DE3733572A1 - Dielektrische fluessigkeiten - Google Patents
Dielektrische fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gemischen aus
Mono- und Di-phenoxy-biphenylen als dielektrische Flüssigkeiten.
Als dielektrische Flüssigkeiten wurde bereits eine Vielzahl
von Verbindungen und Verbindungsgemischen vorgeschlagen
(siehe z. B. EP-A-00 63 297, DE-OS 27 26 015,
27 18 905 und 27 03 745, EP-A-01 03 868). Insbesondere
die in EP-A-00 63 297 beschriebenen Ditolylether-Isomerengemische
zeichnen sich durch sehr gute dielektrische
Eigenschaften und eine günstige Viskosität bei tiefen
Temperaturen aus. Trotzdem befriedigen diese die Tolylether-
Isomerengemische und auch die anderen bekannten
flüssigen Dielektrika noch nicht bei ihrer Verwendung
in elektrischen Vorrichtungen, z. B. Transformatoren und
Kondensatoren, die höheren Temperaturen, d. h. Temperaturen
<100°C ausgesetzt sind. Für einen Einsatz in solchen
elektrischen Vorrichtungen reichen thermische Stabilität
und Brandverhalten der bekannten flüssigen Dielektrika
noch nicht aus. Ein weiterer Nachteil der bekannten
flüssigen Dielektrika ist ihr intensiver Geruch, der
sich insbesondere bei der Herstellung von Kondensatoren
durch Tränken der Kondensator-Wickel nach dem Flutungsverfahren
störend bemerkbar macht.
Überraschenderweise wurde jetzt gefunden, daß die als
Wärmeübertragungsflüssigkeiten bekannten Gemische aus
Mono- und Di-phenoxy-biphenylen (siehe EP-A-O 1 97 417)
nicht nur eine hohe Stabilität, ein vorteilhaftes Brandverhalten
und einen schwachen Geruch, sondern auch die
für eine dielektrische Flüssigkeit erforderlichen dielektrischen
Eigenschaften wie ausreichend hohe Dielektrizitätszahl,
einen geringen dielektrischen Verlustfaktor
und eine hohe Durchschlagsspannung, ferner eine für
dielektrische Flüssigkeiten geeignete Viskosität aufweisen.
Außerdem wurde gefunden, daß die Gemische aus Mono-
und Diphenoxy-biphenylen bei ihrer Verwendung als Additive
für feste Dielektrika auf Kunststoffbasis, z. B. als
Additive für Thermoplaste wie Polyethylen, eine wesentlich
größere Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften
der Thermoplaste bewirken als die bekannten flüssigen
Dielektrika. Durch den Zusatz der erfindungsgemäß
zu verwendenden Gemische wird die Belastbarkeit der
Thermoplaste durch elektrische Spannung verbessert; z. B.
wird ihre Glimmeinsatz- und Durchschlagsspannung erhöht.
Der Zusatz der erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische
aus Mono- und Di-phenoxy-biphenylen als Additive zu
festen Dielektrika auf Kunststoffbasis, z. B. festen
Dielektrika aus Duroplasten wie Epoxiharzen, Polyurethanen
und Polyestern, Thermoplasten wie Polyethylenen,
Polypropylenen und Elastomeren wie Naturkautschuk oder
synthetischer Kautschuk, bietet weiterhin den Vorteil,
daß durch ihn die Verarbeitbarkeit der Kunststoffe verbessert,
z. B. bei Gießharzen eine Verbesserung des Gieß-
und Imprägnierverhaltens, bewirkt wird.
Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von Gemischen
aus Mono- und Di-phenoxy-biphenylen als dielektrische
Flüssigkeiten.
Die erfindungsgemäßen dielektrischen Flüssigkeiten
können in elektrischen Vorrichtungen, wie Kondensatoren,
Transformatoren und Kabeln, aber auch als Additive in
festen Dielektrika auf Kunststoffbasis eingesetzt
werden. Bei der letztgenannten Verwendung werden sie den
Kunststoffen vor der Formgebung zugemischt. Als Additive
für feste Dielektrika auf Kunststoffbasis werden sie in
einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% bezogen auf das
Gesamtgewicht des festen Dielektrikums, eingesetzt.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische aus Mono-
und Diphenoxy-biphenylen bestehen vorzugsweise zu 60 bis
95 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 70 bis 90 Gew.-%, aus
Monophenoxy-biphenylen und zu 40 bis 5, besonders bevorzugt
von 30 bis 10 Gew.-%, aus Diphenoxy-biphenylen.
Als besonders vorteilhaft haben sich solche Gemische aus
60 bis 95 Gew.-% Monophenoxy-biphenylen und 40 bis
5 Gew.-% Diphenoxy-biphenylen erwiesen, in denen der Gehalt
der Monophenoxy-biphenyle an m-Monophenoxy-biphenyl
mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 70 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Monophenoxy-biphenyle,
beträgt.
Bei Anwendung der erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische
aus Mono- und Di-phenoxy-biphenylen in elektrischen
Vorrichtungen, wie Kondensatoren und Transformatoren,
können die Gemische die in flüssigen Dielektrika
üblicherweise verwendeten stabilisierend wirkenden
Zusätze, wie Säureakzeptoren und Oxidationsinhibitoren,
enthalten. Als Säureakzeptoren werden bevorzugt Epoxiverbindungen
wie 1,2-Epoxy-3-phenoxypropan, Bis-(3,4-
epoxy-6-methylcyclohexyl-methyl)-adipat, 1-Epoxy-ethyl-
3,4-epoxy-cyclohexan, 3,4-Epoxycyclohexan, 3,4-Epoxy-
cyclohexylmethyl-3,4-epoxy-cyclohexan-carbonsäureester,
3,4-Epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methyl-
cyclohexan-carbonsäureester und 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-
propan-diglycidylether verwendet.
Als Oxidationsinhibitoren werden bevorzugt carbocyclische
Verbindungen mit ein oder zwei Hydroxygruppen
eingesetzt; beispielsweise 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol,
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und 4,4′-Butyliden-bis-
(6-tert.-butyl-m-kresol).
Die Säureakzeptoren werden im allgemeinen in einer Menge
von 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 1 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des flüssigen Dielektrikums,
angewendet; die Oxidationsinhibitoren werden
bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%,
vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des flüssigen Dielektrikums, angewendet.
Die in den erfindungsgemäßen dielektrischen Flüssigkeiten
enthaltenen Mono- und Diphenoxy-biphenyle sind
bekannt und nach bekannten Verfahren herstellbar (siehe
z. B. US-PS 30 95 619 und DE-OS 15 94 487). Die erfindungsgemäß
bevorzugt verwendeten Gemische aus 60 bis
95 Gew.-% Monophenoxy-biphenylen mit hohem Gehalt
(Gehalt <60 Gew.-%) an m-Monophenoxy-biphenyl und 40 bis
5 Gew.-% Diphenoxy-biphenylen sind dadurch erhältlich,
daß man das bei der Chlorierung von Biphenyl anfallende
Chlorierungsgemisch zunächst durch Behandeln mit einer
Lewis-Säure, vorzugsweise Aluminiumchlorid, isomerisiert
und dann mit dem Phenolat umsetzt. Auf diese Weise
werden Gemische aus Mono- und Di-phenoxy-biphenylen mit
einem hohen Gehalt an m-Monophenoxy-biphenyl erhalten.
Gemisch aus
3,5 Gew.-% o-Phenoxy-biphenyl
50,8 Gew.-% m-Phenoxy-biphenyl
26,3 Gew.-% p-Phenoxy-biphenyl
19,4 Gew.-% Diphenoxy-biphenyl.
50,8 Gew.-% m-Phenoxy-biphenyl
26,3 Gew.-% p-Phenoxy-biphenyl
19,4 Gew.-% Diphenoxy-biphenyl.
Das Gemisch weist folgende Eigenschaften auf:
| Dielektrizitätszahl (20°C):|3,6 | ||
| diel. Verlustfaktor (90°C): | < 0,003 | |
| Durchschlagspannung (20°C): | 80 KV | |
| spez. Durchgangswiderstand: | < 1013 Ω× cm | |
| H2-Gasaufnahme @ | (120 min, 50°C, 8 KV): | < 50 µl/min |
| Siedepunkt bei 1 bar: | < 380°C | |
| Pourpoint: | - 17°C | |
| kin. Viskosität (20°C): | 120 mm2/sec | |
| Dichte (20°C): | 1,129 g/cm3 | |
| Flammpunkt (C): | 216°C | |
| Zündtemperatur: | 595°C. |
Das Gemisch eignet sich zur Verwendung als flüssiges Dielektrikum
in Kondensatoren und Transformatoren und als
Additiv für feste Dielektrika z. B. auf Basis von
Polyethylen und Epoxiharzen.
Ein Starkstromkondensator, dessen Mischdielektrikum
(Papier/Polypropylen) mit diesem Gemisch getränkt war,
wies auch nach hoher Dauerbelastung (500 Stunden, 85°C,
750 Volt Wechselspannung) keine Erhöhung seines Verlustfaktors
auf.
Gemisch aus
2,0 Gew.-% o-Phenoxy-biphenyl
57,7 Gew.-% m-Phenoxy-biphenyl
27,8 Gew.-% p-Phenoxy-biphenyl
12,5 Gew.-% Diphenoxy-biphenyl.
57,7 Gew.-% m-Phenoxy-biphenyl
27,8 Gew.-% p-Phenoxy-biphenyl
12,5 Gew.-% Diphenoxy-biphenyl.
Das Gemisch weist folgende Eigenschaften auf:
| Dielektrizitätszahl (20°C):|3,56 | ||
| diel. Verlustfaktor (90°C): | < 0,003 | |
| Durchschlagspannung (20°C): | 80 KV | |
| spez. Durchgangswiderstand: | < 1013 Ω× cm | |
| H2-Gasaufnahme @ | (120 min, 50°C, 8 KV): | < 50 µl/min |
| Siedepunkt bei 1 bar: | < 360°C | |
| Pourpoint: | - 14°C | |
| kin. Viskosität (20°C): | 95 mm2/sec | |
| Dichte (20°C): | 1,125 g/cm3 | |
| Flammpunkt (C): | 204°C | |
| Zündtemperatur: | 591°C |
Das Gemisch eignet sich zur Verwendung als flüssiges Dielektrikum
in Kondensatoren und Transformatoren und als
Additiv für feste Dielektrika z. B. auf Basis von Polyurethanen.
Einem handelsüblichen Polyurethan-Gießharz, bestehend
aus einer Polyol- und einer Isocyanatkomponente, wurden
20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gießharz-Komponenten,
des vorstehend genannten Gemisches zugesetzt.
Durch diesen Zusatz wurde die angestrebte Verdünnung der
Harzkomponenten unter Beibehaltung der guten elektrischen
Eigenschaften des aus den Komponenten entstehenden
Harzes erreicht. Durch den Zusatz konnte gleichzeitig
die Gießfähigkeit und das Imprägnierverhalten des Harzes
deutlich verbessert werden. Im Gegensatz zu den bislang
für diesen Zweck verwendeten Verdünnungsmitteln, z. B.
Phthalsäureestern, wurde jedoch die Hygroskopie des
Polyurethanharzes nicht erhöht und dessen elektrische
Eigenschaften nicht verschlechtert.
Mit gleichem Erfolg wie das vorstehend genannte Gemisch
wurde auch das nachstehend genannte Gemisch als Verdünnungsmittel
verwendet.
Gemisch aus
3,0 Gew.-% o-Phenoxy-biphenyl
45,1 Gew.-% m-Phenoxy-biphenyl
25,9 Gew.-% p-Phenoxy-biphenyl
26,0 Gew.-% Diphenoxy-biphenyl.
45,1 Gew.-% m-Phenoxy-biphenyl
25,9 Gew.-% p-Phenoxy-biphenyl
26,0 Gew.-% Diphenoxy-biphenyl.
Das Gemisch weist folgende Eigenschaften auf:
| Dielektrizitätszahl (20°C):|3,55 | ||
| diel. Verlustfaktor (90°C): | < 0,003 | |
| Durchschlagspannung (20°C): | 80 KV | |
| spez.Durchgangswiderstand: | < 1013 Ω cm | |
| H2-Gasaufnahme @ | (120 min, 50°C, 8 KV): | < 50 µl/min |
| Siedepunkt bei 1 bar: | < 380°C | |
| Pourpoint: | - 19°C | |
| kin. Viskosität (20°C): | 130 mm2/sec | |
| Dichte (20°C): | 1,130 g/cm3 | |
| Flammpunkt (C): | 221°C | |
| Zündtemperatur: | 599°C. |
Claims (8)
1. Verwendung von Gemischen aus Mono- und Di-phenoxybiphenylen
als dielektrische Flüssigkeiten.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gemische aus 60 bis 95 Gew.-% Monophenoxybiphenylen
und 40 bis 5 Gew.-% Diphenoxy-biphenylen
bestehen.
3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gemische aus 70 bis 90 Gew.-% Monophenoxybiphenylen
und 30 bis 10 Gew.-% Diphenoxybiphenylen
bestehen.
4. Verwendung nach Ansprüchen 1, 2 und/oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gehalt der Monophenoxy-biphenyle
an m-Phenoxybiphenyl mindestens 60 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der Monophenoxy-biphenyle,
beträgt.
5. Verwendung nach Ansprüchen 1, 2 und/oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gehalt der Monophenoxy-biphenyle
an m-Phenoxybiphenyl 60 bis 70 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der Monophenoxy-biphenyle,
beträgt.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in
elektrischen Vorrichtungen und als Additive zu
festen Dielektrika auf Kunststoffbasis.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in
elektrischen Kondensatoren und Transformatoren.
8. Flüssige Dielektrika für elektrische Vorrichtungen
bestehend aus Gemischen aus Mono- und Diphenoxybiphenylen,
die 0,3 bis 1 Gew.-% Säureakzeptoren
und 0,01 bis 0,5 Gew.-% Oxidationsinhibitoren,
beide Gewichtsprozente bezogen auf das Gesamtgewicht
des flüssigen Dielektrikums, enthalten.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873733572 DE3733572A1 (de) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | Dielektrische fluessigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873733572 DE3733572A1 (de) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | Dielektrische fluessigkeiten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3733572A1 true DE3733572A1 (de) | 1989-04-20 |
Family
ID=6337617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873733572 Withdrawn DE3733572A1 (de) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | Dielektrische fluessigkeiten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3733572A1 (de) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3565960A (en) * | 1967-03-13 | 1971-02-23 | Monsanto Co | Process for the preparation of fluid phenoxybiphenyls |
| EP0197417A1 (de) * | 1985-04-06 | 1986-10-15 | Bayer Ag | Wärmeübertragungsflüssigkeiten |
-
1987
- 1987-10-03 DE DE19873733572 patent/DE3733572A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3565960A (en) * | 1967-03-13 | 1971-02-23 | Monsanto Co | Process for the preparation of fluid phenoxybiphenyls |
| EP0197417A1 (de) * | 1985-04-06 | 1986-10-15 | Bayer Ag | Wärmeübertragungsflüssigkeiten |
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|---|---|---|---|
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| 8130 | Withdrawal |