etil- hexanol como álcool de transesterificação; NaOCHβ como catalisador para transesterificação; e uma temperatura de transesterificação de 160°C. Na segunda etapa da Figura 1, a esterificação do 12-hidroxi estearato de 2-etilexila é conduzida mediante reação com cloreto de decanoila para formar o fluido dielétrico final capeado, que é estearato de 2-etilexil-12-oxidecanoila.

[020] Quando preparadas conforme descrito, as composições novas que podem ser preparadas pelo processo acima descrito, podem exibir propriedades altamente desejáveis. Por exemplo, podem ter um Mn de 400 Da a 10.000 Da, preferivelmente de 500Da a 5.000 Da; uma ruptura dielétrica maior que 20 quilovolts/lmm folga, preferivelmente maior que 25 kV/mm folga; fator de dissipação menor que 0,2% a 25°C, preferivelmente menor que 0,1% a 25°C; um ponto de combustão maior que 250 °C, preferivelmente maior que 300 °C; uma viscosidade cinemática menor que 35 cm2/s (35 cSt) a 40°C, preferivelmente menor que 30 cm2/s (30 cSt) a 40°C; um ponto de fluidez menor que -30°C, preferivelmente menor que -40°C; e/ou uma acidez menor que 0,03 mg KOH/g, preferivelmente menor que 0,025 mg KOH/g. Em algumas concretizações, duas ou mais das propriedades podem ser características das composições.

[021] Outra vantagem das composições de fluido dielétrico da presente invenção é que podem ser usadas na forma pura, ou seja, a 100 por cento em peso (% peso) de um fluido dielétrico utilizado em uma aplicação, tal como em um transformador, ou podem ser combinadas e serem compatíveis com uma variedade de outros fluidos dielétricos para tais aplicações, a niveis que variam de 1% em peso a 100% em peso. Em concretizações especificas, pode ser preferido que as composições da invenção compreendam de 30% em peso a 90% em peso de tais fluidos de combinação, e em concretizações mais preferidas, podem compreender de 40% em peso a 90% em peso, e o mais preferivelmente de 50% em peso a 90% em peso.

[022] Fluidos dielétricos adicionais que podem ser combinados com composições de fluido dielétrico da presente invenção podem incluir, em exemplos não restritivos, triglicerideos naturais, tais como óleo de girassol, óleo de canola, óleo de soja, óleo de palma, óleo de colza, óleo de algodão, óleo de milho, óleo de coco, óleos algáceos; óleosnaturais geneticamente modificados, tais como óleo de girassol com alto teor oleico e óleo de canola com alto teor oleico; ésteres sintéticos tais como ésteres de pentaeritritol; óleos minerais tais como óleos para isolamento elétrico UniVolt™ (da ExxonMobil); poli alfaolefinas, tais como copolioligômeros aleatórios ramificados de polietileno-octeno, hexano, butileno, propileno e/ou decaleno, com valores Mn variando de 500 Da a 1200 Da; e suas combinações. Será óbvio aos habilitados na técnica que a inclusão de fluidos dielétricos e/ou não dielétricos adicionais podem significativamente alterar as propriedades e que, portanto, tal efeito deve ser levado em consideração de acordo com a aplicação pretendida.

[023] Entre as vantagens das composições de fluido dielétrico da invenção está o fato de serem biodegradáveis, obtidas de recursos renováveis, e geralmente classificadas como ecologicamente corretas. Além disso, devido à seus pontos de combustão relativamente altos, são geralmente menos inflamáveis que muitos de seus concorrentes dielétricos. Também apresentam boas propriedades de estabilidade térmica e hidrolitica que aumentam a vida útil do sistema de isolamento.

Exemplos Exemplo 1: (12-HMS/2-etil-l-hexanol/cloreto de octanoíla)

[024] Dia 1: 164, 75 gramas (g) de 2-etil-l-hexanol são pesados em um frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 1000 mililitros (ml) . Um condensador, Dean Stark Trap, termômetro com regulador de temperatura Thermo-0- Watch, um agitador mecânico de topo, rolha e entrada de N2 são adicionados. O agitador é ligado. cubo de metal sódio(Na) (~0,102 g, nivelado, cortado em pedaços pequenos) é adicionado ao frasco. 0 calor é ajustado em 60°C. 0 sódio é dissolvido após 45 minutos. 100,23g de 12-HMS são adicionados. O frasco é envolvido com o isolamento. O calor é ligado a 160°c. O topo de metanol é coletado. A reação é misturada por 6 horas e deixada prosseguir da noite para o dia.

[025] Dia 2: Após 7h, GC confirma que a reação está completa; o calor é então desligado. 100 ml de tolueno são adicionados após a mistura de reação retornar à temperatura ambiente. A amostra é colocada em um funil de separação, sendo realizadas três (3) lavagens de 50 ml (cada) com IN HC1 para neutralizar o Na. A camada aquosa é descartada. A camada orgânica é turva e colocada em um frasco Erlenmeyer de 500 ml. O sulfato de magnésio (MgSO4) , pó anidro, é adicionado ao frasco Erlenmeyer até que o MgSO4 para de se acumular no frasco. A solução torna-se então limpida. O MgSO4 é filtrado utilizando um funil Buchner com placa perfurada conectada a um Erlenmeyer. Para remover o tolueno e o excesso de 2-etil- 1-hexanol, a amostra é evaporada utilizando um evaporador rotativo ("rotovap") fixado com uma bomba. Primeiramente, a temperatura do banho maria é ajustada em 40°C para remover o tolueno, e então elevada para 90°C para remover o 2-etil-l- hexanol. GC confirma que ainda existe um excesso de 2-etil-l- hexanol; assim, a amostra é colocada no WFE utilizando as condições a seguir descritas. Tabela 2: Condições de coleta para 12-hidroxi estearato de 2- etilexila

100 mtorr = cerca de 0,01 quilopascal (kPa)

[026] Dia 3: A adição de cloreto de octanoila (excesso 1,1 mol) é conduzida pesando-se primeiramente 107,00 g de produto em um frasco de fundo redondo de três bocas de 500 ml. Um condensador, termômetro com regulador de temperatura Thermo- O-Watch, um agitador mecânico de topo, rolha e entrada de N2 são adicionados. O agitador é ligado. 100 ml de tolueno são adicionados. Utilizando um funil de adição, 44,87 g de cloreto de octanoila são adicionados. Após 1 hora, GC confirma que a reação está concluída.

[027] 100 ml de metanol são adicionados à amostra. A amostra é colocada no rotovap para remoção de tolueno e metanol. GC confirma que parte do solvente ainda está presente na amostra. A amostra é então colocada no WFE utilizando as mesmas condições anteriormente descritas. Os cortes de topo são descartados.

[028] A amostra é colocada em freezer da noite para o dia, e na manhã seguinte constata-se que congelou. O índice de acidez é de 0,45 mg KOH/g.

Exemplo 2: 12-HMS/ME-810* (uma mistura aproximada de 50:50% em peso de metil ésteres octanóico e decanóico)

[029] Dia 1: 301,41 g de 12-HMS são pesados em um frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 1000 ml. Um condensador, Dean Stark Trap, termômetro com regulador de temperatura Thermo-O-Watch, um agitador mecânico de topo e entrada de N2 são adicionados. O agitador é ligado. 410,90 gde ME-810 são adicionados. A reação é aquecida a 170°C e o progresso da reação monitorado por GPC até conclusão. A reação é passada pelo WFE utilizando fluxo continuo e sob as condições a seguir descritas. Os sedimentos de fundo são coletados e o topo descartado. Tabela 3: Condições de coleta para 12-HMS/ME-810

200 mtorr = cerca de 0,03 kPa

[030] O produto compreende principalmente sólidos com algum liquido, sendo considerado inaceitável para aplicações de fluido em transformador.

Exemplo 3: 12-HMS/ácido 2-etilexanóico

[031] Dia 1: 101,6g de 12-HMS são pesados em um frasco de fundo redondo de 3 bocas com capacidade para 500 ml. Um condensador, Dean Stark Trap, termômetro com regulador de temperatura Thermo-O-Watch, um agitador mecânico de topo e entrada de N2 são adicionados. 132,9 g de ácido 2- etilexanóico são adicionados e a reação agitada é aquecida a 170°C. Após 3 horas, o calor é desligado. O progresso da reação é monitorado através de GPC. Concluida a reação, o produto é colocado em WFE utilizando as condições a seguir descritas. O topo é descartado. A solução é limpida, de cor amarelo-ouro. Tabela 4: Condições de coleta para ácido 2-etilexanóico

Exemplo 4: 12-HMS/2-etil-l-hexanol/cloreto de decanoíla

[032] Dia 1: 400, 66 de 2-etil-l-hexanol são pesados em um frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para2000 ml. Um condensador, Dean Stark Trap, para coletar subproduto, termômetro com regulador de temperatura Thermo-O- Watch, um agitador mecânico de topo, e entrada de N2 são adicionados. Metal Na (0,411 g, nivelado, cortado em pequenos pedaços) é adicionado à reação agitada e a reação aquecida a 160°C. A reação é misturada da noite para o dia. A reação prossegue pelos Dias 2 e 3.

[033] Dia 4: GC confirma que a reação foi concluida, sendo esta neutralizada com 2 ml de HC1 12N, à temperatura ambiente. A amostra é filtrada utilizando um Erlenmeyer de 2000 ml com braço lateral e um funil Buchner de 150g com papel filtro. A amostra tem cor laranja muito clara. Para remover o excesso de 2-etil-l-hexanol, a amostra é evaporada em vácuo. GC confirma que ainda existe um excesso de 2-etil- l-hexanol, quando então a amostra é colocada em WFE utilizando as condições seguintes. Tabela 4: Condições de coleta para excesso de 2-etil-l- hexanol

100 mtorr = cerca de 0,01 kPa

[034] A análise GPC revela a presença de espécies diméricas e o produto é removido via WFE sob as condições seguintes. Tabela 5: Condições de coleta para excesso de 2-etil-l- hexanol

100 mtorr = 0,01 kPa

[035] A análise GC revela que somente o material desejado é isolado no destilado ou fração de topo. 350,12 g desteproduto são pesados em um frasco de fundo redondo de três bocas, com capacidade para 2000 ml. Um condensador, termômetro com regulador de temperatura Thermo-O-Watch, um agitador mecânico de topo, e entrada de N2 são adicionados. A reação agitada são adicionados 177,32 g de cloreto de decanoila (um excesso molar de 1,1) em gotas a uma determinada taxa para manter a temperatura da reação igual ou inferior a 50°C. A reação é deixada prosseguir sob agitação sem calor da noite para o dia. A análise GC confirma que a reação está concluida.

[036] 35g de metanol são adicionados para resfriarrapidamente o excesso de cloreto de ácido e a amostra é colocada no rotovap para remover o metanol. A amostra é laranja-escuro. Decidiu-se colocar a amostra em WFE para remoção de ácido residual. O WFE é ajustado utilizando as mesmas condições da primeira destilação em WFE. Os produtos de topo são descartados. Tabela 6: Condições de coleta para remoção de decanoato de metila

100 mtorr = cerca de 0,01 kPa

[037] 378,12g da amostra são colocados em um frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 1000 ml. Um termômetro com regulador de temperatura Thermo-O-Watch e um agitador mecânico de topo são adicionados. 42g de silicato de magnésio são adicionados à reação agitada e então a reação é aquecida a 70°C por 1 hora. A amostra é então resfriada e filtrada utilizando um aparelho de microfiltração de 90 milimetros (mm) com papel filtro tendo um tamanho de poro de1 micrômetro (pm) . 0 índice de acidez do produto final é de 0,05 mg KOH/g.

Exemplo 5 :(12-HMS/2-etil-l-hexanol/cloreto de 2-etilhexanoíla)

[038] Dia 1: 514 g de 2-etil-l-hexanol são pesados em um frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 2000 ml. Um condensador, Dean Stark, termômetro com regulador de temperatura Thermo-O-Watch, um agitador mecânico de topo, rolha e entrada N2 são adicionados. O agitador é ligado. Uma quantidade de 1 cubo de metal Na (nivelado, cortado em pequenos pedaços) é adicionada ao frasco. O calor é ligado a 60°C. O Na dissolve após 45 minutos. 300g de 12-HMS são adicionados ao frasco. O frasco envolvido com o isolamento. O calor é aumentado para 160°c. A reação é misturada por 6 horas e deixada prosseguir da noite para o dia e continua pelos Dias 2 e 3.

[039] No Dia 4, após 4 horas, GC confirma que a reação está concluída. 12 ml de metanol são coletados. Quando a reação é resfriada, 100 ml de água deionizada (Dl) (H2O) são adicionados e neutralizados com 150 ml de HC1 1N. Três lavagens com água são realizadas e separadas utilizando um funil de separação. A camada aquosa é descartada. A camada orgânica é colocada em um frasco Erlenmeyer de 2000 ml. MgSC>4, pó anidro, é adicionado ao frasco Erlenmeyer até que MgSO4 para de se acumular no frasco. A solução é ainda muito turva. Uma coluna preparada com Celite é montada, tolueno adicionado à solução, e a solução despejada em coluna de Celite. A solução torna-se então límpida. Para remover tolueno e excesso de 2-etil-hexanol, a amostra é evaporada utilizando um rotovap sob vácuo. O banho-maria éprimeiramente ajustado em 40°C para remover o tolueno, e então a temperatura é aumentada para 90 °C para remover 2- etil-l-hexanol. 326,81g são recuperados. GC confirma que um excesso de 2-etil-l-hexanol permanece, sendo a amostra então colocada em WFE utilizando as condições seguintes. Tabela 7: Remoção de excesso de 2-etil-l-hexanol

[040] A adição de cloreto de 2-etilhexanoíla (excesso molar1,2) é conduzida em lotes, conforme a seguir descrito:

[041] Lote 1: 80, 77g de produto são pesados em frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 500 ml. Um condensador, termômetro com regulador de temperatura Thermo- O-Watch, um agitador mecânico de topo, rolha e entrada N2 são adicionados. O agitador é ligado. 150 ml de tolueno são adicionados. Utilizando o funil de adição, adiciona-se cloreto de 2-etilhexanoila. Após 1 hora, o cloreto de 2- etilexanoila é adicionado e o calor aumentado para 120°C. Após lh, o cloreto de 2-etilexanoila é adicionado e o calor aumentado para 120°C. Após 1 hora, GC confirma que a reação está concluida. A reação é interrompida e reservada.

[042] Lote 2: 80, 04g de produto são pesados em frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 500 ml. Um condensador, termômetro com regulador de temperatura Thermo- O-Watch, um agitador mecânico de topo, rolha e entrada N2 são adicionados. O agitador é ligado. 130 ml de tolueno são adicionados. Utilizando um funil de adição, adiciona-se 39,9g de cloreto de 2-etilhexanoila. Após 1 hora, o cloreto de 2- etilexanoila é adicionado e o calor aumentado para 120°C. Após lh, o cloreto de 2-etilexanoila é adicionado e o caloraumentado para 120°C. Após 1 hora, GC confirma que a reação está concluída. A reação é interrompida e reservada.

[043] Lote 3: 132,12g de produto são pesados em frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 500 ml. Um condensador, termômetro com regulador de temperatura Thermo- O-Watch, um agitador mecânico de topo e entrada N2 são adicionados. O agitador é ligado. 150 ml de tolueno são adicionados. Utilizando o funil de adição, adiciona-se 69,93g de cloreto de 2-etilhexanoila. Após 1 hora, o cloreto de 2- etilexanoila é adicionado. A reação é deixada prosseguir sob agitação sem calor da noite para o dia. No dia seguinte, GC confirma que a reação foi concluída.

[044] Os três lotes são combinados em um frasco de fundo redondo de três bocas com capacidade para 2000 ml. São adicionados termômetro e um agitador mecânico de topo. 300 ml de metanol são adicionados à amostra. O agitador é ligado. A amostra é deixada misturar por 30 minutos. A amostra é colocada no rotovap para remover o tolueno e metanol. 431,04g são recuperados. 0 índice de acidez é testado e determinado como 5,39 mg KOH/g. 50,65 g de pelotas de hidróxido de sódio (NaOH) são adicionados ao frasco e um agitador, e a amostra agitada da noite para o dia. No dia seguinte, 500 ml de hexano são adicionados, e a amostra despejada em uma coluna preenchida em M da capacidade com sílica gel 60. Após o rotovap, 357,78g são recuperados. A amostra é colocada no WFE utilizando as mesmas condições anteriores para remover qualquer excesso de solvente. Os resíduos de topo são descartados.

Claims

1. Processo para preparar uma composição de fluido dielétrico, caracterizadopelo fato de compreender: (a) reagir 12-hidroxi estearato de metila e um álcool C3 a C20 linear ou ramificado em condições apropriadas para formar um 12-hidroxi estearato de alquila; e (b) reagir o 12-hidroxi estearato de alquila e um ácido carboxilico selecionado do grupo consistindo de cloretos de ácido livre C4-C20 lineares ou ramificados, ácidos graxos, anidridos de ácido carboxilico e suas combinações, em condições apropriadas para formar um ácido 12-hidroxi- esteárico funcionalizado.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a composição obtida ter pelo menos uma propriedade selecionada de um grupo consistindo de: (a) um peso molecular médio numérico de 400 Daltons a 10.000 Daltons; (b) uma ruptura dielétrica maior que 20 quilovolts/folga 1 mm; (c) um fator de dissipação menor que 0,2 por cento a 25°C; (d) um ponto de combustão maior que 250°C; (e) uma viscosidade cinemática menor que 35 cm2/s (35 centistokes), a 40°C; (f) um ponto de fluidez menor que -30°C; (g) uma acidez menor que 0,03 mg KOH/g; e (h) uma combinação das mesmas.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o ácido 12-hidroxi esteárico funcionalizado estar presente em uma quantidade variando de 1 por cento em peso a 100 por cento em peso.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o ácido 12-hidroxi esteárico funcionalizado estar presente em uma quantidade variando de 30 por cento em peso a 90 por cento em peso.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um triglicerideo natural; um óleo natural geneticamente modificado; um éster sintético; um óleo mineral; uma polialfaolefina; ou uma combinação dos mesmos.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o peso molecular médio numérico ser de 400 Daltons a 5.000 Daltons.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o álcool ser selecionado do grupo consistindo de alcoóis C8 a CIO.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7, caracterizado pelo fato de o ácido carboxilico ser selecionado de ácidos graxos C8 a CIO lineares ou ramificados, e anidridos de ácido carboxilico.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de o ácido carboxilico ser um cloreto de ácido livre C8 a CIO linear ou ramificado.