DE1007314B - Process for improving, in particular, the electrical and color properties of esters used as plasticizers - Google Patents
Process for improving, in particular, the electrical and color properties of esters used as plasticizersInfo
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Description
Für die Herstellung elektrischer Kabel ist es von großer Wichtigkeit, daß ihre Umhüllung einen sehr hohen elektrischen Widerstand hat, um Leistungsverluste zu vermeiden. Wenn man hierfür Vinylharze verwendet, spielt die Qualität sowohl des Polymerisats, z. B. des Polyvinylchlorids, als auch des Stabilisators und des Weichmachers eine Rolle. Da der Weichmacher in anteilmäßig großen Mengen verwendet wird, hat der spezifische Widerstand desselben natürlich einen erheblichen Einfluß auf die Qualität des Kabels. Aus diesem Grunde werden für die Herstellung von Kabeln stets Weichmacher mit hohem spezifischem Widerstand gewählt. Infolge ihrer guten elektrischen Eigenschaften werden Weichmacher wie Oktylphthalat sowie Oktyl- und Nonylsebacat am häufigsten verwendet.For the production of electrical cables, it is of great importance that their sheathing has a very high electrical level Has resistance to avoid loss of performance. If you use vinyl resins for this, play the quality of both the polymer, e.g. B. of polyvinyl chloride, as well as the stabilizer and plasticizer a role. Since the plasticizer is used in proportionally large amounts, the specific resistance has the same of course has a considerable influence on the quality of the cable. Because of this, for the In the manufacture of cables, plasticizers with a high specific resistance are always selected. As a result of their good electrical properties, plasticizers such as octyl phthalate as well as octyl and nonyl sebacate are most common used.
Der spezifische Widerstand eines Esters der vorerwähnten Art hat jedoch nicht stets den gleichen Wert, sondern kann je nach dem Verfahren der Herstellung und Reinigung des Esters beträchtliche Unterschiede in der Größenordnung bis zum lOfachen aufweisen. Wahrscheinlich beruhen diese Veränderungen der elektrischen Eigenschaften auf Spuren von Verunreinigungen, die aus den für die Herstellung verwendeten Ausgangsstoffen stammen oder während der Herstellung selbst entstehen und bei der Reinigung des Weichmachungsmittels nur unvollkommen beseitigt werden.However, the specific resistance of an ester of the aforementioned type does not always have the same value, but rather can vary considerably in order of magnitude depending on the method of preparation and purification of the ester show up to tenfold. These changes in electrical properties are likely due to this for traces of impurities that originate from the raw materials used for production or arise during the production itself and only imperfectly when cleaning the plasticizer be eliminated.
Es wurde nun festgestellt, daß man den spezifischen Widerstand von aus Estern bestehenden Weichmachern wesentlich verbessern kann, wenn man sie mit Aluminiumoxyd behandelt.It has now been found that one can reduce the resistivity of plasticizers made up of esters can be improved significantly if you treat them with aluminum oxide.
Außerdem erfolgt durch diese Behandlung mit Aluminiumoxyd eine Abschwächung der Färbung des Weichmachers sowie eine Verringerung seines Wassergehaltes und seiner Azidität. Andere Stoffe können zwar eine Entfärbung (Aktivkohle) oder eine Trocknung (Kieselsäuregel) bewirken, haben jedoch keine Wirkung auf den spezifischen Widerstand; diese scheint eine spezifische Wirkung des Aluminiumoxyds zu sein.In addition, this treatment with aluminum oxide weakens the color of the plasticizer as well as a reduction in its water content and acidity. Other substances can be a Discoloration (activated charcoal) or drying (silica gel) cause, but have no effect on the specific resistance; this seems to be a specific action of the alumina.
Aluminiumoxyd übt, ganz gleich in welcher Form es auch verwendet wird, stets eine günstige Wirkung auf den spezifischen Widerstand aus, die jedoch noch gesteigert werden kann, wenn es in seiner sogenannten »aktivierten« Form, d. h. nach einer Wärmebehandlung, benutzt wird.No matter in which form it is used, aluminum oxide always has a beneficial effect the specific resistance, which can, however, be increased if it is in its so-called "Activated" form, d. H. after heat treatment.
So bewirkt unter sonst gleichen Bedingungen Bauxit eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes von 1 auf 2,5, während er durch getrocknetes Aluminiumoxydhydrat um das 7fache und durch eine bestimmte Sorte von aktiviertem Aluminiumoxyd (»Activalum«-) um das 15fache vermehrt wird.All other things being equal, bauxite increases the specific resistance from 1 to 2.5, while it is sevenfold by dried alumina hydrate and by a certain kind of activated aluminum oxide (»Activalum« -) around the Is increased 15 times.
Es ist bekannt, das Absorptionsvermögen von Aluminiumoxyd und anderer Adsorbentien (Bleicherden) nutzbar zu machen, um Transformatoröle zu behandeln und die Verunreinigungen, insbesondere Schlammstoffe,It is known that the absorption capacity of aluminum oxide and other adsorbents (bleaching earth) can be used to treat transformer oils and remove the impurities, especially sludge,
Verfahren zur Verbesserung insbesondere der elektrischen und Farb-EigenschaftenProcess for improving the electrical and color properties in particular
von als Weichmachungsmittelof as a plasticizer
dienenden Esternserving esters
Anmelder:Applicant:
S. A. Les Usines de Meile,S. A. Les Usines de Meile,
Saint-Leger-les-Melle, Deux-SevresSaint-Leger-les-Melle, Deux-Sevres
(Frankreich)(France)
Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West, und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,Representative: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West, and Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,
PatentanwältePatent attorneys
Beanspruchte Priorität: Frankreich, vom 5. Mai 1952Claimed priority: France, May 5, 1952
Maurice Mention und Pierre Bourguignon, Meile, Deux-Sevres (Frankreich), sind als Erfinder genannt wordenMaurice Mention and Pierre Bourguignon, Mile, Deux-Sevres (France), have been named as inventors
adsorptiv zu entfernen. Weiterhin ist es bekannt, Ester mittels Bleicherden zu entfärben. Vorliegende Erfindung beruht auf einer eigenartigen Erscheinung, die nicht als bloßer Adsorptionsvorgang angesprochen werden kann; denn wenn man andere Adsorbentien als Aluminiumoxyd (z. B. Bleicherden) auf als Weichmachungsmittel bestimmte Ester einwirken läßt, kann man feststellen, daß der elektrische Widerstand nicht erhöht, sondern im Gegenteil zuweilen erniedrigt wird. Vorliegende Erfindung beruht mithin auf der Erkenntnis einer für die Behandlung von als Weichmachungsmittel dienenden Estern mittels Aluminiumoxyd völlig neuartigen Erscheinung. to remove adsorptively. It is also known to decolorize esters using bleaching earth. Present invention is based on a peculiar phenomenon that cannot be addressed as a mere adsorption process; because if you use adsorbents other than aluminum oxide (e.g. bleaching earth) as plasticizers Let the ester act, you can see that the electrical resistance does not increase, but rather in the Conversely, it is humiliated at times. The present invention is therefore based on the knowledge of one for Treatment of esters used as plasticizers by means of aluminum oxide. A completely new phenomenon.
Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung muß bei einer Temperatur zwischen 20 und 200° erfolgen, bei welcher der Ester genügend flüssig ist.The implementation of the method according to the invention must take place at a temperature between 20 and 200 °, at which the ester is sufficiently liquid.
Bei absatzweiser Behandlung wird Aluminiumoxyd durch Rühren im Weichmacher in Suspension gehalten, wobei man die Masse auf die gewünschte Temperatur bringt und das Rühren noch einige Zeit fortsetzt. Um eine gute Wirkung zu erzielen, muß Aluminiumoxyd in Pulverform in Mengen von 10 bis 30°/0 des Gewichtes der zu behandelnden Flüssigkeit bei Temperaturen zwischen 20 und 200° verwendet werden. Die Wirkung ist um so stärker, je länger die Kontaktzeit ist; schon bei einer Kontaktzeit von einer Viertelstunde erzielt man aber etwa die maximal erreichbare Wirkung.In the case of intermittent treatment, aluminum oxide is kept in suspension in the plasticizer by stirring, the mass being brought to the desired temperature and stirring continued for some time. To achieve a good effect, aluminum oxide in powder form in quantities of 10 / are used liquid to be treated at temperatures between 20 and 200 ° 30 ° 0 of the weight of the must to. The longer the contact time, the stronger the effect; However, even with a contact time of a quarter of an hour, the maximum achievable effect is achieved.
7» 507/4247 »507/424
3 43 4
Die Behandlung kann auch stetig durchgeführt werden. nicht veränderter spezifischer Widerstand durch die erfin-The treatment can also be carried out continuously. unchanged specific resistance due to the invented
In diesem Falle wird granuliertes Aluminiumoxyd in einen dungsgemäße Behandlung jedoch beträchtlich erhöhtIn this case, however, granulated alumina is considerably increased in a treatment according to the invention
Behälter gebracht, welchem das vorher erwärmte Weich- wird. Ebenso können destillierte Produkte verwendetBrought container to which the previously heated soft is. Distilled products can also be used
machungsmittel stetig zugeführt wird. Das Weich- werden oder Produkte, die durch Hydrierung entfärbtpower is steadily supplied. Softening or products that are discolored by hydrogenation
machungsmittel strömt durch die Aluminiumoxydschicht 5 wurden. Im letztgenannten Falle ist die Verbesserungmaking agent flows through the aluminum oxide layer 5. In the latter case, the improvement is
und verläßt sie mit verbesserten elektrischen Eigen- des Farbwertes und der Stabilität, welche durch dieand leaves it with improved electrical properties of the color value and the stability, which by the
schäften. Die Temperaturen können wie bei der absatz- Hydrierung erfolgt, von einer erneuten Entfärbung undstocks. As in the case of sales hydrogenation, the temperatures can change from a renewed discoloration and
weisen Arbeitsweise zwischen 20 und 200° liegen, Vorzugs- einer Erhöhung des spezifischen Widerstandes durch dashave operation between 20 and 200 °, preferably an increase in the specific resistance through the
weise betragen sie 60 bis 80°. Beim stetig durchgeführten Verfahren gemäß vorliegender Erfindung begleitet.wise they are 60 to 80 °. Accompanied in the steadily carried out method according to the present invention.
Verfahren hängt die Wahl der Temperatur vor allem von io In den folgenden Beispielen ist die Durchführung desThe choice of temperature depends mainly on the procedure. In the following examples, the implementation of the
der Viskosität des Weichmachers ab; die Viskosität muß Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben. Hierbeithe viscosity of the plasticizer; the viscosity must be described in the method according to the invention. Here
durch Einhaltung einer entsprechenden Temperatur so wurden die Farbwerte mit der 6-Zoll-Zelle des Lovibond-by maintaining an appropriate temperature, the color values were measured with the 6-inch cell of the Lovibond
weit herabgesetzt werden, daß der Druckverlust beim Colorimeters gemessen.can be reduced far so that the pressure loss is measured in the colorimeter.
Durchgang durch die Aluminiumoxydschicht nicht zu _ . . , ,Passage through the aluminum oxide layer not too _. . ,,
groß wird 15 Beispiel 1becomes big 15 example 1
Allgemein können für die Durchführung des Verfahrens Eine Kolonne mit einem Durchmesser von 25 cm undIn general, a column with a diameter of 25 cm and
gemäß der Erfindung die an sich bekannten Verfahren einer Höhe von 265 cm wird mit aktiviertem Aluminium-according to the invention the per se known method of a height of 265 cm is activated with aluminum
und Vorrichtungen Anwendung finden, die einen Kontakt oxyd (vAlumine Gammagel electro Ό«) der Körnungand devices are used that have a contact oxide (vAlumine Gammagel electro Ό «) of the grain
zwischen der Flüssigkeit und den feinverteilten Fest- 60 bis 100 gefüllt.between the liquid and the finely divided solid 60 to 100 filled.
stoffen begünstigen. 20 Durch diese Kolonne läßt man mit einer Geschwindig-Der Druckverlust hängt außerdem von der Körnung keit von 501 je Stunde bei einer Temperatur von 80° des Aluminiumoxyds ab. Je feiner die Körnung ist, desto Oktylphthalat fließen, welches die folgenden Eigengrößer ist dieser Verlust, so daß die Arbeitstemperatur schäften besitzt: entsprechend höher und die Aluminiumoxydschicht ent- Spezifischer Widerstand 1,8 χ 105 Megohm/cm/cm2/20°favor fabrics. The pressure drop also depends on the grain size of 501 per hour at a temperature of 80 ° of the aluminum oxide through this column. The finer the grain is, the flow Oktylphthalat which the following characteristics is greater this loss, so that the working temperature transactions has: correspondingly higher, and the aluminum oxide corresponds Resistivity 1.8 χ 10 5 megohms / cm / cm2 / 20 °
sprechend dünner sein muß. In der Praxis wird Vorzugs- 25 Farbwert 5 Gelb +1,6 Rotmust be speaking thinner. In practice, the preferred 25 color value is 5 yellow +1.6 red
weise Aluminiumoxyd der Körnung 60 bis 100 ver- Wassergehalt 0,8 g/lwise aluminum oxide with a grain size of 60 to 100, water content 0.8 g / l
wendet, d. h. Aluminiumoxyd, dessen Körner durch ein Säuregehalt 0,0003 Mol/lturns, d. H. Aluminum oxide, the grains of which have an acidity of 0.0003 mol / l
Netz mit 60 Maschen, jedoch nicht durch ein Netz mit Nach Verlassen der Kolonne hat das OktylphthalatNetwork with 60 mesh, but not through a network with After leaving the column, the octyl phthalate
100 Maschen je 27 mm gehen, da eine solche Körnung folgende Eigenschaften:100 meshes each 27 mm go, because such a grain has the following properties:
einen großen Spielraum für die Wahl der Vorrichtung 30 Spezifischer Widerstand 10 X 10s Megohm/cm/cm2/20°a wide latitude for the choice of the device 30 Resistivity 10 X 10 s megohm / cm / cm2 / 20 °
läßt. Letztere kann ebensogut ein Behälter mit großer Farbwert 2,2 Gelb + 0,6 Rotleaves. The latter can just as well be a container with a large color value 2.2 yellow + 0.6 red
Oberfläche und geringerer Dicke als auch eine Kolonne Wassergehalt < 0,1 g/lSurface and thinner thickness as well as a column of water content <0.1 g / l
von geringem Durchmesser, jedoch großer Höhe sein. Säuregehalt 0,0001 Mol/lbe of small diameter but great height. Acid content 0.0001 mol / l
Es wurde festgestellt, daß, abgesehen von der Berücksichtigung des Druckverlustes, die Form der Vorrichtung 35 Beispiel 2 keinen Einfluß auf das Ergebnis der Reinigung hat, undIt was found that apart from the consideration of the pressure loss, the shape of the device 35 Example 2 has no influence on the cleaning result, and
zwar weder hinsichtlich des spezifischen elektrischen In einen Rührkolben gibt man 11 Oktylphthalat undAlthough neither with regard to the specific electrical In a stirred flask one gives 11 octyl phthalate and
Widerstandes noch hinsichtlich der Entfärbung und der 200 cm3 getrocknetes Aluminiumoxydhydrat. Das Oktyl-Resistance still with regard to discoloration and the 200 cm 3 of dried aluminum oxide hydrate. The octyl
anderen zusätzlichen Vorteile. Von Bedeutung ist vor allem phthalat hat folgende Eigenschaften:other additional benefits. Of particular importance is phthalate which has the following properties:
die Kontaktzeit zwischen dem Ester und dem Aluminium- 40 Spezifischer Widerstand 0,5 X 105 Megohm/cm/cm2/20°the contact time between the ester and the aluminum 40 Resistivity 0.5 X 10 5 megohms / cm / cm2 / 20 °
oxyd, die bei der stetigen Arbeitsweise durch das Ver- Farbwert 6 Gelb +1,5 Rotoxide, which in the continuous working method by the color value 6 yellow +1.5 red
hältnis Raumteile Durchsatz durch die Aluminiumoxyd- Säuregehalt 0,0002 Mol/lRatio of parts by volume throughput through the aluminum oxide acid content 0.0002 mol / l
schicht je Raumteile Schicht je Stunde angegeben werden Nach 15 Minuten Rühren bei 60° hat das Phthalatlayer per room parts layer per hour are specified. After 15 minutes of stirring at 60 °, the phthalate has
kann. Man erzielt recht beachtliche Ergebnisse bei einer folgende Eigenschaften:can. Quite remarkable results are obtained with one of the following properties:
Zuführung von bis zu 4 Raumteilen je Stunde, was einer 45 Spezifischer Widerstand 4 X 105 Megohm/cm/cm2/20°Injection of up to 4 parts by volume per hour, representing a 45 Resistivity 4 X 10 5 megohms / cm / cm2 / 20 °
Kontaktzeit von einer Viertelstunde entspricht; die Farbwert 2,9 Gelb -j- 0,8 RotContact time corresponds to a quarter of an hour; the color value 2.9 yellow -j- 0.8 red
Ergebnisse nähern sich jedoch dem erreichbaren Höchst- Säuregehalt 0,0001 Mol/lHowever, results approach the maximum achievable acid content of 0.0001 mol / l
wert, wenn die Zuführung zwischen 0,5 und 1 Raumteilworth if the feed is between 0.5 and 1 space part
je Stunde beträgt, was einer Kontaktzeit zwischen 2 Stun- B eispiel 3per hour, which corresponds to a contact time between 2 hours
den und 1 Stunde entspricht. 50den and corresponds to 1 hour. 50
Das Verfahren ist auf alle als Weichmacher dienenden Einer Kolonne, welche dieselben Abmessungen hat wieThe method is applicable to all plasticizers serving as a column having the same dimensions as
Ester anwendbar und ergibt in jedem Falle eine Erhöhung die des Beispiels 1, jedoch mit aktiviertem Aluminium-Ester applicable and in each case gives an increase that of Example 1, but with activated aluminum
ihres spezifischen Widerstandes. Von besonderem Wert oxyd vom Typ »Activalum« gefüllt ist, führt man mittheir specific resistance. Oxyd of the type "Activalum" is filled with special value
ist jedoch seine Anwendung auf Ester, die an sich bereits einer Geschwindigkeit von 301 je Stunde Sebacinsäure-is, however, its application to esters, which in themselves already have a rate of 301 per hour sebacic acid
einen hohen spezifischen Widerstand besitzen. Hier sind 55 oktylester mit folgenden Eigenschaften zu:have a high specific resistance. Here are 55 octyl esters with the following properties:
insbesondere die Ester aus aromatischen und aliphatischen Spezifischer Widerstand 3,5 χ 105 Megohm/cm/cm2/20°in particular the esters of aromatic and aliphatic Resistivity 3.5 χ 10 5 megohms / cm / cm2 / 20 °
zweibasischen C6- bis C^-Carbonsäuren mit aliphatischen Farbwert 4,9 Gelb +1.3 Rotdibasic C 6 - to C ^ -carboxylic acids with aliphatic color value 4.9 yellow +1.3 red
C6- bis C10-Alkoholen zu nennen, wie z. B. Oktylphthalat, Die Behandlungstemperatur beträgt 60°.C 6 - to C 10 alcohols to be mentioned, such as. B. octyl phthalate, the treatment temperature is 60 °.
Hexylphthalat, die Sebacinsäureester des Oktyl- und Beim Verlassen der Kolonne hat das Produkt folgendeHexyl phthalate, the sebacic acid ester of the octyl and when leaving the column, the product has the following
Nonylalkohols, der Adipinsäureester von Oktylalkohol. 60 Eigenschaften:Nonyl alcohol, the adipic acid ester of octyl alcohol. 60 properties:
Die Herstellungsweise dieser Ester — ob absatzweise oder Spezifischer Widerstand 45 χ 105 Megohm/cm/cm2/20°The method of preparation of these esters - whether batchwise or Resistivity 45 10 χ 5 megohms / cm / cm2 / 20 °
stetig — beeinflußt das Endergebnis der erfindungs- Farbwert 0,4 Gelb + 0 Rotsteady - influences the end result of the inventive color value 0.4 yellow + 0 red
gemäßen Behandlung ebensowenig wie die Reinigungsbehandlungen, welchen diese Ester gegebenenfalls bereits Beispiel 4 vorher unterworfen wurden, um sie soweit wie möglich 65appropriate treatment just as little as the cleaning treatments, which these esters may already have in Example 4 have previously been subjected to them as far as possible 65
von überschüssigem Alkohol oder Wasser, von ihrem Durch eine Kolonne, die der im Beispiel 3 genanntenof excess alcohol or water, of their through a column like that mentioned in Example 3
Säuregehalt oder ihren färbenden Verunreinigungen zu gleicht und mit dem gleichen Aluminiumoxyd gefüllt istAcidity or its coloring impurities and is filled with the same aluminum oxide
befreien. So kann ein Phthalsäureester als Ausgangsstoff wie diese, läßt man mit einer Geschwindigkeit von 501 jeto free. So a phthalic acid ester can be used as a starting material like this, one leaves at a rate of 501 each
verwendet werden, der bereits mit Aktivkohle entfärbt Stunde Adipinsäurenonylester bei 70° fließen, dessenbe used, which is already decolorized with activated charcoal, its hour of flow adipic acid onyl ester at 70 °
wurde, dessen durch diese Behandlung mit Aktivkohle 70 spezifischer Widerstand 3,2 χ 10s, dessen Farbwert its specific resistance 3.2 χ 10 s due to this treatment with activated carbon 70, its color value
Claims (1)
einen spezifischen Widerstand von 21 X 106, einen Farbwert von 0,8 Gelb +0,1 Rot und einen Säuregehalt von 5When leaving the column, the adipic acid ester has to remove the remaining acetone,
a specific resistance of 21 X 10 6 , a color value of 0.8 yellow +0.1 red and an acidity of 5
Spezifischer Widerstand 8 X 105 Megohm/cm/cm2/20° 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch geFarbwert 0,1 Gelb kennzeichnet, daß man das Aluminiumoxyd im flüs-Aluminum oxide "Activalum" at a speed 4. Process according to claim 1 to 3, characterized in that x / 2 volume parts per hour are treated at 80 ° and ao indicates that the treatment time is about 1 J 1 to 2, the following properties: preferably 1 to 2 hours.
Resistivity 8 X 10 5 megohms / cm / cm2 / 20 ° 5. The method according to claim 1 to 4, characterized denotes geFarbwert 0.1 Yellow, that the aluminum oxide in the liquid-
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