CN103890256A

CN103890256A - 包含非织造纤维网的绝缘材料

Info

Publication number: CN103890256A
Application number: CN201280051339.3A
Authority: CN
Inventors: G.芬维斯; M.A.哈梅; B.S.康; L.克里斯纳默伊; S.雷博伊拉特
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2014-06-25
Also published as: WO2013032912A1; EP2748363A1; JP2014529870A; KR20140068085A

Abstract

本发明提供绝缘材料，所述绝缘材料包含非织造纤维网，所述非织造纤维网包含多根长纺粘聚酯双组分纤维。所述多根双组分纤维的每一根包含：约20重量％至约80重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)，以及b)约80重量％至约20重量％在围绕所述芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)，其中所述以重量％计的含量是基于多根双组分纤维的每一根的总重量计的。本发明还提供电气装置，所述电气装置包括绝缘材料和介电流体，以及介电材料，所述介电材料包含浸渍有至少10重量％介电流体的非织造纤维网。

Description

包含非织造纤维网的绝缘材料

技术领域

本发明涉及用于电绝缘体的非织造纤维网。所述非织造纤维网包括多根长纺粘聚酯双组分纤维。

背景技术

电力变压器通常具有必须由介电(即不导电)材料分开的导线绕组。通常，将线圈和介电材料浸到流体介电传热介质中，以绝缘导体并耗散运行中产生的热。传热介质也必须起到电介质的作用。在典型的布置中，将纤维质和／或芳族聚酰胺纸或板用作介电材料。纤维质／芳族聚酰胺材料围绕导线而缠绕，用于隔离绕组介质，还可用作绕组或其他元件例如芯的结构支撑件。流体传热介质通常为油，其可以是例如矿物油或足够稳定的植物油。

在变压器的使用中，介电材料和传热流体会受到明显的电磁场和明显的温度波动以及电涌和电击穿影响。随着时间的推移，这些相对极端的条件会导致介电材料失效和／或传热流体劣化。此外，介电和传热流体还可因变压器内的氧迁移和产水或进水而直接和间接降解。具有延长的使用寿命的稳定的介电材料和传热流体可提供经济上的优势。

已公开了多种材料可用于电力变压器应用中。例如，专利申请公布WO2010／151548公开了用于油填充的变压器的织物可包括纸材、聚酯、聚酯膜、芳族聚酰胺纸诸如纤维素、牛皮纸、有机和无机纸材、织造和非织造材料、层压材料如DMD。

就可供选择的方案而言，仍然需要更低成本的绝缘材料，所述绝缘材料具有适于高温并适于长期用于电力变压器的物理特性。相似地，存在对包括此类绝缘材料的电气装置的需要。还存在对介电材料的需要，所述介电材料包含浸渍有介电流体的可供选择的绝缘材料。

发明内容

在一个实施例中，描述了绝缘材料，所述绝缘材料包括：

非织造纤维网，所述非织造纤维网包括多根长纺粘聚酯双组分纤维，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

a)约20重量％至约80重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)；以及

b)约80重量％至约20重量％在围绕所述芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)，

其中以重量％计的含量是基于所述多根双组分纤维中每一根的总重量计的。

在一个实施例中，描述了介电材料，所述介电材料包括浸渍有至少10重量％介电流体的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网包括多根长纺粘聚酯双组分纤维，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

在一个实施例中，描述了电气装置，所述电气装置包括：

介电流体和绝缘材料；

其中所述绝缘材料包括非织造纤维网，所述非织造纤维网包括多根长纺粘聚酯双组分纤维，并且其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

具体实施方式

本发明公开了绝缘材料，所述绝缘材料包括非织造纤维网，所述非织造纤维网包括多根长纺粘纤维，其中所述多根长纺粘纤维的每一根包含在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)和在围绕芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PTT)。本发明还公开了电气装置，所述电气装置包括介电流体和绝缘材料，其中所述绝缘材料包括非织造纤维网，所述非织造纤维网包括多根长纺粘纤维，其中所述多根长纺粘纤维的每一根包含在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)和在围绕芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。本发明还公开了介电材料，其中所述介电材料包括浸渍有至少10重量％介电流体的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网包括多根长纺粘纤维，其中所述多根长纺粘纤维的每一根包含在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)和在围绕芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。

参照以下术语描述本文所述的方法、组合物和制品。

如本文所用，在不定冠词“一个”或“一种”用于陈述或描述本发明方法中存在的步骤时，应当了解，除非明确提供了相反的陈述或描述，此类不定冠词的使用不将所述方法中存在的步骤数限制为一。

如本文所用，当数量、浓度或其它数值或参数以范围，优选范围或优选上限数值和优选下限数值的列表形式给出时，它应被理解为具体地公开由任何范围上限或优选数值和任何范围下限或优选数值的任何一对所构成的所有范围，而不管所述范围是否被单独地公开。凡在本文中给出某一数值范围之处，该范围都意在包括其端点，以及位于该范围内的所有整数和分数，除非另行指出。不旨在将本发明的范围限制为限定范围时详述的具体值。

如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或“含有”，或者其任何其他变型旨在包括非排他的包括。例如，包含一系列元素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些元素，而可以包括其它未明确列出的元素，或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备固有的元素。

如本文所用，术语“重量％”是指重量百分比。

如本文所用，术语“牛皮纸”是指通过硫酸盐制浆法制成的纸材，其中所述纸材由纸浆纤维(通常来自木材或其它植物纤维)的纤维网组成，所述纤维网由含水浆液在线材或筛网上形成并通过氢键保持在一起。牛皮纸还可包含多种添加剂和填料。参见，例如，Handbook of Pulping andPapermaking，Christopher J.Bierman，学术出版社，1996。

如本文所用，术语“热升级牛皮纸(thermally upgraded Kraft paper)”是指在纸材的一面或两面上施用环氧树脂以改善所述纸材的热性能的牛皮纸。

如本文所用，术语“非织造纤维网”与“非织造片材”、“非织造层”以及“非织造织物”互换使用。如本文所用，术语“非织造”是指无规取向的纤维、长丝或线所制造片材、纤维网或棉絮定位成形成不具有可识别图案的平面材料。非织造纤维网的例子包括熔喷纤维网、纺粘纤维网、梳理纤维网、气流成网纤维网、湿法成网纤维网、和射流喷网法纤维网、以及包含多于一个非织造层的复合纤维网。使用“直接铺列”法有利地制备用于本文所公开的方法和制品的非织造纤维网。“直接铺列”是指将单根纤维或丛丝直接纺丝或收集成纤维网或片材，而不将长丝卷绕在包装上或收集丝束。

如本文所用，术语“纺粘纤维”是指通过将熔融热塑性聚合物材料由喷丝头的多根细小的、通常为圆形的毛细管挤出成纤维而形成的纤维，随后通过拉伸并随后淬灭纤维而迅速减小挤出纤维的直径。还可使用其它纤维横截面形状诸如椭圆形、多叶形等。纺粘纤维一般是长并且通常具有大于约5微米的平均直径。纺粘非织造纤维网通过如下形成：将纤维随机铺列在收集表面如多孔筛网或成型带上，并通过本领域已知的方法如通过热辊压延或通过在高压下使纤维网穿过饱和蒸汽室来纺粘所述纤维。例如，所述非织造纤维网可在位于整个非织造纤维网的多个热粘结点处热点粘结。

如本文所用，术语“双组分纤维”是指纤维包含一对沿所述纤维的长度彼此紧密附着的聚合物组分，使得纤维的横截面为例如并列型、皮-芯型或其它适宜的横截面。双组分皮／芯型聚合物纤维的横截面可为圆形、三叶形、五叶形、八叶形(像圣诞树)、哑铃形、海岛型或换句话讲星形。纤维也可呈并列排列。

如本文所用，术语“连续纤维”是指无限或极端长的纤维。实际上，“连续纤维”中可具有由于制造过程的一个或多个断裂，但是“连续纤维”可区别于切割成预定长度的短纤维。

包括皮-芯型构型的多个连续纺粘双组分纤维的非织造纤维网公开在2010年12月17日提交的共同拥有的美国专利申请12／971415中，该文献全文以引用方式并入本文。纺粘双组分纤维的皮组分和芯组分之间的重量比优选为25∶75。双组分纤维具有在2微米至20微米范围内的平均纤维直径。在一个实施例中，每根双组分纤维包含75重量％在芯中的PET和25重量％在围绕所述芯的外皮中的PTT。在另一个实施例中，每根双组分纤维包含50重量％在芯中的PET和50重量％在围绕所述芯的外皮中的PTT。

在另一个实施例中，每根双组分纤维包含约20重量％至约80重量％在芯中的PET和约80重量％至约20重量％在围绕芯的外皮中的PTT。在另一个实施例中，每根双组分纤维包含约25重量％至约50重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)和约75重量％至约50重量％在围绕芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。

用于本发明所公开的非织造纤维网的纺粘纤维的皮组分的PTT具有在0.9dl／g至1.3dl／g或0.95dl／g至1.05dl／g范围内的特性粘度。

在一个实施例中，“聚(对苯二甲酸丙二醇酯)”(PTT)为包含至少70摩尔％对苯二甲酸丙二醇酯重复单元的均聚物或共聚物。优选的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)包含至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％，甚至更优选地至少95摩尔％或至少98摩尔％，以及最优选地约100摩尔％的对苯二甲酸丙二醇酯重复单元。

共聚物的例子包括使用3种或更多种反应物制成的共聚酯，每种反应物均具有两个成酯基团。例如，共聚(对苯二甲酸丙二醇酯)可使用共聚单体制成，所述共聚单体选自具有4-12个碳原子的直链的、环状的和支链脂族二羧酸(例如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、1，4-环己二羧酸)；不是对苯二甲酸并具有8-12个碳原子的芳族二羧酸(例如间苯二甲酸和2,6-萘二甲酸)；具有2-8个碳原子的直链的、环状的和支链脂族二醇(不是1，3-丙二醇，例如乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2,2-二甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、以及1，4-环己二醇)。所述共聚单体在共聚酯中的含量通常在约0.5摩尔％至约15摩尔％范围内，并且其含量可以为至多30摩尔％。

在一个实施例中，PTT由衍生自可再生资源的1，3-丙二醇与对苯二甲酸或酸等同物缩聚而制成。在一个实施例中，PTT包含按重量计至少20％并且在一些情况下至少30％的可再生资源的成分。适于本发明所公开的非织造纤维网的示例性PTT以商标

购自DuPont Company(Wilmington，DE)。在一个实施例中，本发明所公开的非织造纤维网具有按所述纤维网的总重量计至少5％的可再生资源含量。

可再生资源的1，3-丙二醇包含植物吸收的来自大气二氧化碳中的碳，所述植物构成了用于制备1，3-丙二醇的原料。换句话讲，可再生资源的1，3-丙二醇仅包含可再生的碳，而不包含基于化石燃料或基于石油的碳。

尤其优选的1，3-丙二醇的可再生资源是使用可再生生物来源如玉米原料经由发酵方法制备的。例如，能够将甘油转化为1，3-丙二醇的细菌菌株存在于菌种克雷伯氏菌属(Klebsiella)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、梭菌属(Clostridium)和乳杆菌(Lactobacillus)中。所述技术公开于多个公布中，包括美国专利5,633,362、5,686,276和5,821,092。美国专利5,821,092特别公开了一种使用重组生物体由甘油生物制备1，3-丙二醇的方法。该方法引入了对1，2-丙二醇具有特异性的异源pdu二醇脱水酶基因转化的大肠杆菌(E.coli)。转化后的大肠杆菌(E.coli)在存在甘油作为碳源的情况下生长，并从生长培养基中分离出1，3-丙二醇。由于细菌和酵母都能够将葡萄糖(如玉米糖)或其它碳水化合物转化为甘油，因此公开于这些公布中的方法提供了1，3-丙二醇单体的可再生资源。

因此，衍生自可再生资源的1，3-丙二醇的PTT对环境的影响较小，这是因为组合物中所用的1，3-丙二醇不耗减化石燃料，并且降解时将碳释放回到大气中以被植物再次利用。因此，本发明组合物的特征可在于更加天然，并且具有比包含基于石油的1，3-丙二醇的相似组合物更小的对环境的影响。

聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)可包含多种共聚单体，包括二甘醇、环己烷二甲醇、聚(乙二醇)、戊二酸、壬二酸、癸二酸、间苯二甲酸等。除了这些共聚单体外，也可以使用支化剂，如均苯三甲酸、均苯四甲酸、三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷、以及季戊四醇。聚(对苯二甲酸乙二醇酯)可利用已知的聚合反应技术由对苯二甲酸或其低级烷基酯(例如对苯二甲酸二甲酯)与乙二醇或这些有机物的共混物或混合物来获得。用于本发明所公开的非织造纤维网的纺粘纤维的芯组分的PET具有在0.58dl／g至0.75dl／g或0.62dl／g至0.69dl／g范围内的特性粘度。

皮-芯型纺粘纤维的皮组分和／或芯组分可包含其它常规的添加剂诸如染料、颜料、抗氧化剂、紫外稳定剂、纺丝油剂等。在一个实施例中，所述外皮包含0.1重量％至0.33重量％分散在PTT中的二氧化钛，所述二氧化钛具有约300mm的平均粒度。

上文所公开的非织造纤维网可使用本领域已知的纺粘法来制备，例如描述于Rudisill等人于8／2／1999所提交的美国专利申请序列号60／146,896中，该文献以引用方式并入本文(作为PCT专利申请WO01／09425公布)。所述纺粘法可使用预聚结模(其中不同的聚合物组分在从挤出孔挤出前接触)或后聚结模(其中不同的聚合物组分通过独立的挤出孔挤出并且在离开毛细管之后接触以形成双组分纤维)来实施。

本发明所公开的非织造纤维网可使用任何适宜的双组分纺丝体系制得，例如由Nordson Fiber Systems Inc.(Duluth，GA)和Hills Inc.(W.Melbourne，FL)制造的#NF5型。首先，在90℃至120℃范围内的温度下将两种聚合物PET和PTT干燥至含水量小于50ppm。干燥后，将两种聚合物在高于它们熔点并低于最低分解温度的温度下独立地挤出。PTT可在245℃至265℃下挤出并且PET可在280℃至295℃下挤出。挤出后，将两种聚合物定量送入纺丝组件中，其中将所述两个熔体流独立地过滤，然后通过一叠分配盘组合从而得到具有皮-芯型横截面的多排纤维。将所述纺丝组件保持在285℃至295℃下。以0.5g/孔／分钟至3g/孔／分钟的聚合物通过率，将PTT和PET聚合物纺丝通过每个毛细管。可使用矩形狭槽喷射器将拉细力施用到一束纤维上。将退出喷射器的双组分纤维收集到成型带上以形成双组分纤维的非织造纤维网。可在成型带下方施用真空以帮助非织造纤维网固定到成型带上。所述成型带的速度可变化以获得不同基重的非织造纤维网。

可使用本领域已知的方法将非织造纤维网热粘结。在一个实施例中，所述非织造纤维网可使用本领域已知的方法用不长点、线图案或其它间断粘结图案热粘结。间断热粘结可在纺粘纤维网表面上的离散点处施用热或压力来形成，例如通过将层状结构通过图案化压延辊与光滑辊形成的辊隙或在两个图案化辊之间形成的辊隙。将一个或两个所述辊加热以热粘结纤维网。当纤维网透气性重要时，如在服装最终应用中，优选将纤维网间断粘结以提供更具透气性的纤维网。

在一种方法中，使非织造纤维网在110℃至130℃范围内的粘结温度和500N／cm至1500N／cm范围内的粘结辊隙压力下，在两个光滑金属辊之间形成的辊隙之间热粘结。最佳的粘结温度和压力是粘结期间的线速度的函数，其中较快的线速度一般要求更高的粘结温度。然后将热粘结片材卷绕到辊上。

在热图案粘结期间，纺粘纤维的皮组分中的PTT在对应于图案化辊上升高的突起的离散区域中部分熔融以形成融合粘结，所述融合粘结将纺粘纤维粘合在一起以形成粘性粘结的纺粘片材。根据粘结条件和皮组分中使用的聚合物，皮组分中的聚乙烯还可在热图案粘结期间部分熔融。PET芯组分在热粘结期间不熔融并有利于纤维网的强度。粘结轧制图案可以为本领域已知的那些中的任一种，并且优选为离散点或线粘结的图案。非织造纤维网还可使用超声能量来热粘结，例如使纤维网通过焊头和旋转砧辊(例如在其表面上具有突起图案的砧辊)之间。

作为另外一种选择，非织造纤维网可使用本领域已知的穿流粘结法来粘结，其中使经加热气体诸如空气在足以将纤维粘合在一起的温度下通过纤维网，其中所述纤维在其交叉点处彼此接触，同时纤维网承载在多孔表面上。

包含PTT-PET作为皮-芯型纤维的纺粘非织造纤维网令人惊奇地具有比PET-PTT或100％PTT纤维或100％PET纤维作为皮-芯型纤维的可比性非织造纤维网更高的强度(拉伸强度、抓样撕裂强度以及破裂强度)。非织造纤维网具有在25gsm至500gsm或40gsm至200gsm或50gsm至150gsm范围内的基重。如本文所用，术语“纵向”(MD)是指产生非织造纤维网的方向(例如，在非织造纤维网形成期间，其上铺列纤维的支承表面的行进方向)。术语“横向”(XD)是指在纤维网平面上与纵向大致垂直的方向。

所述非织造纤维网可具有在所述纤维网的纵向和横向上所测量的，在0.7N／gsm至5N／gsm或0.75N／gsm至2N／gsm范围内的每单位基重的拉伸强度(根据ASTM D1117-01和D5035-95)。所述非织造纤维网可具有在所述纤维网的纵向和横向上所测量的，在1.5N／gsm至10N／gsm或1.5N／gsm至5N／gsm范围内的每单位基重的抓样撕裂强度(根据ASTM D1117-01)。所述非织造纤维网可具有在所述纤维网的纵向和横向上所测量的，在3.5KPa／gsm至10KPa／gsm或3.5KPa／gsm至5KPa／gsm范围内的每单位基重的破裂强度。所述非织造纤维网可具有在所述纤维网的纵向和横向上所测量的，在0.4N／gsm至5N／gsm或0.4N／gsm至0.75N／gsm范围内的每单位基重的梯形撕裂强度(根据ASTM5733)。可将所述非织造纤维网压制或压延。

包含如本文所述的非织造纤维网的绝缘材料可与介电流体一起使用，所述介电流体包括甘油三酯油，诸如植物油、基于植物油的流体、以及藻油。还可使用介电流体诸如矿物油、合成酯、硅流体、以及聚α-烯烃。通常，介电流体具有约500ppm或更少的含水量。植物油的例子包括但不限于向日葵油、低芥酸菜籽油、油菜籽油、玉米油、橄榄油、椰子油、棕榈油、高油酸大豆油、商品大豆油、蓖麻油、以及它们的混合物。可使用的基于植物油的流体的例子是FR3^TM流体(Cooper Industries，Inc.)和可生物降解的电介质绝缘流体(ABB)。术语“藻油”是指类脂组分，其包括由微藻细胞诸如小球藻(Chlorella)、Parachlorella、杜氏盐藻(Dunaliella)等产生的三酰基甘油，例如如专利申请公布US2010／0303957中所公开的。可使用的高着火点烃油的例子可以为

烃油(CooperIndustries，Inc.)。合成酯的例子包括多元醇酯，其包含链长小于约10个碳原子的脂肪酸部分。可使用的可商购获得的合成酯包括以商品名

7131(The Micanite and Insulators Co.，Manchester UK)、

138流体(FMC，Manchester，UK)、以及ENVIROTEMP200不燃液(Cooper Power FluidSystems)销售的那些。

在一个实施例中，介电流体包含甘油三酯油。在一个实施例中，所述甘油三酯油包括植物油、基于植物油的流体、藻油、或它们的混合物。在一个实施例中，植物油包括高油酸大豆油。

包括如本文所述的非织造纤维网的绝缘材料还可与介电流体一起使用，所述介电流体包含多元醇酯的混合物，所述多元醇酯衍生自多元醇与脂肪酸酯的混合物的反应，所述多元醇包括季戊四醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇或它们的组合，所述脂肪酸酯衍生自包含脂肪酸部分的高油酸大豆油，其中所述高油酸大豆油具有：i)大于65％脂肪酸部分的油中C18∶1含量；ii)小于20％脂肪酸部分的油中C18∶2和C18∶3总含量。此类介电流体具有多种期望的性能，包括良好的氧化稳定性。氧化稳定性与介电流体中的不饱和度相关，并且可例如通过使用用于测定油稳定性指数的标准方法来测量。用于制备多元醇酯的混合物的大豆油的高油酸含量有助于对介电流体提供良好的氧化稳定性。此外，期望此类介电流体是可生物降解的，因为它们衍生自能够快速生物降解的植物油。已发现包含衍生自粗制HOS油的脂肪酸的TMP酯混合物的介电流体满足在根据OECD Guideline301B的28天CO₂进化测试条件下的“快速生物降解”(“Ready Biodegradation”)标准。公布的加拿大专利申请CA2594765公开了三羟甲基丙烷的三油酸酯的生物降解能力(28d BOD／COD)为72％。在优选的实施例中，介电流体包含至少约30重量％，或至少约50重量％，或至少约70重量％，或至少约80重量％，或至少约90重量％至约100重量％的包含HOS油的脂肪酸部分的多元醇酯的混合物。

在一个实施例中，所述介电流体包括甘油三酯油、包含多元醇酯的混合物、或它们的组合；其中，所述甘油三酯油包括植物油、基于植物油的流体、藻油、或它们的混合物；并且所述包含多元醇酯的混合物衍生自以下物质的反应：a)多元醇，所述多元醇包括季戊四醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、或它们的组合；以及b)脂肪酸酯的混合物，所述脂肪酸酯衍生自包含脂肪酸部分的高油酸大豆油；其中所述高油酸大豆油具有i)大于65％脂肪酸部分的油中C18∶1含量；以及ii)小于20％脂肪酸部分的油中C18∶2和C18∶3总含量。

植物油通常具有高百分比的饱和的和不饱和的有机酸的甘油三酯。油酸为在许多天然油(包括向日葵油、橄榄油、红花油、低芥酸菜籽油以及大豆油)中作为甘油三酯发现的单不饱和酸。高油酸大豆(HOS)油可衍生自高油酸大豆种子，其已经被基因修饰以产生高油酸含量，如世界专利公布WO94／11516中所公开的，所述文献全文以引用的方式并入本文。高油酸大豆种子是其中油酸占油中脂肪酸部分大于65％，并且优选地占油中脂肪酸部分大于75％的大豆种子。高油酸大豆油可衍生自如美国专利5,981,781中所公开的高油酸大豆种子，该文献全文以引用的方式并入本文。高油酸大豆油可通过此类工序如精炼、漂白和除臭来纯化(如美国专利5,981,781中所公开的)，以获得经精炼、漂白和除臭的高油酸大豆油(RBD HOS油)。HOS油和／或RBD HOS油可用于本文所公开的方法中以制备包含多元醇酯的混合物的介电流体。在一个实施例中，HOS油可包含经精炼、漂白和除臭的高油酸大豆油。

甘油三酯组合物为连接至三个脂肪酸分子上的甘油主链。纯植物油为某些脂肪酸的甘油三酯，所述脂肪酸具有一般在16至22个碳原子范围内的碳链，但是也可存在少量更短和／或更长的碳链。如果碳链不具有双键，则其为饱和油，并标记为Cn：0，其中n为碳原子数。具有一个双键的碳链为单不饱和的并且标记为Cn：1；具有两个双键的那些碳链被标记为Cn：2，并且具有三个双键的那些被标记为Cn：3。作为例子，棕榈酸为C16∶0酸，硬脂酸为C18∶0酸，油酸为C18∶1酸，亚油酸为C18∶2酸，并且亚麻酸为C18∶3酸。所述酸以混合态作为甘油三酯，并且当油水解时，它们被分离成酸和甘油组分。

高油酸大豆油具有大于65％脂肪酸部分的油中C18∶1含量，以及小于20％脂肪酸部分的油中C18∶2和C18∶3总含量。在一个实施例中，所述HOS油具有大于约70％脂肪酸部分的C18∶1含量，以及小于15％脂肪酸的C18∶2和C18∶3总含量。在一个实施例中，所述HOS油还包含小于15％脂肪酸部分的C16∶0和C18∶0总含量。在一个实施例中，所述HOS油具有大于约75％脂肪酸部分的C18∶1含量，以及小于10％脂肪酸部分的C18∶2和C18∶3总含量。在一个实施例中，所述HOS油具有大于约80％脂肪酸部分的C18∶1含量，以及小于10％脂肪酸的C18∶2和C18∶3总含量。

多元醇酯的混合物可由HOS油以两个合成步骤获得。在第一合成步骤中，可将包含脂肪酸部分的HOS油通过碱催化反应用醇转换成甘油和脂肪酸酯混合物。脂肪酸酯混合物包含HOS油的脂肪酸部分。第一合成步骤在下文方案I中表示，其中所述醇示为R⁴OH，并且R¹、R²和R³代表甘油三酯原料中和脂肪酸酯产物R¹CO₂R⁴、R²CO₂R⁴和R³CO₂R⁴中脂肪酸部分的相同或不同的C₁₅至C₂₁碳链。注意，尽管HOS油包含甘油三酯的混合物从而满足上文所述高油酸大豆油的实施例中所述的高脂肪酸部分的C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3含量，但是在方案I中仅示出HOS油的一种甘油三酯作为原料。

方案I

在第二合成步骤中，使脂肪酸酯R¹CO₂R⁴、R²CO₂R⁴、和R³CO₂R⁴的混合物与不是甘油的多元醇反应以产生多元醇酯的混合物，所述多元醇酯包含HOS油的脂肪酸部分。用于制备多元醇酯的混合物的方法可如下进行。

在第一碱催化剂的存在下，使HOS油与链长为1至5个碳原子的脂族一元醇反应以产生反应混合物，所述反应混合物包含甘油和对应于HOS油的脂肪酸部分的脂肪酸酯的混合物。在方案I中，一元醇示为R⁴OH，其中R⁴表示包含1至5个碳原子的烷基。可通过(1)使用过量一元醇(基于HOS油计，约25至50重量％)并且(2)分离并除去在HOS油的脂肪酸部分的酯交换反应过程中形成的甘油来驱使该酯交换反应完全。分离并除去甘油还能够使在该步骤中获得的酯混合物尽可能地不含任何HOS油的甘油三酯。可例如通过将反应混合物冷却并且由于甘油具有比反应混合物更高的密度而使得底部甘油层形成，来分离甘油。可使用其它常规的分离方式，诸如液／液萃取、溶剂萃取、盐析，或不导致酯化产物分解的其它分离方法。分离后，甘油底层可通过本领域已知的任何常规方法物理除去。

一元醇包括甲醇、乙醇、丙醇异构体、丁醇异构体、戊醇异构体或它们的组合。在一个实施例中，一元醇包括甲醇。第一碱催化剂可包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、甲醇钠或它们的组合。可使用普通技术人员已知的其它碱催化剂获得相同的结果，并且任何此类催化剂均可用于本发明的实践中。第一碱催化剂的用量基于HOS油的用量计，通常为约0.1重量％至约1.0重量％，例如约0.1重量％至约0.5重量％。可使用更大量的碱，但是可能是不必要的或不经济的。在一个实施例中，所述第一碱催化剂包括碳酸钠。在一个实施例中，所述第一碱催化剂包括碳酸钾。植物油酯交换成对应的甲基酯是人们所熟知的并广泛用于制造生物柴油，参见，例如[J.Braz.Chem.Soc.，1998，9，199-210]。

适用于使HOS油与脂族一元醇反应的反应条件包括约25℃至约150℃，例如约50℃至约100℃的反应温度，以及约30分钟至约4小时的反应时间。在一个实施例中，反应可在大气压和回流条件下实施约3或更多个小时。

在一个实施例中，HOS油与脂族一元醇的反应可以多步法重复进行多于一次。第一步如上所述进行。在第一步结束时，分离并除去底层的甘油副产物，向包含甘油三酯和脂肪酸酯的混合物中加入更多甲醇和碱催化剂，并继续加热所述反应混合物以产生包含甘油和脂肪酸酯混合物的第二反应混合物。重复除去甘油、加入更多甲醇和碱、以及加热步骤直至包含在HOS油中的甘油三酯被酯交换成脂肪酸酯。在一个实施例中，HOS油与脂族一元醇的反应以两步进行。在两步法中，基于HOS油的用量计，使用总共约30重量％的一元醇和总共约0.1重量％至约1.0重量％，例如约0.1重量％至约0.5重量％的碱催化剂。

除去甘油和过量脂族一元醇之后，可在不进行另外的处理的情况下，将所得的脂肪酸酯的混合物用于该方法的下一步中。该酯交换反应的收率基本上是定量的。然而，任选地，所得的脂肪酸酯的混合物可具有一些剩余的甘油和／或甘油酯(甘油三酯)。在一个实施例中，混合物中存在小于10％的甘油和／或甘油酯。在另一个实施例中，脂肪酸酯混合物中存在小于5％，或小于3％，或小于1％的甘油和／或甘油酯。在一个实施例中，脂肪酸酯的混合物基本上不含甘油和／或甘油酯。脂肪酸酯混合物中的脂肪酸部分的组成对应于HOS油的脂肪酸部分的组成。

然后在第二碱催化剂的存在下使脂肪酸酯与多元醇反应产生反应混合物，所述反应混合物包含用于第一合成步骤中的脂族一元醇和包含HOS油的脂肪酸部分的多元醇酯的混合物。第二碱催化剂可选自与第一催化剂相同的催化剂，并且可以与第一催化剂相同或不同。所述多元醇包括季戊四醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、或它们的组合。可通过使用略微过量的HOS油的脂肪酸酯，例如相对于多元醇的总羟基约1.15至约1.5当量，以及通过除去与多元醇酯交换过程中形成的一元醇，来驱使该酯交换反应至更高的转换。任选地，可通过蒸馏除去未反应的脂肪酸酯。

在一个实施例中，多元醇包含季戊四醇，并且第二合成步骤可如下文方案II中所示来表示，其中R¹、R²、R³和R⁴具有与如上定义相同的含义。注意，尽管混合物包含多种脂肪酸酯从而满足上文所述HOS油的脂肪酸部分的C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3含量，但是方案II中仅示出了原料混合物的三种脂肪酸酯。此外，尽管产生包含HOS油的脂肪酸部分的季戊四醇酯的混合物，并且R可以为R¹、R²、和R³或任何组合，但是仅示出了一种通式多元醇酯产物。

在一个实施例中，多元醇包含三羟甲基丙烷，并且第二合成步骤可如下文方案III中所示来表示，其中R¹、R²、R³和R⁴具有与如上定义相同的含义。注意，尽管混合物包含多种脂肪酸酯从而满足上文所述HOS油的脂肪酸部分的C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3含量，但是方案III中仅示出了原料混合物的三种脂肪酸酯。此外，尽管产生包含HOS油的脂肪酸部分的三羟甲基丙烷的混合物，并且R可以为R¹、R²、和R³或任何组合，但是仅示出了一种通式多元醇酯产物。

在一个实施例中，多元醇包含新戊二醇，并且第二合成步骤可如下文方案IV中所示来表示，其中R¹、R²、R³和R⁴具有与如上定义的相同含义。注意，尽管混合物包含多种脂肪酸酯从而满足上文所述HOS油的脂肪酸部分的C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3含量，但是方案IV中仅示出了原料混合物的三种脂肪酸酯。此外，尽管产生包含HOS油的脂肪酸部分的新戊二醇的混合物，并且R可以为R¹、R²、和R³或任何组合，但是仅示出了一种通式多元醇酯产物。

在本发明方案的任一个中，第二碱催化剂可选自与第一碱催化剂相同的催化剂，并且可与第一催化剂相同或不同。第二碱催化剂可包括例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、甲醇钠、或它们的组合。在一个实施例中，第二碱催化剂包含氢氧化钾。通常，随着向多元醇酯转换的持续进行，反应温度缓慢增加，以避免一元醇副产物的爆沸和多元醇的损失同时维持反应的高速率。可通过在减压下蒸馏来除去更易挥发的一元醇R⁴OH。适于使脂肪酸酯与多元醇反应的反应条件包括约50℃至约200℃的反应温度，以及在5托至约100托范围内的真空下约5小时至约150小时的反应时间。高转化率的季戊四醇酯的制备可能要求更高的温度和更长的反应时间。

除去一元醇和任选的任何未反应脂肪酸酯之后，可例如通过将混合物离心并使其通过薄层硅胶而使多元醇酯混合物与任何高沸点副产物分离。然后可将多元醇酯的混合物在110℃和全真空下(0.5托或更低)干燥通常约1小时，以提供多元醇酯的最终混合物。

相似地，多元醇酯的混合物可得自其它植物油，例如包括但不限于向日葵油、低芥酸菜籽油、红花油、油菜籽油、玉米油、橄榄油、椰子油、棕榈油、蓖麻油、商品大豆油、高油酸向日葵油、高油酸低芥酸菜籽油、以及它们的混合物。多元醇酯混合物的特性，例如不饱和与饱和部分诸如C18∶1、C18∶2、C13∶3、C16∶0和C18∶0部分的含量可反映多元醇酯从其衍生的一种或多种植物油的组成。任选地，可例如通过蒸馏来精炼多元醇酯混合物以从混合物中分离一种或多种多元醇酯，或使混合物相对于一种或多种多元醇酯富集或减少。在用于制备多元醇酯混合物的方法的一个实施例中，除了高油酸大豆油之外，所述方法还包括提供至少一种不是高油酸大豆油的植物油。

购自Cargill，Inc.的IMC-130低芥酸菜籽油具有约75％的油酸含量和约14％的多不饱和脂肪酸含量(C18∶2和C18∶3)。美国专利5,767,338描述了IMC-130的植物和种子。还可参见美国专利5,861,187。油酸含量例如为约77％至约81％或约86％至约92％的高油酸向日葵油可购自A.C.Humko，Memphis TN。美国专利4,627,192描述了高油酸向日葵油。

介电流体还可包含基于所述介电流体的总重量计，约1重量％至约70重量％，例如约1重量％至约50重量％，或约1重量％至约30重量％，或约1重量％至约20重量％，或约1重量％至约10重量％的共混组分，所述共混组分包含其它介电流体诸如植物油、基于植物油的流体、衍生自多元醇与衍生自高油酸大豆油的脂肪酸酯混合物的反应的多元醇酯的混合物、矿物油、合成酯、硅流体以及聚α-烯烃。在一个实施例中，介电流体还包含共混组分，所述共混组分选自植物油、矿物油、硅流体、合成酯、聚α-烯烃或它们的混合物。

介电流体可包含有用的添加剂，例如抗氧化剂、金属钝化剂、金属减活化剂、具体地讲铜减活化剂、腐蚀抑制剂、阻燃剂、热稳定剂、粘度调节剂、降倾点剂、防沫剂、酸碱指示剂、酸清除剂、增塑剂和染料，前提条件是所述添加剂溶于组合物中，在高温下热稳定，并且不有害地影响介电流体或绝缘材料的电性能。在一个实施例中，介电流体还包含至少一种添加剂，所述添加剂选自氧化抑制剂、腐蚀抑制剂、金属减活化剂、酸清除剂以及降倾点剂。

最常见的抗氧化剂是天然或合成的酚、受阻酚、醌、氢醌以及它们的衍生物。可容易地与植物油共混的可用的抗氧化剂的例子包括丁基化羟基苯甲醚(BHA)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、丁基化羟基甲苯(BHT)、对苯二酚一甲基醚(MEHQ)、

926、

LC、乙氧喹、吩噻嗪、

259、

944、1330、E201、连苯三酚、儿荼酚、儿荼素、甲基氢醌、4-甲氧基苯酚、2-苯基对苯二酚、儿茶素、甲氧基对苯二酚、二甲氧基苯酚、抗坏血酸、生育酚和生育三烯酚。抗氧化剂可以约100ppm至约10,000ppm，例如约500ppm至约5000ppm，或约800ppm至约2500ppm的量添加到介电流体中，以防止或减少介电流体和／或绝缘材料在使用期间的降解。

一般来讲，降倾点剂可以为，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物，或酯诸如甲基丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸异癸基酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、以及丙烯酸月桂酯。加入降倾点剂可有效降低介电流体的倾点并改善其低温流动性。可用的降倾点剂的例子包括Enerflow107671A(Enertech Labs.Inc.，Buffalo，NY)、Infineum V385、Infineum387(Oxfordshire，OX，United Kingdom)、Aclube P-D3000、Aclube P-D4070(Sanyo Chemicals，Tokyo，Japan)。基于所述介电流体的重量计，降倾点剂在介电流体中的添加量可以为约1重量％至约15重量％，或约1重量％至约10重量％，或约1重量％至约5重量％。

金属钝化剂和金属减活化剂一般为包含杂原子诸如氮、氧、硫和二硫化物的有机材料，其能够与金属或金属氧化物表面结合以提供钝化、腐蚀抑制效果。还存在可通过形成失活的金属螯合物而减慢液相中金属催化氧化的化合物，这可减少金属(如电器装置中的铜)的不期望的溶解。适于与介电流体一起使用的金属钝化剂和金属减活化剂的例子包括二亚水杨基二胺、邻氨基苯甲酸、苯并三唑和甲苯基三唑。

可向介电流体中加入酸清除剂以中和可能通过介电流体的热降解而产生的酸，使得酸不与电气装置如变压器中的金属或固体绝缘材料反应。可用的酸清除剂的例子包括水滑石、金属脂肪酸酯(例如硬脂酸锌、硬脂酸钙、2-乙基己酸钠)、环氧酯、沸石、离子液、咪唑、

539、

AC-207、

713、Ceasit^TMAV、CarduraE10P、和Basil^TM。基于所述介电流体的重量计，酸清除剂在介电流体中的添加量可以为约0.01重量％至约5重量％，或约0.05重量％至约2重量％。

本文所公开的绝缘材料适用于需要具有本文所公开的非织造纤维网性能的电绝缘材料的应用中，诸如液体填充的电力变压器、配电变压器、牵引变压器、反应器、以及它们的附属设备如开关和抽头变换器，其全部都是流体填充的。介电流体和包括如本文所述的非织造纤维网的固体绝缘材料的组合对电气装置提供电绝缘性。在一个实施例中，包括本文所公开的绝缘材料的电气装置为电力变压器、电容器、流体填充的传输线、电力缆线、电感器、或高压开关。在一个实施例中，电气装置为闭合变压器。在一个实施例中，电气装置为具有包含惰性气体的顶部空间的开放变压器。在一个实施例中，介电材料包括本文所述的非织造纤维网，所述非织造纤维网浸渍有至少约5重量％，或至少约10重量％，或至少约15重量％，或至少约20重量％的介电流体。介电材料可浸渍有介电流体使得其被所述介电流体饱和。在一个实施例中，所述非织造纤维网具有在约160℃下在植物油中浸渍约4周之后，至少约70％的纵向断裂拉伸强度保持率。在一个实施例中，所述非织造纤维网具有在约160℃下在植物油中浸渍约4周之后，至少约55％的纵向伸长保持率。

当用作用于液体填充的变压器的廉价绝缘材料时，本文所公开的非织造纤维网可向制造商和消费者提供长期的有益效果，因为非织造纤维网可维持高拉伸强度，并且继而对变压器提供延长的寿命。有利的是，与纤维素绝缘材料不同，非织造纤维网在老化期间不释放水。另外，非织造纤维网可维持良好的柔韧性和弹性性能，而纤维素绝缘材料可在降解期间变得易碎；纤维素降解的少量浮置副产物可造成变压器的介电失效。

据信本文所公开的绝缘材料在介电介质为空气的干式变压器中也表现良好。

某些添加剂诸如抗氧化剂、降倾点剂、酸清除剂和增塑剂还可改善介电流体的热性能并且同时可对非织造纤维网、包含所述非织造纤维网的绝缘材料以及包含所述非织造纤维网的介电材料的机械性能具有积极效果。

本文所公开的绝缘材料、电气装置和介电材料还可包含牛皮纸和／或热升级的牛皮纸。非织造纤维网与牛皮纸和／或热升级牛皮纸的组合通过以更低成本提供所需的电特性而可以是有利的，所述非织造纤维网包括多根长纺粘聚酯双组分纤维，其中所述多根双组分纤维中每一根包含约20重量％至约80重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)，和约80重量％至约20重量％在围绕所述芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。在一个实施例中，可使用非织造纤维网和牛皮纸和／或热升级牛皮纸以提供变压器线圈和芯、连接器、以及导线的多层包裹物。在一个实施例中，非织造纤维网可用于包裹围绕变压器的主要圆柱体部分的初始层，并且牛皮纸和／或热升级的牛皮纸可用于包裹附加的层；使用非织造纤维网可提供更高的抗撕裂性和对曲率半径的更好的适形能力。在一个实施例中，变压器的绝缘体可包含非织造纤维网层以及牛皮纸和／或热升级的牛皮纸层；取决于变压器产生的热梯度和磁通量梯度，可将非织造纤维网或牛皮纸用作第一层或最后层。在一个实施例中，围绕变压器的绝缘体可包含牛皮纸和／或热升级的牛皮纸，并且可将机械性更强的非织造纤维网用作覆盖牛皮纸以对其进行保护的外层。在一个实施例中，非织造纤维网与牛皮纸和／或热升级牛皮纸的组合可用于控制介电流体对绝缘体的渗透，并且具有较低渗透的材料可紧贴变压器的较高温度表面放置以提供更好的介电流体的流动性。

实例

以下材料用于实例中。除非另外指明，所有商业试剂均按原样使用。

根据美国专利5,981,781获得经精炼、漂白并除臭的高油酸大豆油(RBD HOS油，本文称为“HOS油”)，其包含以下脂肪酸的甘油三酯：棕榈酸(6.5重量％)、硬脂酸(4.15重量％)、油酸(73.9重量％)、亚油酸(8.77重量％)以及亚麻酸(2.94重量％)。在施用50毫托真空的条件下，通过在90℃下旋转蒸发将所述油小心干燥4小时。

在加速稳定性测试之前，将可商购获得的矿物油UNIVOLT N61B(ExxonMobil，Fairfax VA)以不干燥原样使用。UNIVOLT N61B可描述为加氢处理的轻环烷馏出液(石油)。其在使用其的实例和比较例中被称为“矿物油”。

可商购获得的牛皮纸和可商购获得的热升级牛皮纸(22HCC)购自Weidmann Electrical Technology Inc.(St.Johmsbury，VT)。环氧化大豆油(Vicoflex7170)购自Arkema Inc.(Blooming Pairie，MN)。叔丁基对苯二酚(TBHQ，95％，cat.#112941)、儿茶素以及环氧化大豆丙烯酸酯(cat.#412333)购自Aldrich(St.Louis，MO)。Irganox259购自Ciba SpecialtyChemicals(Tarrytown，NY)。N，N’-双(亚水杨基)-1，2-丙二胺购自TCI(America，(Portland，OR))。铜片购自A.J.Oster Foils(Alliance，OH)。甲基丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸异癸基酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯以及

64购自Aldrich(sigmaaldrich.com)。甲苯购自EDM(edmchemicals.com)。

纺粘非织造纤维网的制备

包括双组分纤维的非织造纤维网可由聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)组分和聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PTT)组分制成。PET组分作为4434级PET树脂购自Dupont Company(Old Hickory，TN)，并且具有0.67dl／g的特性粘度(IV)。PTT组分，半消光D13454709

J2241也购自DupontCompany(Wilmington，DE)。所用的PTT具有1.02dl/g的IV；Mn～28000；并且按重量计，约37％可再生资源成分。

PET树脂和PTT树脂两者均在100℃的温度下在对流空气干燥器中干燥至含水量小于50ppm。

将由Nordson Fiber Systems Inc.(Duluth，GA)和Hills Inc.(W.Melboume，FL)制造的双组分纺丝体系，#NF5型用于产生纺粘结构。将两种组分独立地挤出并计量送入纺丝组件中，其中将两种熔体流独立地过滤，然后通过堆叠的分配盘合并，从而得到具有皮-芯型横截面的多排纤维。纺丝组件由总共1162个圆形毛细管开口组成。形成区的宽度为56cm。将纺丝组件加热至295℃。以1.0g／孔／分钟的聚合物通过率，将PTT和PET聚合物通过每根毛细管来纺丝。

在长度为75cm的错流冷淬带上冷却纤维束。通过矩形狭槽喷射器向纤维束提供拉细力。纺丝组件至喷射器入口之间的距离为63cm。

将退出喷射器的纤维收集在成型带上。在成型带下方施加真空以有助于将纤维固定到成型带。然后使纤维在两个光滑金属辊之间形成的辊隙中热粘结，两个辊均被加热至155℃，其中辊隙压力为714N／cm。然后将热粘结的片材卷绕到辊上。

改变成型带的速度以获得各种基重的纺粘材料。将成型带速度设定为42m／min以获得50gsm纺粘材料。其可减慢至21m／min以获得100gsm片材，并进一步减慢至14m／min以获得150gsm片材。

基重是纤维网或片材的每单位面积质量的量度，并通过ASTM C-3776测定，并且以g／m²为单位报告，缩写为gsm。

表NW-1概述了双组分纺粘非织造纤维网的组成和基重。外皮和芯各自包含一种聚合物组分，PTT或者PET。从而，就称为1的纺粘非织造纤维网而言，50重量％外皮中的PTT和50重量％芯中的PET是指外皮包含纯PTT并且芯包含纯PET，使得外皮与芯的重量比为50∶50。就称为2的纺粘非织造纤维网而言，25重量％外皮中的PTT和75重量％芯中的PET是指外皮包含纯PTT并且芯包含纯PET，使得外皮与芯的重量比为25∶75。基重为50gsm的非织造纤维网1的样品在本文中称为非织造纤维网1-1；基重为100gsm的非织造纤维网1的样品在本文中称为非织造纤维网1-2；基重为150gsm的非织造纤维网1的样品在本文中称为非织造纤维网1-3。相似地，基重为50gsm、100gsm或150gsm的非织造纤维网2的样品在本文中分别称为非织造纤维网2-1、2-2和2-3。

表NW-1：示例性双组分纺粘纤维网的组成

非织造纤维网强度和磨损的测量

如下，使用用于非织造物的以下标准ASTM(美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials))方法对纺粘非织造纤维网1和2进行强度(抓样撕裂强度、梯形撕裂强度、条形拉伸强度和破裂强度)测试：

条形拉伸强度是片材的断裂强度的量度，并根据ASTM D1117-01、D5035-95在2.54-cm(1英寸)宽的条带上进行，并报告在表NW-2中。

表NW-2：示例性双组分纺粘纤维网的条形拉伸强度

表NW-2表明在100gsm和150gsm下，包含25重量％外皮中PTT的纺粘纤维网(样品2-2和2-3)比包含50重量％外皮中PTT的那些纺粘纤维网强度更大(样品1-2和1-3)。

破裂强度测试测量使纤维网破裂所需的压力，并根据ASTM D1117-01、D5035-95进行，并报告在表NW-3中，单位为每单位面积的力KPa。

表NW-3：示例性双组分纺粘纤维网的破裂强度测试结果

[基重(gsm)	样本号	破裂强度(KPa)	破裂强度／基重(KPa／gsm)
				50	1-1	267.53	5.3506
50	2-1	260.63	52126
				100	1-2	479.89	4.7989
100	2-2	61917	61917
				150	1-3	714322	47621
150	2-3	>827.4	-

在150gsm下，不能测量样品2-3(PTT在外皮中)的破裂强度，因为其超出了仪器极限。

抓样撕裂强度是将一片纤维网撕裂成两片所需的力的量度。抓样撕裂强度基于彼此结合工作的纤维网的单根线的断裂强度计。抓样撕裂根据ASTM D1117-01、D5035-95在两个方向上进行：纵向(MD)和垂直于纵向(XD)，并以牛顿为单位报告。结果概述在表NW-4中。

表NW-4：示例性双组分纺粘纤维网的抓样撕裂测试

表NW-4表明在100gsm和150gsm下，外皮中包含25重量％PTT的纺粘纤维网(样品2-2和2-3)比外皮中包含50重量％PTT的那些纺粘纤维网强度更大(样品1-2和1-3)。

梯形撕裂强度是抵抗持续撕裂的能力的量度。试样是梯形的形状。在样品中制备狭缝用于测量继续将整个纤维网撕裂所需的撕裂和力。梯形撕裂根据ASTM5733进行。结果概述于表NW-5中。

表NW-5：示例性双组分纺粘纤维网的梯形撕裂强度

使用各自为100gsm基重，并且点粘结的纺粘非织造纤维网1-2和2-2进行加速老化研究。非织造纤维网1-2包含50重量％在外皮中的PTT和50重量％在芯中的PET，使得外皮与芯的重量比为50∶50。非织造纤维网2-2包含25重量％在外皮中的PTT和75重量％在芯中的PET，使得外皮与芯的重量比为25∶75。每个纤维网样品的厚度示出在结果的表中。在具有或不具有添加剂的植物油(HOS油)和以下实例和比较例中所述的矿物油中进行非织造纤维网的测试。在用于加速老化研究之前，将非织造纤维网在110℃下在烘箱中干燥24小时。

在下文所提供的实例中使用了以下测试方法。

使用卡尔费休容量滴定法(EMD Aquastar AQV33，EMD CombiTittrant5的50∶50甲醇甲苯溶剂)测定高油酸大豆油样品的含水量。通常，高油酸大豆油干燥后的含水量为约160ppm水。用相同的方法测定矿物油UNIVOLT N61B的含水量。矿物油通常包含约30ppm水。

用改进的MTS Corporation Testworks4软件，用Instron Model1125(Instron Corporation，Canton，MA)，根据ASTM D828-97，在2.54cm(1英寸)宽和12.70cm长(5英寸)样品上，对实例1-25的非织造纤维网进行拉伸和伸长特性测量。在实例26-28和比较例G、H、I和J中，在具有平面夹持件和Bluehill软件的Instron Model1122／8500R(Instron Corporation，Canton，MA)上，根据ASTM D828-97，对2.54cm(1英寸)宽和10.16cm长(4英寸)的试件进行拉伸特性和伸长率的4次重复测量。在测量拉伸和伸长特性之前，从非织造样品中擦去过量油。

经老化的非织造纤维网的拉伸强度保持率如下计算：

相似地，断裂伸长保持率(纵向或横向)如下计算：

牛皮纸、热升级牛皮纸和非织造纤维网的厚度由卡尺以毫米为单位测量并转换成微米。

就实例1至24和比较例A至J而言，加速老化研究在160℃或180℃或200℃下进行4周(672小时)、8周(1344小时)或16周(2688小时)以确定在高温下暴露于介电流体中对非织造纤维网绝缘材料的影响并估计材料在液体填充的变压器中的潜在预期寿命。在测试前，将非织造纤维网样品、玻璃测试管和油小心干燥。将非织造纤维网在110℃下在烘箱中干燥24小时。玻璃容器在550℃下干燥24小时，冷却至室温，用非织造纤维网和油加载，并且然后在氮气气氛中密封。每个管均填充有约84cm³油，平均非织造样品重量为1.8g，并且顶部空间为约30-39cm³。将包含浸渍在油(具有或不具有添加剂)中的非织造样品的测试管置于维持在期望温度下的烘箱中。经过老化期望的4周、8周或16周之后，从烘箱中取出测试管，从非织造纤维网样品中擦去过量油，并对经老化的试样进行物理测量。将独立的非织造样品用于4周、8周和16周老化测试。

就实例25和26以及比较例K和L而言，除了以下区别之外，加速老化研究如上所述来进行。温度为200℃并持续2天(48小时)至4周(672小时)。在进行老化研究之前，非织造纤维网2-2样品在-80kPa真空下于115℃的玻璃管中干燥24小时，然后加入85g油，并且在N₂下(16小时)被冷却至室温之前，将油／非织造混合物在相同条件下进一步干燥8小时。将玻璃管暴露于空气中，然后用约20cm³的顶部空间密封。

孔隙率-氮吸附／解吸测量如ASTM D4641中定义在77.3K下进行(Micrometrics ASAP2400型孔隙计，Atlanta GA)。如L.Abrams等人，Tappi Proceedings1996Coating Conference，第185-192页中所定义，压缩率通过进行压汞法来校正(Micrometrics Autopore9220型孔隙计，AtlantaGA)并且示出经校正的骨架密度、压缩率、侵入量和表面积。

交流电介电强度(ACDS)根据ASTM D149来测量。样品通过在真空下加热(115℃，<5托)24小时预处理，然后浸没在矿物油中在氮气下加热(115℃)8小时，并在氮气下冷却16小时。测试在Phenix6TCE4100／50-5／D149X上，使用％”半径的2”电极在23℃下进行。

比较例A

将不浸渍在任何油中的牛皮纸切割成片(2.5cm×7.5cm)并测量拉伸特性。结果示于表1和表2中。

比较例B

将牛皮纸切割成片(2.5cm×7.5cm)并置于玻璃容器中，然后所述玻璃容器填充有高油酸大豆油(HOS油)。将容器置于160℃的烘箱中2周(336小时)。在测量拉伸特性之前，除去容器，冷却，并将过量油从纸材样品中擦去。结果示于表1和表2中。

比较例C

比较例C以与比较例B相同的方式进行，不同的是使用矿物油代替HOS油。结果示于表2中。

比较例D

将不浸渍在任何油中的热升级牛皮纸切割成片(2.5cm×7.5cm)并测量拉伸特性。结果示于表1和表2中。

比较例E

将热升级牛皮纸切割成片(2.5cm×7.5cm)并置于玻璃容器中，然后所述玻璃容器填充有HOS油。将容器置于160℃的烘箱中2周(336小时)。然后，在测量拉伸特性之前，除去容器，冷却，并将过量油从纸材样品中擦去。结果示于表1和表2中。

比较例F

比较例F以与比较例E相同的方式进行，不同的是使用矿物油代替HOS油。结果示于表2中。

实例1

将不浸渍在任何油中的纺粘非织造纤维网1-2的条带用作“干”对照样品。在纵向(MD)和横向(XD)上测量非织造纤维网的拉伸特性。结果示于表1中。

实例2

将纺粘非织造纤维网1-2的条带浸渍在包含10重量％环氧化大豆油作为添加剂的HOS油中。在室温下24小时后，从非织造纤维网样品中除去过量油，并测量拉伸特性。结果示于表1中。

实例3

将纺粘非织造纤维网1-2的条带在160℃下浸渍在HOS油中4周(672小时)。此时，从烘箱中除去样品，并测量拉伸特性。结果示于表1中。

实例4

将纺粘非织造纤维网1-2的条带在160℃下浸渍在包含10重量％环氧化大豆油作为添加剂的HOS油中4周(672小时)。拉伸特性示于表1中。

表1.选择的比较例(纸材)和实例1-4(包含50重量％外皮中的PTT 和50重量％芯中的PET的非织造纤维网)的拉伸特性

注释：百分比保持值相对于以下样品来计算：

+比较例B的值相对于比较例A来计算

#比较例E的值相对于比较例D来计算

*实例3的值相对于实例1来计算

**实例4的值相对于实例2来计算

如表1中所示的结果，在160℃下的HOS油中热老化2周后，牛皮纸(比较例B)的纵向拉伸强度保持率为约32％，并且热升级牛皮纸(比较例E)的纵向拉伸强度保持率为约34％。相反，即使在160℃下老化4周后，实例3和4的非织造纤维网也均示出大于约70％的纵向拉伸保持率。实例4的数据示出向介电流体中加入10重量％环氧化大豆油改善非织造纤维网在纵向和横向上两者的拉伸强度保持率和伸长保持率。

实例5

将不浸渍在任何油中的纺粘非织造纤维网2-2的条带用作“干”对照样品。在纵向(MD)和横向(XD)上测量非织造纤维网的拉伸特性。结果示于表2中。

实例6

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍在包含10重量％环氧化大豆油作为添加剂的HOS油中。在室温下24小时后，测量拉伸特性。结果示于表2中。

实例7

将纺粘非织造纤维网2-2的条带在160℃下浸渍于HOS油中4周(672小时)。拉伸特性示于表2中。

实例8

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍于包含10重量％环氧化大豆油、1000ppm的TBHQ和1000ppm的儿茶素作为添加剂的HOS油中。在160℃下4周(672小时)后，测量拉伸特性。结果示于表2中

实例9

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍于包含10重量％环氧化大豆油、1000ppm的TBHQ和1000ppm的儿茶素作为添加剂的HOS油中。在160℃下8周(1344小时)后，测量拉伸特性。结果示于表2中。

实例10

将纺粘非织造纤维网2-2的条带在160℃下浸渍在包含10重量％环氧化大豆油作为添加剂的HOS油中4周(672小时)。拉伸特性示于表2中。

实例11

将纺粘非织造纤维网2-2的条带在160℃下浸渍在包含10重量％环氧化大豆油作为添加剂的HOS油中8周(1344小时)。拉伸特性示于表2中。

实例12

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍在矿物油中并在160℃下测试2周(336小时)。拉伸特性示于表2中。

表2.比较例A-F(纸材)和实例5-12(实例5-12的包含25重量％外皮中的PTT和75重量％芯中的非织造纤维网)的拉伸特性。

注释：百分比保持值相对于以下样品来计算：

+比较例B和C的值相对于比较例A来计算

#比较例E和F的值相对于比较例D来计算

*实例8、9、10和11的值相对于实例6来计算

**实例7和12的值相对于实例5来计算

如表2中的结果所示，即使在介电流体中没有任何添加剂的情况下，在160℃下浸渍于HOS油中4周之后，非织造纤维网的拉伸强度保持率也非常良好。实例7在老化4周之后具有更好的拉伸强度保持率(84.6％)，然而在HOS油中老化2周之后，比较例B具有31.6％保持率并且比较例E具有33.9％拉伸强度保持率。与在相同温度下在HOS油中热老化两周之后的牛皮纸(比较例B，31％保持率)和热升级牛皮纸(比较例E，34％保持率)相比，在包含添加剂的HOS油中浸渍4周的纤维网具有非常良好且改善的纵向拉伸强度保持率，至少约80％保持率(实例8)且更高。在包含添加剂的HOS油中浸渍8周的纤维网示出至少约65％(实例9)的纵向拉伸强度保持率。实例12示出在矿物油中浸渍2周后的非织造纤维网的机械性能。在表2中，在一些情况下，计算的保持百分比大于100％，可能是由于纸材或非织造纤维网厚度的不均匀性。

比较例G

使用牛皮纸，比较例G以与比较例B相同的方式进行，不同的是温度为180℃。数据示于表3中。

比较例H

使用牛皮纸，比较例H以与比较例B相同的方式进行，不同的是使用矿物油代替HOS油并且温度为180℃。数据示于表3中。

比较例I

使用热升级牛皮纸，比较例I以与比较例E相同的方式进行，不同的是温度为180℃。数据示于表3中。

比较例J

使用热升级牛皮纸，比较例J以与比较例E相同的方式进行，不同的是使用矿物油代替HOS油并且温度为180℃。数据示于表3中。

实例13

将纺粘非织造纤维网2-2的条带在180℃下浸渍于HOS油中2周(336小时)。拉伸特性示于表3中。

实例14

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍于包含2000ppm的TBHQ作为添加剂的HOS油中。在180℃下4周(672小时)后，测量拉伸特性。结果在表3中。

实例15

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍在包含10重量％环氧化大豆油丙烯酸酯作为添加剂的HOS油中。在180℃下8周(1344小时)后，测量拉伸特性。结果示于表3中。

实例16

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍于包含0.32重量％TBHQ、0.92重量％Irganox259和2重量％环氧化大豆油丙烯酸酯作为添加剂的HOS油中。在180℃下4周(672小时)后，测量拉伸特性。结果示于表3中。

实例17

使用纺粘非织造纤维网2-2的条带，实例17以与实例16相同的方式进行，但是持续8周(1344小时)。拉伸特性示于表3中。

实例18

如下制备聚(甲基)丙烯酸酯的样品用作降倾点剂。将甲基丙烯酸硬脂基酯(51g)、丙烯酸异癸基酯(31.8g)、甲基丙烯酸丁酯(10.7g)、丙烯酸2-乙基己酯(29.7g)、甲基丙烯酸月桂酯(54g)和甲苯(350mL)的混合物加热至90℃。经过1小时，将1.0g

64的30mL甲苯溶液加入上述反应溶液中。将所得的混合物在90℃下搅拌另外的16小时。在真空下蒸馏反应混合物以除去溶剂和未反应的单体。最后阶段的蒸馏在150℃反应釜温度和30毫托真空下进行1小时，以获得作为蒸馏反应釜中残留物的共聚物(175.8g)。¹H NMR分析确定形成共聚物。通过尺寸排阻色谱法分析指示该共聚物具有约55,600的分子量。

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍在包含0.32重量％TBHQ、0.92重量％Irganox259、以及2重量％聚(甲基)丙烯酸酯降倾点剂(PPD)作为添加剂的HOS油中。并将铜片(0.11g)也置于HOS油中。在180℃下2周(334小时)后，测量拉伸特性。结果示于表3中。

实例19

使用纺粘非织造纤维网2-2的条带，实例20以与实例18相同的方式进行，但是持续4周(675小时)。拉伸特性示于表3中。

实例20

使用纺粘非织造纤维网2-2的条带，实例20以与实例18相同的方式进行，但是具有以下区别。HOS油还包含100ppm的金属减活化剂N，N’-双(亚水杨基)-1，2-丙二胺。在180℃下两周(334小时)后，测量拉伸特性。结果示于表3中。

实例21

使用纺粘非织造纤维网2-2的条带，实例21以与实例20相同的方式进行，但是持续4周(675小时)。拉伸特性示于表3中。

实例22

将纺粘非织造纤维网2-2的条带浸渍于包含0.32重量％TBHQ和0.92重量％Irganox259作为添加剂的HOS油中。并将铜片(0.11g)也置于HOS油中。在180℃下16周(2684小时)后，测量拉伸特性。结果示于表3中。

实例23

将纺粘非织造纤维网2-2的条带在180℃下浸渍于无添加剂的HOS油中16周(2684小时)。拉伸特性示于表3中。

实例24

使用纺粘非织造纤维网2-2的条带，实例24以与实例13相同的方式进行，但是使用矿物油代替HOS油。结果示于表3中。

表3.选择的比较例(纸材)和实例5和13-24(包含25重量％外皮中的 PTT和75重量％芯中的PET的非织造纤维网)的拉伸特性。

注释：百分比保持值相对于以下样品来计算：

+比较例G和H的值相对于比较例A来计算

#比较例I和J的值相对于比较例D来计算

实例13至24的值相对于实例5来计算

如表3中的结果所示，即使在180℃下浸渍于HOS油中数周后，非织造纤维网也保持非常良好的拉伸特性。与在相同温度下在HOS油中热老化两周之后的牛皮纸(比较例G，19.8％保持率)和热升级牛皮纸(比较例I，16.8％保持率)相比，在包含添加剂的HOS油中浸渍4周的纤维网具有非常良好且改善的纵向拉伸强度保持率，至少约76％保持率(实例19)且更高。在包含添加剂的HOs油中浸渍8周的非织造纤维网相似地示出非常良好的纵向拉伸强度保持率。在无添加剂的HOS油中浸渍16周的非织造纤维网保持约19％的纵向拉伸强度(实例23)，而浸渍在包含抗氧化剂和铜片的HOS油中的非织造纤维网在相同的时间段之后保持约30.5％的纵向拉伸强度。这示出了在测试条件下添加剂对非织造纤维网的机械稳定性的积极效果。非织造纤维网在HOS油中比在矿物油(实例24)中示出更好的稳定性。

比较例K

将可商购获得的热升级牛皮纸周于200℃下的加速老化研究。将纸材条带浸渍于包含HOS油的容器中并持续2天、4天、7天、14天和28天；对每个时间间隔使用不同的容器并且每个容器包含五个纸材条带。老化后纸材的拉伸强度和伸长特性作为每个时间间隔所评价的五个样品的数据的平均值报告在表4中。发现经历相同干燥和纸材浸渍步骤但是不在烘箱中加热的对照样品，对于油而言，具有79.0±7.3ppm的平均含水量；对照样品的纸材的拉伸特性以室温数据形式在表中给出。

比较例L

使用可商购获得的热升级牛皮纸，比较例L以与比较例K相似的方式进行，不同的是HOS油包含0.32重量％TBHQ和0.92重量％Irganox259作为添加剂。拉伸强度和伸长率结果示于表4中。

实例25

实例25以与比较例K相同的方式进行，不同的是使用纺粘非织造纤维网2-2的条带代替热升级牛皮纸。经老化纤维网的拉伸强度和伸长特性示于表4中。发现经历相同干燥和非织造纤维网浸渍步骤，但是不在烘箱中加热的对照容器具有99.1±5.5ppm的平均含水量。

实例26

使用纺粘非织造纤维网2-2的条带，实例26以与实例25相同的方式进行，不同的是HOS油包含0.32重量％TBHQ和0.92重量％Irganox259作为添加剂。拉伸强度和伸长率结果示于表4中。

表4.比较例K和L(纸材)与实例25和26(包含25重量％外皮中的 PTT和75重量％芯中的PET的非织造纤维网)的拉伸特性

注释：就每个比较例和实例而言，百分比保持值相对于浸渍油的室温样品的数据来计算。

如表4中的结果所示，与在相同条件下分别示出持续机械性能损耗的比较例K和L的牛皮纸和热升级牛皮纸相比，实例25和26的非织造纤维网在200℃下老化48至336小时，示出持续良好的机械性能诸如拉伸强度和伸长率。

实例27

对于包含25重量％外皮中的PPT和75重量％芯中的PET并且不进行点粘结的纺粘非织造纤维网(与用于其它实例中的非织造纤维网相反)进行孔隙率、介电强度和拉伸强度测量。结果示于表5中。

将纺粘非织造纤维网夹持在聚酰亚胺膜(Kapton300，DuPont，WilmingtonDE)之间，并且其插入8”×8”预热218℃的铝板(203.2mm×203.2mm)之间。将其置于Pasadena液压式压机的8”×8”(203.2mm×203.2mm)表面之间，引导至218℃和32,0001bf(142kN)并保持5分钟以压制非织造纤维网。然后除去板，重新取回经压制的非织造物。对经压制的非织造物进行孔隙率、介电强度和拉伸强度测量；结果示于表5中。

表5.压制前后包含25重量％外皮中的PTT和75重量％芯中的PET的非织造纤维网的孔隙率、介电强度、和拉伸强度数据。

通过压制包含25重量％外皮中的PPT和75重量％芯中的PET的非织造纤维网所获得的介电强度增加和侵入量减少表明经压延的非织造纤维网在高压油填充的电力变压器中具有实用性。入侵量和表面积与非织造纤维网的孔隙率相关。例如通过压制或压延减小绝缘材料的孔隙率将在油填充变压器中获得足够电性能所必须的有效排气量。

实例28

重复实例27，除了在218℃下以每分钟25mm的速度并在40psi下使用4密耳shin在辊之间压延非织造纤维网之外。压延之前，非织造纤维网分别具有248微米的厚度，9.90N／cm的最大负荷拉伸强度(MD)和16.0％的最大负荷伸长率(MD)。压延之后，非织造纤维网分别具有95微米的厚度，57.37N／cm的最大负荷拉伸强度(MD)和38.51％的最大负荷伸长率(MD)。

将以下材料用于实例29至实例36以及比较例M和N。所有商业试剂均按原样使用。硅胶在使用前，在200托真空下在200℃的真空烘箱中干燥3天。

根据美国专利5981781获得经精炼、漂白并除臭的高油酸大豆油(RBD HOS油)，其包含以下脂肪酸的甘油三酯：棕榈酸(6.5重量％)、硬脂酸(4.15重量％)、油酸(73.9重量％)、亚油酸(8.77重量％)和亚麻酸(2.94重量％)。根据US5981781获得粗制油酸大豆油(HOS油)，其包含棕榈酸(6.5重量％)、硬脂酸(4.1重量％)、油酸(74.8重量％)、亚油酸(7.6重量％)、和亚麻酸(2.8重量％)。商品市场Pantry^TM品牌的大豆油购自Target百货，其包含以下脂肪酸的甘油三酯：棕榈酸(10.3重量％)、硬脂酸(4.6重量％)、油酸(22.7重量％)、亚油酸(53.5重量％)、以及亚麻酸(7.2重量％)。

甲醇(99.8％)、碳酸钠(99.5％)、氢氧化钾(>85％)、己烷(99.9％)、硅胶60和碳酸钾(99.9％)购自EMD Chemicals Inc.(Gibbstown，NJ)。新戊二醇(99％)、三羟甲基丙烷(97％)和季戊四醇(98％)购自Aldrich Company(Milwaukee，WI)。

使用以下缩写：“GC”为气相色谱，“C”为摄氏度，“mm”为毫米，“mL”为毫升，“L”为升，“min”为分钟，“cm”为厘米，“g”为克，“mg”为毫克，“h”为小时，“temp”或“T”为温度，“Comp.Ex.”为比较例，“ID”为内径，“NPG”新戊二醇，“TMP”为三羟甲基丙烷，并且“PE”为季戊四醇。“ASTM”代表美国材料与试验协会，其提供材料评价的标准方案。“AOCS”代表美国油脂化学家学会，其提供材料评价的标准方法。“OECD”代表经济合作与发展组织。

使用具有30m长，直径320μm，膜厚度0.30μm的Omegawax^TM320柱的Agilent6890Series GC分析甲基酯，烘箱温度渐变：初始温度160℃保持5分钟，然后以2℃／min增加至220℃并保持10分钟，然后以20℃／min增加至240℃并保持5分钟。载气为氦气。进样口250℃，压力11.55psi；分流比50∶1，分流量：77.8mL／min；总流量：82.3mL／min。在11.56psi下初始流量1.6mL／min。将所用的火焰离子化检测器设定为270℃，氢气流量35mL／min；空气流量400mL／min；模式：恒定柱+补偿流；混合流32.0，补偿气体为氦气。将购自Nu-Chek Prep，INC.(Elysian，MN)的参照标准GLC-461(32种不同的甲基酯C4∶0至C24∶1的混合物)用于识别甲基酯的保留时间。

根据以下测试方法评价多元醇酯混合物的性能：

表6：测量的性能和所用的测试方法

实例29

制备包含RBD HOS油的脂肪酸部分的甲基酯的混合物

在配备有置顶式搅拌器、冷凝器、氮封的2-L烧瓶中装入RBD HOS油(1007g)、甲醇(249g)、以及碳酸钠(2g)。将反应混合物加热回流6.5小时(最终温度为约76℃)同时在360rpm下搅拌。冷却至室温后，将反应混合物转移入分液漏斗中并使其在室温下静置过夜。除去所得的包含甘油的底层(170g)。顶层在减压(1托)下于60℃蒸馏40分钟以除去剩余的甲醇(56.7g)。除去分液漏斗中的附加甘油层(～1g)之后，获得作为残余物的甲醇酯的混合物(1006g)。GC分析表明其包含棕榈酸甲酯(6.4重量％)、硬脂酸甲酯(4.0重量％)、油酸甲酯(73.6重量％)、亚油酸甲酯(8.6重量％)、和亚麻酸甲酯(2.7重量％)。

实例30

制备包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯的混合物

配备有机械搅拌、回流冷凝器、内部热电偶、氮气入口和排水管的20升带夹套的

反应器通过用氮气吹扫过夜来干燥。在反应器中装入粗制HOS油(12.0kg)、甲醇(3.0kg)和碳酸钾(45g)。混合物在氮气下加热回流3小时。将反应混合物冷却至25℃。经由排水管除去包含甘油的底层(1.9kg)。在包含顶层的反应器中装入甲醇(400g)和碳酸钾(2.0g)。混合物加热回流2小时。冷却至室温后，将反应混合物的顶层转移到22升RB烧瓶中。在真空(200至5托)下于50℃蒸馏除去剩余的甲醇，以获得11.48kg粗制甲基酯的混合物。GC分析表明其包含棕榈酸甲酯(6.5重量％)、硬脂酸甲酯(3.9重量％)、油酸甲酯(76.1重量％)、亚油酸甲酯(7.0重量％)、以及亚麻酸甲酯(2.8重量％)。

实例31

由包含RBD HOS油的脂肪酸部分的甲基酯的混合物制备NPG酯的混合物

将来自实例29的包含RBD HOS油的脂肪酸部分的甲基酯的混合物(917g)、KOH(2.0g)、以及新戊二醇(139g)在2托真空下加热至40-50℃并持续3小时，然后50-100℃并持续1小时，然后100-160℃并持续3小时。在加热期间，温度逐渐升高而沸腾减慢。在反应期间，在液氮捕集器中回收总共约86.2g的MeOH。在30毫托真空和至多210℃下蒸馏反应混合物以回收作为馏出液的未反应甲基酯(95g)。将蒸馏残余物离心并使所得的液体通过硅胶柱[2”(OD)×4”]以获得作为产物的NPG酯混合物(732.6g)。用己烷(2×150mL)萃取来自离心的固体。硅胶柱用合并的己烷萃取物和附加的己烷(300mL)洗涤。将合并的己烷洗涤液离心并在真空下干燥以获得作为产物的附加量的NPG酯(93.5g)。产物的¹H NMR分析确定其识别为酯的混合物，所述酯包含新戊二醇和RBD HOS油的脂肪酸部分。发现该组合物包含1％NPG单酯，97％NPG二酯、以及2％甘油三酯(HOS油)。

实例32

由包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物制备NPG酯的混合物

将来自实例30的包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯的混合物(1196g)、KOH(2.38g)、以及新戊二醇(178g)在30-5托真空下加热至50-205℃并持续14小时。通过在约15毫托下减压蒸馏除去未反应的甲基酯(163g)。将蒸馏残余物离心并使所得的液体通过硅胶柱(22g硅胶)，在20毫托真空下于110℃下干燥1小时之后，获得作为产物的NPG酯混合物(910g)。用己烷(2×150mL)萃取来自离心的固体。硅胶柱用合并的己烷萃取物和附加的己烷(300mL)洗涤。将合并的己烷洗涤液离心并在真空下干燥以获得附加量的NPG酯产物(170g)。产物的¹H NMR分析确定其识别为酯的混合物，所述酯包含新戊二醇和粗制HOS油的脂肪酸部分。发现该组合物包含2％NPG单酯，93％NPG二酯、和5％甘油三酯(HOS油)。

通过使用表6中所列的方法测量其电性能和物理性能来评价产物用作介电流体的适合性。结果在表7中给出。

实例33

由包含RBD HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物制备TMP酯的混合物

将来自实例29的包含RBD HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物(1094g)、KOH(2.2g)、以及三羟甲基丙烷(140g)在10托下经过6小时加热至95℃，然后经过附加的4.5小时加热至154℃。加入附加的KOH(0.47g)并将混合物在0.8托下于123-150℃加热8小时以上。在加热期间，温度逐渐升高而沸腾减慢。从液氮捕集器中回收总共约86.2g的MeOH。在45毫托真空和至多239℃下将反应混合物蒸馏。作为馏出液收集未反应的甲基酯(57.8g)。将蒸馏残余物离心并使所得的液体通过硅胶柱(～14g)，获得作为产物的TMP酯混合物(970g)。用己烷萃取来自离心的固体。硅胶柱用合并的己烷萃取物和附加的己烷(300mL)洗涤。将合并的己烷洗涤液离心并在真空下干燥，获得附加量的TMP酯产物混合物(75g)。

将部分获得的产物(847g)与F-115FF级漂白粘土(得自BASF，8.8g)和硅藻土(2.2g)混合，并在真空下(1托)于室温下搅拌1小时，然后在0.5托下加热至110℃并持续1小时。将混合物冷却至室温并通过1／2”硅胶柱(ID1.5”)。在对其评价之前，将收集的产物在0.1托下加热至110℃并持续1小时。产物的¹H NMR分析确定其识别为酯的混合物，所述酯包含三羟甲基丙烷和RBD HOS油的脂肪酸部分。发现所述组合物包含2％TMP二酯、90％TMP三酯、和8％甘油三酯(HOS油)。

实例34

由包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物制备TMP酯的混合物

将来自实例30的包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物(1213g)、KOH(2.4g)、以及三羟甲基丙烷(156g)在10托下经过2小时加热至103℃。然后将压力降低至15托，并经过7.5小时将反应混合物加热至193℃。然后在40毫托真空下蒸馏反应混合物以回收作为馏出液的未反应甲基酯。将蒸馏残余物离心并使所得的液体通过硅胶柱(18g硅胶)以获得油，将所述油在30毫托真空下于110℃下另外干燥1小时，获得作为产物的TMP酯的混合物(962g)。用己烷萃取来自离心的固体。硅胶柱用合并的己烷萃取物和附加的己烷洗涤。将合并的己烷洗涤液离心并干燥以获得附加量的产物(108g)。产物的¹H NMR分析确定其识别为酯的混合物，所述酯包含三羟甲基丙烷和粗制HOS油的脂肪酸部分。发现所述组合物包含1.4％TMP二酯、97.4％TMP三酯、和1.2％甘油三酯(HOS油)。

就生物降解能力测试而言，由包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物制备TMP酯混合物的另一种样品。将样品相似地制成实例6的TMP酯混合物，并且由¹H NMR分析发现其组成包含90.2％TMP三酯、2％TMP二酯、以及7.8％甘油三酯(HOS油)。

使用根据版本日期1992年7月17日的OECD Guideline301B，对于“快速生物降解”进行28天CO₂进化测试来评价TMP酯混合物的快速生物降解能力。所用的生物体系是来自Elkton，Maryland(USA)Publicly-OwnedTreatment Works的二级活化淤渣。发现TMP酯混合物满足测试条件下的“快速生物降解”的标准。测试材料达到74％的最大生物降解能力。在超过10％生物降解作用的10天内达到大于60％生物降解能力。

实例35

由包含RBD HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物制备PE酯混合物

将来自实例29的包含RBD HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物(100.6g)、KOH(0.2g)、以及季戊四醇(9.8g)在5托下经过1.5小时加热至80℃并在80℃下保持1.5小时，然后经过4.5小时加热至160℃。然后在18毫托真空下蒸馏反应混合物以回收作为馏出液的未反应的甲基酯。将蒸馏残余物离心并使所得的液体通过短硅胶柱以获得作为产物的PE酯混合物(60.4g)。用己烷萃取来自离心的固体。硅胶柱用合并的己烷萃取物和附加的己烷洗涤。将合并的己烷洗涤液离心并干燥，获得附加量的PE酯产物混合物(21.6g)。产物的¹H NMR分析确定其识别为酯的混合物，所述酯包含季戊四醇和RBD HOS油的脂肪酸部分。发现组合物包含1.5％PE三酯、94％PE四酯、以及4.5％甘油三酯(HOS油)。

实例36

由包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物制备PE酯混合物

将来自实例30的包含粗制HOS油的脂肪酸部分的甲基酯混合物(1190g)、KOH(2.41g)、以及季戊四醇(116g)在1-100托下于80-205℃下加热65小时。加入更多KOH(1.3g)并将反应混合物在5托下于200-220℃下另外加热34小时。通过在1托真空下在235-330℃反应釜温度下蒸馏来除去过量甲基酯。将蒸馏残余物离心并使所得的液体通过硅胶柱(14g)，然后在0.1托真空下于110℃下干燥1小时，获得作为产物的PE酯混合物(930g)。产物的¹H NMR分析确定其识别为酯的混合物，所述酯包含季戊四醇和粗制HOS油的脂肪酸部分。发现组合物包含4％PE三酯、90％PE四酯、以及6％甘油三酯(HOS油)。

比较例M

制备包含商品大豆油的脂肪酸部分的甲基酯混合物

在配备有置顶式搅拌器、冷凝器和氮封的2-L烧瓶中装入MarketPantry^TM品牌大豆油(1009g)、甲醇(250g)、以及碳酸钾(3.1g)。将反应混合物加热回流3.5小时。除去所得的包含甘油的底层，并加入更多的甲醇(50g)和碳酸钾(0.2g)。将反应混合物回流另外3.5小时。将反应混合物冷却至室温之后，通过在25℃下真空蒸馏1小时除去过量甲醇。产物层通过薄层硅过滤以获得包含商品大豆油的脂肪酸部分的甲基酯混合物(968g)。

比较例N

由包含商品大豆油的脂肪酸部分的甲基酯混合物制备TMP酯的混合物

在5托真空下在1小时内将来自比较例M的包含商品大豆油的脂肪酸部分的甲基酯混合物(968g)、三羟甲基丙烷(97.9g)、以及甲醇钠(1.8g)加热至68℃。然后经过6小时使反应温度缓慢增加至185℃。通过在真空下(～20毫托)在225℃反应釜温度下蒸馏除去过量甲基酯。将蒸馏残余物离心并使所得的液体通过硅胶柱(14g)，然后在0.1托真空下于110℃下干燥1小时，获得作为产物的TMP酯混合物(597g)。产物的¹HNMR分析确定其识别为酯的混合物，所述酯包含三羟甲基丙烷和商品大豆油的脂肪酸部分。

使用表6种所列的方法评价实例32、实例33、实例34、实例36和比较例N中获得的多元醇酯混合物。

FR3^TM流体(Cooper Industries，Inc.)(其为由商品大豆油配制的基于植物油的流体)以及

7131(TheMicanite and Insulators Co.，Manchester UK)(其为直链和支化C5至C10脂肪酸的作为混合酯与季戊四醇的合成酯组合物)的样品也使用相同的方法来评价。数据示于表7中。

表7：测量的介电流体性能的概述

*通过TR2000M旋转流变仪测量

表7中的数据示出实例的多元醇酯的混合物具有用作介电流体所期望的性能。实例的流体的闪点和着火点适当高，并且显著高于合成酯组合物

7131的那些。它们还具有显著低于

7131和基于植物油的

FR3^TM的含水量。与比较例N的多元醇酯(衍生自三羟甲基丙烷与衍生自商品大豆油的脂肪酸部分的甲基酯混合物的反应)相比，实例33的类似多元醇酯(衍生自三羟甲基丙烷与衍生自高油酸大豆油的脂肪酸部分的甲基酯混合物的反应)就功率因数方面来看，当在25℃和100℃下测量时均示出更好的电性能。比较例N的流体的极高功率因数将妨碍其用作介电流体。相反，实例33的流体特性示出其适于用作介电流体。就反映氧化稳定性的OSI值方面来看，因为

FR3^TM和

7131流体两者均包含添加的抗氧化剂，因此，更有意义的比较在实例32至36与比较例N的介电流体之间，当这些材料不包含添加的抗氧化剂时进行。实例32至36的流体展示了与比较例N相比显著更长的诱导期，这反映了较高含量的不饱和部分提供更大的氧化稳定性。

Claims

1.绝缘材料，包含：

非织造纤维网，其包含多根长纺粘聚酯双组分纤维，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

2.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中所述非织造纤维网具有在约160℃下的植物油中浸渍约4周之后，至少约70％的纵向断裂拉伸强度保持率。

3.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中所述非织造纤维网具有在约160℃下的植物油中浸渍约4周之后，至少约55％的纵向伸长保持率。

4.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中所述非织造纤维网具有在约25gsm至约500gsm范围内的基重。

5.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中将所述非织造纤维网压制或压延。

6.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

a)约25重量％至约50重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)；以及

b)约75重量％至约50重量％在围绕所述芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。

7.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

a)75重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)；以及

b)约25重量％在围绕所述芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。

8.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

a)50重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)；以及

b)50重量％在围绕所述芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。

9.根据权利要求1所述的绝缘材料，还包含牛皮纸和／或热升级牛皮纸。

10.介电材料，包含浸渍有至少10重量％的介电流体的非织造纤维网，其中所述非织造纤维网包含多根长纺粘聚酯双组分纤维，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

11.根据权利要求10所述的介电材料，其中所述非织造纤维网具有在约160℃下的植物油中浸渍约4周之后，至少约70％的纵向断裂拉伸强度保持率。

12.根据权利要求10所述的介电材料，其中所述非织造纤维网具有在约160℃下的植物油中浸渍约4周之后，至少约55％的纵向伸长保持率。

13.根据权利要求10所述的介电材料，其中所述介电流体包含甘油三酯油、包含多元醇酯的混合物、或它们的组合；其中

所述甘油三酯油包括植物油、基于植物油的流体、藻油、或它们的混合物；并且

所述包含多元醇酯的混合物衍生自以下物质的反应：

a)多元醇，所述多元醇包括季戊四醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、或它们的组合；以及

b)脂肪酸酯的混合物，所述脂肪酸酯衍生自包含脂肪酸部分的高油酸大豆油；其中所述高油酸大豆油具有

i)大于65％脂肪酸部分的油中C18∶1含量；以及

ii)小于20％脂肪酸部分的油中C18∶2和C18∶3总含量。

14.电气装置，包括：

介电流体和绝缘材料；

其中所述绝缘材料包含非织造纤维网，所述非织造纤维网包含多根长纺粘聚酯双组分纤维，并且其中所述多根双组分纤维的每一根包含：

15.根据权利要求14所述的电气装置，其中所述介电流体包含甘油三酯油、包含多元醇酯的混合物、或它们的组合；其中

所述包含多元醇酯的混合物衍生自以下物质的反应：

i)大于65％脂肪酸部分的油中C18∶1含量；以及

ii)小于20％脂肪酸部分的油中C18∶2和C18∶3结合含量。