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Verwendung von sek. Alkyl-benzol- und sek. Alkyl-cyclo-
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hexanen als dielektrische Imprägnierflüssigkeiten Die Erfindung betrifft
die--Verwendung von Mono-, Di- oder Trialkylbenzolen, -cyciohexanen und deren Gemische
als dielektrische Imprägnierflüssigkeiten.
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Auf dem Gebiet der dielektrischen Isolierflüssigkeiten ist die Verwendung
von polyhalogenierten Biphenylen (PCBs) bekannt. Aufgrund ihrer Toxizität und der
biologischen Nichtabbaubarkeit wird mit wachsendem Nachdruck der Ersatz der PCBs
durch umweltneutrale Produkte gefordert. Als Alternativen für den Hochspannungsbereich
wurden demgemäß schon Isopropylbiphenyl bzw. Diisopropylbiphenyl (vgl.
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DE-OS 29 34 103) vorgeschlagen.
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Diese Verbindungen befriedigen jedoch noch nicht in allen Eigenschaften.
Sie haben z.B. zu niedrigere Flammpunkte von < 150°C, während Flammpunkte >2000C
erwünscht sind.
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Es bestand daher die Aufgabe, Verbindungen vorzuschlagen, die neben
sehr guten physikalischen Daten, wie Viskosität, Dichte, Flammpunkt und Stockpunkt,
ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften aufweisen.
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Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst mit substituierten Benzolen
und Cyclohexanen (oder deren Gemischen), die gegebenenfalls eine oder zwei Methylgruppen
tragen und wobei die Benzole bzw. Cyclohexane (A) überwiegend durch Alkylreste gemäß
den Formeln
- bei mehreren Resten an verschiedenen C-Atomen des Benzol oder
Cyclohexanrings - substituiert sind, in der R1 und R2 Alkylreste mit 1 bis 18, vorzugsweise
1 bis 16 Kohlenstoffatomen bedeuten, die zu mehr als 90 % unverzweigt sind und,
die Summe der Kohlenstoffatome von R1 und R2 13 bis 19, vorzugsweise 15 bis 17 beträgt,
R3 und R4 Alkylreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, die zu mehr als 90
% unverzweigt sind, die Summe der Kohlenstoffatome von R3 und R4 bis 19, vorzugsweise
9 bis 16 beträgt und wobei im Gemisch der Unterschied der Kettenlänge R3-CH-R4 im
Durchschnitt nicht mehr als 3 Kohlenstoffatome beträgt und R5 und R6 Alkylreste
mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeuten, die zu mehr als 90 % unverzweigt sind,
die Summe der Kohlenstoffatome von R5 und R6 4 bis 16, vorzugsweise 5 bis 11 beträgt
und wobei im Gemisch der Unterschied der Kettenlänge R5-CH-R6 im Durchschnitt nicht
mehr als 3 Kohlenstoffatome beträgt.
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Von den Alkylbenzolen und Alkylcycloalkanen sind die im wesentlichen
mono- und disubstituierten Verbindungen mit
Resten bevorzugt, Die Alkylcyclohexane können hergestellt werden durch Hydrierung
von Alkylbenzolen. Geeignete Verbindungen entstehen z.B. durch Umsetzung von einheitlichen
oder statistisch chlorierten Monochlor-n-Paraffinen oder einfach ungesättigten n-Olefinen
mit statistischer Verteilung der Doppelbindung mit einer C-Zahl zwischen 5 und 20,
mit Alkylbenzolen, bevorzugt jedoch Benzol, in Gegenwart eines Friedel-Grafts-Eatalysators
nach bekannten Methoden. Im Interesse -optimaler Eigenschaften der Alkylcyclohexane
ist es dabei wichtig, daß für die Umsetzung möglichst reine Ausgangsverbindungen
verwendet werden, insbesondere,
'daß die n-Chlorparaffine bzw. n-Olefine
weniger als 5 % difunktionelle Anteile enthalten und zumindest 90 % linearen Aufbau
besitzen. Ferner sollte die C-Zahl der verwendeten Ohlorparaffine bzw. Olefine eine
enge Verteilung aufweisen und insbesondere nicht mehr als - 1 von der C-Zahl der
Hauptfraktion abweichen, d.h. die Zahl der Kohlenstoffatome sollte sich nicht um
mehr als 3 unterscheiden.
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Die Umsetzung wird mit der 1/2- bis 3-fach molaren Menge der Monochlorparaffine
unter Wahl der entsprechenden Kettenlängen vorgenommen, um zu den oben spezifizierten
Produkten zu gelangen. Dabei können auch jegliche Molverhältnisse gewählt werden,
die zwischen 1/2 und 3 Mol der Monochlorparaffine liegen.
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Bevorzugt ist jedoch eine solche Wahl der Molverhältnisse' daß überxfiegend
eine Mono- oder Dialkylierung eintritt.
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Für die Hydrierung der Alkylaromaten werden an sich bekannte Verfahren
angewandt. Man kann mit oder ohne Lö--sungsmittel arbeiten. Gute Lösungsmittel sind
z.B. Hexan, Heptan, Cyclohexan und andere Aliphaten bzw. Cycloaliphaten, sowie Erster
oder Alkohole. Als Katalysatoren kommt bevorzugt Raney Nickel in Betracht. In diesem
Falle erreicht man z.B. bei 2000C, 200 bis 300 bar und innerhalb von 5 bis 8 Stunden
eine vollständige Hydrierung. Allgemein wurde beobachtet, daß die Hydrierungszeiten
und der notwendige Druck mit der C-Zahl der n-Alkylgruppen der substituierten Benzole
zunehmen. Als Katalysator ist gleichermaßen ein Niederschlag von 5 Rhodium auf Aluminiumoxid
geeignet, mit dem schon bei 800C und 50 bis 180 atü in 5 bis 10 Stunden vollständige
Hydrierung erreicht werden kann. Die hier angeführten Möglichkeiten sollen nur Beispiele
für mögliche Ausführungsformen der Hydrierung sein. Es sindZzahlreiche weitere Alternativen
denkbar. Im
einzelnen wird hier auf folgende Literaturstellen verwiesen:
R.L. Augustine (1965, London und New York) Catalytic Hydrogenation, Seite 71; P.N.
Rylander (1967, New York und London) Catalytic Hydrogenation over Pt-Metals, Seite
309; und F. Zymalkowski (1965) Katalytische Hydrierung, Seite 178.
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Eine ausführliche Darstellung der katalytischen Hydrierung von Aromaten
findet sich bei C. Ellis, Hydrogenation of Organic Substances, 3rd edition, D. van
Nostrand Co., New York 1930; H. Adkins, Reactions of Hydrogen with Organic Compounds
over Chromium Oxide and Nickel Catalysts, University of Wisconsin Press, Madison,
Wisconsin 1937; V. Ipatieff, Catalytic Reaction at High Pressures and Temperatures,
Macmillan Company, New York 1936; SO Berkman, J.C. Morell and G. Egloff, Catalysis,
Reinhold Publishing Corporation, New York 1940; sowie bei K.N. Campbell and B.K.
Campbell, in: Chem. Reviews 31, 156-167 (1942); und E.B. Maxted, in: G.M. Schwab,
Handbuch der Katalyse VII, 1. Hälfte, 685-708, Springer-Verlag, Wien (1943).
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Durch geeignete Wahl der Molverhältnisse sowie der Nohlenstoff-Zahl
der linearen Monochlorpararfine bzw. Olefine bei der Alkylierung der Benzole lassen
sich innerhalb gewisser Grenzen die Eigenschaften der Alkylbenzole und Alkylcyclohexane
variieren.
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Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen weisen eine sehr
gute Stabilität auf, ausgezeichnete elektrische Werte und die ur eine dielektrische
Flüssigkeit erwünschten sonstigen phys.-chem. Eigenschaften, wie
Stockpunkt:
O bis -70°C Viskosität: (nach DIN 51 562) 200C 3 bis 200 (mm2/sec 10000: 1 bis 16
[mm²/sec] Flammpunkt: 150 bis 3400C, (nach DIN 51 597) 3 Dichte (2000): ca. 0,75
bis 0,95 Eg/cm (nach DIN 51 757) Die erfindungsgemäß als dielektrische Imprägnierflüssigkeiten
zu verwendenden Gemische sind vor allem für Transformatoren und vorzugsweise Kondensatoren
geeignet. Insbesondere seien Kondensatoren mit einem Aufbau bestehend aus mehrlagigem
Papier und Aluminiumfolie, aus metallisiertem Papier, aus einer metallisierten Kunststoff-Folie,
beispielsweise aus Polypropylen, Polycarbonat oder Polyterephthalsäureester, oder
aus einem Mischdielektrikum, beispielsweise aus Papier, Sunststoff- und Aluminiumfolie
oder aus metallisiertem Papier und Kunststoff-Folie genannt.
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PHerstellung der Alkylbenzole und Alkylcyclohexane Beispiel 1 Aus
einem Monochlorundecangemlsch mit statistischer Verteilung der Chloratome, das mindestens
zu 99 % aus Monoverbindungen besteht, und Benzol wird nach Friedel Crafts mit AlCl3
ein Gemisch von Alkylbenzolen hergestellt, das nach Abdestillieren niedriger siedender
Bestandteile im Rotationsverdampfer bei 140°C/0,05 mbar besteht aus ca.: 7 % Mono-,
56 % Di-, 31 ß Tri- und 6 % Tetraundecylbenzol; die Anteile werden bestimmt aus
der Molekulargewichtsverteilung (GPC). An diesem Ol werden die in Tabelle 1 angegebenen
Werte gemessen.
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120 g dieses so gewonnenen Di-undecyl-benzolgemischs.und 5 g Rhodium-Hydrierungs-Katalysator,
der 5 Rhodium aufAl203 enthält7 werden in einem 150 ml-Hydrierautoklav bei 25°C
mit 100 bar Wasserstoff beschickt. Nach dem Aufheizen des Autoklaveninhaltes auf
800C wird der H2-Druck auf 180 bar eingestellt. Nach 5 Stunden Rühren unter diesen
Bedingen gen erhält man ein farbloses klares Öl, in dem IR-spektroskopisch keine
aromatischen und ungesättigten verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte
Produkt hat die in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 1 Bezeichnung der Di-undecyl- Di-undecyl-Verbindung cyclohexan
benzol Länge der Alkyl- Cll C ketten V400c (cST) 34,88 --20,24 V1000C (cST) 5,67
4,09 Pour Point (OC) - 55 - 57 DIN 51 597 Flammpunkt (OC) 224 214 DIN 51 597 Beispiel
2 Aus einem Monochlor-tridecangemisch mit statistischer Verteilung der Chloratome,
das zu 99 % aus Monochlorverbindungen besteht, und Benzol wird nach Friedel Crafts
mit AlC13 ein Gemisch von Alkylbenzolen hergestellt, das nach Abdestillieren niedriger
siedender Bestandteile im Rotationsverdampfer bei 150°C/0,05 mbar besteht aus ca.:
7 % Mono-, 53 % Di-, 33 % Tri- und 6 % Tetratridecylbenzol; die Anteile werden bestimmt
aus der GPC-Molekulargewichtsverteilung. An diesem öl werden die in Tabelle 2 angegebenen
Werte gemessen.
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Das Produkt und 8,9 g Raney-Nickel werden in einem 15Q ml-Hydrierautoklaven
bei 25OC mit 100 bar Wasserstoff beschickt. Nach dem Aufheizen auf 1800C wird der
H2-Druck auf
180 bar eingestellt. Nach 6 Stunden Rühren unter diesen
Bedingungen wird ein farbloses, klares 0.1 erhalten7 in dem IR-spektroskopisch keine
aromatischen und ungesättigten Verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte
Produkt hat die in Tabelle 2 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 2 Bezeichnung der Di-tridecyl- Di-tridecyl-Verbindung cyclohexan
benzol Länge der Alkyl- C13 C13 ketten 13 13 V40oc (cSt) 56,42 33,47 V100°C (cSt)
8,0 5,93 Pour Point(°C) - 50 - 18 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 218 218 DIN 51 597
Beispiel
3 Aus einem Nonochlor-tetradecangemisch, das mindestens zu 99 % aus Monochlorverbindungen
besteht und Benzol wird nach Friedel Crafts mit A1C13 ein Gemisch von Alkylbenzolen
hergestellt, das nach Ab destillieren niedriger siedender Bestandteile im Rotationsverdampfer
bei 1600C/0,05 mbar besteht aus ca.: 10 % Mono-, 56 % Di-, 27 % Tri- und 4 % Tetra-(tetradecylbenzol);-
die Anteile werden bestimmt aus der GPG-Molekulargewichtsverteilùng.
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An diesem öl wurden die in Tabelle 3 angegebenen Werte gemessen.
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120 g dieses so gewonnenen Di-tetradecyl-benzolgemischs wird mit Rhodium-Katalysator
unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen hydriert, bis IR-spektroskopisch
keine aromatischen und ungesättigten Verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte
Produkt hat die in Tabelle 3 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 3 Bezeichnung der Di-tetradecyl- DS tradecyl-Verbindung cyclohexan
benzol Länge der Alkylketten C14 C14 V40oC (cSt) 58,7 31,88 V100°C (cSt) 8,49 5,85
Pour Point (0C) - 45 - 15 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 230 228 DIN 51 597 Beispiel
4 Aus einem Monochlor-pentadecangemisch das mindestens zu 99 % aus Monochlorverbindungen
besteht, und Benzol werden nach Friedel Crafts mit AlOl 3 ein Gemisch von Alkylbenzolen
hergestellt, das nach Abdestillieren niedriger siedender Bestandteile im Rotationsverdampfer
bei 16000/0,05 mbar besteht aus ca.: 10 % Mono-, 65 % Di-, 21 Z Tri- und 3 % Tetra-pentadecylbenzol;
die Anteile werden bestimmt aus der GPC-Molekulargewichtsverteilung.
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An diesem Öl werden die in Tabelle 4 angegebenen Werte gemessen.
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120 g dieses so gewonnenen Di-pentadecylbenzolgemischs wird mit Rhodium-Katalysator
unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen hydriert bis IR-spektroskopisch
keine aromatischen und ungesättigten Verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte
Produkt hat die in Tabelle 4 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 4 Bezeichnung der Di-pentadecyl- Di-pentadecyl-Verbindung
cyclohexan benzol Länge der Alkyl- 015 015 ket;ten V40oc (cSt) 48,82 36,62 V100°C
(cSt) 7,56 6,57 Pour Point (°C) - 39 - 10 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 244 236 DIN
51 597 Beispiel 5 Aus einem Monochlor-hexadecangemisch, das mindestens zu 99 % aus
en Idonochlorverb5ndungen bestand, und Benzol wird nach Friedel Crafts mit A1Cl3
ein Gemisch von Alkyl-3 benzolen hergestellt, das nach Abdestillieren niedriger
siedender Anteile im Rotationsverdampfer bei 1800C/ 0,05 mbar besteht aus ca.: 5
% Mono-, 60 % Di-, 33 % Tri-und 2 % Tetra-hexadecylbenzol; die Anteile werden bestimmt
aus der GPC-Molekulargewichtsverteilung. An diesem Öl werden die in Tabelle 5 angegebenen
Werte gemessen.
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75 g dieses so gewonnenen Di-hexadecylbenzolgemischs, 30 g n-Heptan
und 6 g Rhodium-Katalysator mit 5 % Rhodium auf Al 203 werden unter den in Beispiel
1 beschriebenen Bedingungen hydriert, bis IR-spektroskopisch keine aromatischen
und ungesättigten Verbindungen mehr nachzuweisen waren. Das hydrierte Produkt hat
die in Tabelle 5 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 5 Bezeichnung der Di-hexadecyl- Di-hexadecyl-Verbindung cyclohexan
benzol Länge der Alkyl- C16 C16 ketten V40°G (cSt) 83,53 46,1 7100°C (cSt) 11,24
7>73 Pour Point (°C) - 27 + 0 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 229 234 DIN 51 597 Beispiel
6 Aus einem Monochlor-octadecan-Gemlsch, das zu 99 % aus den Monochlorverbindungen
besteht, und Benzol wird nach Friedel Crafts mit AlCl3 ein Gemisch von Alkylbenzolen
hergestellt, das nach Ab destillieren niedriger siedender Anteile im Rotationsverdampfer
bei 2000C/0,05 mbar besteht aus ca.:13 % Mono-, 74 % Di-, 12 % Tri- und 1 % Tetra-octadecylbenzol;
die Anteile werden bestimmt aus der GPC-Molekulargewichtsverteilung. An diesem Öl
wurden die in Tabelle 6 angegebenen Werte gemessen.
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80 g dieses so gewonnenen Öls, 40 g n-Heptan und 6 g Rhodium-Katalysator
mit 5 % Rhodium auf A1203 werden in einem Hydrierautoklaven bei 25°C mit 100 bar
Wasserstoff beschickt. Nach dem Aufheizen des Autoklavenin halts auf 125°C wird
der H2 -Druck auf 250 bar einge-
stellt. Nach 10 Stunden Rühren
unter diesen Bedingungen erhält man ein farbloses, klares Öl, in dem IR-spektroskopisch
keine aromatischen und ungesättigten Verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte
Produkt hat die in Tabelle 6 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 6 Verbindung Di-octadecyl- Di-octadecylcyclohexan. benzol
Länge der Alkylketten C18 18 V40oc (cSt) 72,74 46,96 V1000C (cSt) 10,33 8,05 Pour
Point (°C) - 5 - 6 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 234 216 DIN 51 597 Beispiel 7-Aus
einem Monochlor-pentadecangemisch, das mindestens zu 99 % aus den Monochlorverbindungen
besteht, und Toluol wird nach Friedel Grafts mit AlC13 ein Gemisch von Alkylbenzolen
hergestellt, das nach Abdestillieren niedriger siedender Anteile im Rotationsverdampfer
bei 1600C/0,05 mbar besteht aus ca. :10 % Mono-, 85 % Di- und 5 % Tri-pentadecyltoluol;
die Anteile werden bestimmt aus der GPC-Molekulargewichtsverteilung. An diesem Öl
werden die in Tabelle 7 angegebenen Werte gemessen.
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120 g dieses so gewonnenen Di-pentadecyltoluols werden in einem 150-ml-Hydrierautoklav
mit 6 g Rhodium-Hydrierkatalysator (5 Rhodium auf Al203) bei 250C mit 100 bar Wasserstoff
beschickt. Nach dem Aufheizen auf 90°C wird der H2-Druck auf 180 bar eingestellt.
Nach 6,5 h Rühren unter diesen Bedingungen wird ein farbloses klares Öl erhalten,
in dem IR-spektroskopisch keine aromatischen und ungesättigten Verbindungen mehr
nachzuweisen sind.
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Das hydrierte Produkt hat die in Tabelle 7 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 7 Bezeichnung der Di-pentadecyl- Di-pentadecyl-Verbindung
methyl-cyclohexan toluol Länge der Alkyl- C15 C15 ketten V40oc (cSt) 57,15 35,28
V1OOoC (cSt) 7,82 5,97 Pour Point (°C) - 38 - 30 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 220
225 DIN 51 597
Beispiel 8 - 12 Gemäß den Beispielen 2 - 6 werden
jeweils Gemische von Alkylbenzolen hergestellt, die überwiegend die entsprechenden
Dialkylbenzole enthalten. Daraus wurden durch fraktionierte Destillation die einzelnen
Dialkylbenzolfraktionen, nämlich Ditridecyl-, Ditetradecyl-, Dipentadecyl-, Dihexadecyl-
und Dioctadecylbenzol, in einer Reinheit von 97 99 % isoliert (Bestimmung der Zusammensetzung
durch die GPC-Molekulargewichtsverteilung). Durch anschließende Hydrierung werden
daraus reine Dialkylcyclohexane gewonnen, deren Eigenschaften in den Tabellen 8
- 12 wiedergegeben sind.
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Tabelle 8 Bezeichnung der Di-tridecyl- Di-tridecyl-Verbindungen cyclohexan
benzol Länge der Alkylketten C13 C13 V40oc (cSt) 42,33 24,8 V1oaoo (cSt) 6,46 4,77
Pour Point (00) -51 -48 DIN 51 597 Flammpunkt (00) 220 211 DIN 51 597
Tabelle
9 Bezeichnung der Di-tetradecyl- Di-tetradecyl-Verbindungen cyclohexan benzol Länge
der Alkylketten C14 C14 V40oc (cSt) 44,72 27,52 7100°C (cSt) 6,89 5,19 Pour Point
(°C) -47 -45 DIN 51 597 Flammpunkt (00) 235 220 DIN 51 597 Tabelle 10 Bezeichnung
der Di-pentadecyl- Di-pentadecyl-Verbindungen cyclohexan benzol Länge der Alkylketten
C15 C15 V40oc (cSt) 51,7 34J57 V100°C (cSt) 7,72 6,08 Pour Point (°C) -45 -30 DIN
51 597 Flammpunkt (°C) 242 233 DIN 51 597
Tabelle 11 Bezeichnung
der Di-hexadecyl- Di-hexadecyl-Verbindungen cyclohexan benzol Länge der Alkylketten
C16 C16 V40oc (cSt) 58,93 37,03 V100°C (cSt) 8,62 6,66 Pour Point (°C) -39 -18 DIN
51 597 Flammpunkt (00) 253 244 DIN 51 597 Tabelle 12 Bezeichnung der Di-octadecyl-
Di-octadecyl-Verbindungen cyclohexan benzol Länge der Alkylketten C18 C18 V40oc
(cSt) 68,75 49,46 V100°C (cSt) 9,97 8,25 Pour Po-int (00) -15 -3 DIN 51 597 Flammpunkt
(°C) 274 260 DIN 51 597
Beispiel 13 Aus einem Monochlortetradecangemisch
mit statistischer Verteilung der Chloratome, das mindestens zu 99 % aus Monoverbindungen
besteht, und Benzol wird nach Friedel--Crafts mit AlC13 ein Gemisch von überwiegend
Trialkyl benzolen hergestellt, woraus durch Fraktionierung in einer Vakuumkolonne
die Trialkylbenzol-Fraktion isoliert wurde die zu 99 % aus Tri-tetradecyl-benzol
bestand. Die Anteile werden bestimmt aus der Molekulargewichtsverteilung (GP5).
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120 g dieses so gewonnenen Tri-tetradecyl-benzols und 5 g Rhodium-Hydrierungs-Katalysator,
der 5 % Rhodium auf Al2O3 o2 enthält, werden in einem 150 ml-Hydrierautoklav bei
-25 0 mit 100 bar Wasserstoff beschickt. Nach dem Aufheizen des Autoklaveninhaltes
auf 1800C wird der H2-Druck auf 200 bar eingestellt. Nach 5 Stunden Rühren unter
die5enBedingun gen erhält man ein farbloses klares bl, in dem IR-spektroskopisch
keine aromatischen und ungesättigten Verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte
Produkt hat die in Tabelle 13 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 13 Bezeichnung der Tri-tetradecyl-Verbindung cyclohexan Länge
der Alkylkette C14 V400C (cSt) 1161 V1000C (cSt) 13>52 Pour Point (00) -47 DIN
51 597 Flammpunkt (OC) 285 DIN 51 597
Beispiel 14 Aus einem Monochlor-hexadecangemisch
mit statistischer Verteilung der Chloratome, das zu 99 % aus Monochlorverbindungen
besteht, und Benzol wird nach Friedel-Crafts mit A1013 ein Gemisch von überwiegend
Trialkylbenzolen hergestellt, woraus die Trialkylbenzol-Fraktion durch Fraktionierung
in einer Vakuum-Kolonne isoliert wird; diese besteht zu 99 % aus Tri-hexadecyl-benzol.
Die Anteile werden bestimmt aus der GPC-Molekulargewichtsverteilung.
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Das Produkt und 8,9gRaney-Nickel werden in einem 150 ml-Hydrierautoklaven
bei 2500 mit 100 bar Wasserstoff beschickt.
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Nach dem Aufheizen auf 1800C wird der H2-Druck auf 280 bar eingestellt,
Nach zu Stunderr Rühren unter diesen Bedingungen wird ein farbloses, klares Öl erhalten,
in dem IR-spektroskopisch keine aromatischen und ungesättigten Verbindungen mehr
nachzuweisen ind. Das hydrierte Produkt hat die in Tabelle 14 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 14 Bezeichnung der Tri-hexadecyl-Verbindung cyclohexan Länge.
der Alkylkette C16 V40oc (cSt) 138,5 VloooiC (cSt) 16,4 Pour Point (°C) 45 DIN 51
597 Flammpunkt (°C) 310 DIN 51 597
Beispiel j Aus einem Monochloroctadecan-Gemisch
mit statistischer Verteilung der Chloratome, das mindestens zu 99 % aus Monoverbindungen
besteht, und Benzol wird nach Friedelcrafts mit AlC13 ein Alkylbenzol hergestellt,
das nach Fraktionierung in einer Vakuumkolonne zu 98 % aus Monooctadecylbenzol besteht;
der Anteil wird bestimmt aus der Molekulargewichtsverteilung (GPC). An diesem Öl
wurden die in Tabelle 16 angegebenen Werte gemessen.
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120 g dieses so gewonnenen Mono-Octadecylbenzols und 5 g Rhodium-Hydrierungs-Katalysator,
der 5 % Rhodium auf Al203 enthält, werden in einem 150 ml-Hydrier2utoklav bei 25°C
mit 100 bar Wasserstoff beschickt. Nach dem Aufheizen des Autoklaveninhaltes auf
1200C wird der H2-Druok auf 180 bar eingestellt. Nach 5 Stunden Rühren unter diesen
Bedingungen erhält man ein farbloses klares Öl, in dem IR-spektroßkopisch keine
aromatischen und ungesattigten Verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte
Produkt hat die in Tabelle 16 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 15 Bezeichnung der Mono-Octadecyl- Mono-Octadecyl-Verbindung
cyclohexan benzol Länge der Alkyl- C18 C18 kette V40o (cSt) 21,1 10,53 V100°C (cSt)
3,07 2,70 Pour Point (°C) -30 -50 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 210 208 DIN 51 597
Beispiel
16 Aus einem Mon-ochloreicosa--Gemisch mit statistischer Verteilung der Chloratome,
das zu 99 % aus Monochlorverbindungen besteht, und Benzol wird nach Friedel-Crafts
mit AlC13 ein Alkylbenzol hergestellt, das nach Fraktionierung in einer Vakuumkolonne
zu 99 % aus Mono-eicosylbenzol besteht, die Anteile werden bestimmt aus der GPC-Molekulargewichtsverteilung.
An diesem Öl werden die in Tabelle 17 angegebenen Werte gemessen.
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Das Produkt und 9 g Raney-Nickel werden in einem 150 ml-Hydrierautoklaven
bei 250C mit 100 bar Wasserstoff beschickt. Nach dem Aufheizen auf 1800C wird der
H 2-Druck auf 200 bar eingestellt. Nach 6 Stunden Rühren unter diesen Bedingungen
wird ein farbloses, klares Öl erhalten, in dem IR-spektroskopisch keine aromatischen
und ungesättigten Verbindungen mehr nachzuweisen sind. Das hydrierte Produkt hat
die in Tabelle 16 aufgeführten Eigenschaften.
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Tabelle 16 Bezeichnung der Mono-eicosyl- Mono-eicosyl-Verbindung cyclohexan
benzol Länge der Alkyl- C20 C20 kette V40°C (cSt) 15,57 13,4 V1OOoc (cSt) 3,65 3,27
Pour Point (°C) -15 -15 DIN 51 597 Flammpunkt (°C) 232 223 DIN 51 597
Anwendungsbeispiele
Im folgenden wurde stets eine Imprägnierflüssigkeit verwendet, bestehend aus (I)
einem G15-Alkylbenzol-Gemisch wie es gemäß Herstellungsbeispiel 4 erhalten wird
und (II) einem C13-Alkylcyclohexan-Gemisch, wie es gemäß Herstellungsbeispiel 2
erhalten ird.
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(Viskosität und Flammpunkt sind bereits bei den Herstellungsbeispielen
angegeben).
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Die dielektrischen Eigenschaften sind wie folgt: I II dielektrischer
Verlustfaktor tang 6 <0,001 <0,001 (60Hz; 1000C) Er 2,1 2,0 (60Hz; 100°C)
Spez. Durchgangswiderstand 4.1014# 4.1013# (100°C) A) Mischdielektrikumskondensatoren
Kondensatoren mit einem Dielektrikum bestehend aus 2 Lagen Polypropylen je 10 um
Dicke und einer Lage 10/um Papier der Dichte 1,0 g/cm³ wurden mit der neuen Flüssigkeit
imprägniert. Zusätzlich wurde nach dem Dichtlöten und Dichtprüfen eine Nachimprägnierung
beig < 90°C und mehreren Stunden Dauer vorgenommen.
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Bei einer Dauerspannungsprüfung mit 1700 V Wechselspannung und 4000
Schaltüberspannungen bis zu 4500 V Scheitelspannung traten bis zu einer Prüfzeit
von 500 Stunden keine Ausfälle auf.
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B) All-Polypropylen-Kondensatoren Kondensatoren mit einem festen Dielektrikum
bestehend aus 2 Lagen Polypropylen von je 15/u Stärke und einer speziell aufgerauhten
Qualität wurden bei einer Temperatur <50oC imprägniert und einer Nachimprägnierung
r7<500C unterzogen. Bei einer Prüfung wie unter A) beschrieben traten bis zu
500 Stunden Prüfzeit keine Ausfälle auf.