DE3813597A1 - Verfahren zur gelierung von hydrophoben organischen fluessigkeiten und geliermittel - Google Patents

Verfahren zur gelierung von hydrophoben organischen fluessigkeiten und geliermittel

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit dessen Hilfe hydrophobe organische Flüssigkeiten geliert werden.
Verfahren zur Gelierung von hydrophoben organischen Flüs­ sigkeiten kommen u.a. bei der Isolation und Imprägnierung von elektrischen Anlagen zur Anwendung. Dazu wird der hydrophoben organischen Flüssigkeit, in der Regel ein Mineralöl, ein technisches Geliermittel zugesetzt. Dies geschieht entweder gleichzeitig oder kurz bevor das Mine­ ralöl in die Umhüllung des zu imprägnierenden bzw. isolie­ renden elektrischen Einrichtung eingefüllt wird. Das tech­ nische Geliermittel führt in Abhängigkeit von seinen Eigen­ schaften zu einer mehr oder weniger schnellen Gelierung des Mineralöls, wobei das gelartige Endprodukt die gleichen Isoliereigenschaften aufweist wie das flüssige Mineralöl. Bei Gelierungszeiten um die 10 Minuten bleibt weiterhin genügend Zeit, daß das Mineralöl sich in noch flüssigem Zustand gleichmäßig verteilt und auch kleinste Zwischen­ räume ausfüllt.
Technische Geliermittel sind meistens Aluminiumsalze, denen als Reaktionspartner organische Verbindungen angeboten wer­ den, die Hydroxyl- oder Carboxylverbindungen enthalten. Das Reaktionsprodukt ist ein thixotropes Gel, wie es z.B. auch in Anstreichfarben Verwendung findet.
Es ist weiterhin bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 35 23 473), feste Geliermittel herzustellen, die bereits das Produkt einer Reaktion von Poly-oxo-aluminiumsalzen und geeigneten Reaktionspartnern sind. Diese Geliermittel werden in pulverisierter Form mit der hydrophoben Flüssig­ keit vermischt. Sie sind im Gegensatz zu den nicht umge­ setzten Poly-oxo-aluminiumsalzen kaum feuchtigkeitsempfind­ lich und führen darüber hinaus zu einer besonders schnellen Gelierung des Mineralöls.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die oben erwähnten Geliermittel sich nach z.B. einem längeren Transport so verändern, daß sie sich während des Gelierungsprozesses teilweise absetzen, und als Folge davon keine gleichmäßige Gelbildung mehr bewirken. Dies gilt jedoch lediglich für ältere Geliermittel, nicht jedoch für frisch hergestellte. Es ist anzunehmen, daß äußere Einflüsse wie z.B. Rüttelbe­ wegungen zu Partikelagglomerationen in dem pulverisierten Geliermittel führen, die dann die veränderten Eigenschaf­ ten bedingen.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren anzugeben, das weitgehend unabhängig vom Zustand des pulverförmigen technischen Geliermittels seine gleichmäßige Verteilung in einer hydrophoben organischen Flüssigkeit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch das im Kennzeichnungsteil des An­ spruchs 1 angegebene Verfahren gelöst. Danach wird gleich­ zeitig mit dem Geliermittel bzw. kurz davor der zu gelie­ renden Flüssigkeit eine zerkleinerte Substanz zugesetzt, die eine Erhöhung der Viskosität der Flüssigkeit bewirkt. Die erhöhte Viskosität der Flüssigkeit führt dazu, daß die einzelnen Partikel des eingemischten Gelierpulvers relativ ortsfest in der zu gelierenden Flüssigkeit sind, d.h. die durch das Vermischen erreichte weitgehend gleichmäßige Ver­ teilung der Partikel in der Flüssigkeit bleibt während des Gelierungsprozesses erhalten; ein Absetzen der Partikel wird somit verhindert.
Zur Erhöhung der Viskosität können nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren unterschiedliche Substanzen eingesetzt werden. So ist es z.B. möglich, zerkleinerte oder pulve­ risierte organische Bentonitderivate oder pulverförmige Kieselsäure zu verwenden. Vorzugsweise jedoch wird zerklei­ nerter bzw. pulverisierter Kautschuk eingesetzt, da dieser eine allmählich zunehmende Absorption z.B. des Mineralöls bewirkt, das dadurch nach dem Einfüllen in die Umhüllung noch lange genug ausreichend dünnflüssig bleibt, um sich gleichmäßig zu verteilen und auch kleinste Zwischenräume auszufüllen.
Da es relativ umständlich ist, den zerkleinerten bzw. pul­ verisierten Kautschuk separat bereitzustellen und gesondert in die Flüssigkeit einzumischen, sieht eine weitere Aus­ gestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ein festes Gelier­ mittel vor, das bereits mit zerkleinertem bzw. pulveri­ siertem Kautschuk vermischt ist.
Als besonders geeignet hat sich dabei ein synthetischer Kautschuk erwiesen, der aus Norbornen (Bicyclo(2.2.1.)-hept -2-en)-monomeren polymerisiert wird. Die Norbornen-Unter­ einheiten erhält man durch Diels-Alder-Reaktion von Cyclo­ pentadien mit Ethylen.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird pul­ verförmige hydrophobe Kieselsäure verwendet.
In der beanspruchten Ausgestaltung werden Polynorbornen­ partikel verwendet, die einen Durchmesser von weniger als 0,8 mm, bzw. in einer weiteren Ausgestaltung einen Durch­ messer von weniger als 0,5 mm aufweisen. Solche Polynorbor­ nen-Verbindungen sind im Handel unter den Namen NORSOREX N bzw. NORSOREX F erhältlich. Erfindungsgemäß enthält das Gelierungsmittel Polynorbornen in Konzentrationen von 15 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von 19 Gew.-%.
Beim Einsatz von pulverförmiger Kieselsäure kann ein An­ teil von 5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 11% (Gewichtspro­ zent), verwendet werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht die Ver­ wendung eines erfindungsgemäßen Geliermittels bei der Imprägnierung bzw. Isolation von elektrischen Einrichtungen vor. Gerade in Verbindung mit elektrischen Einrichtungen ist es von besonderer Bedeutung, daß eine gleichmäßige Verteilung des Geliermittels in der Isolations- bzw. Im­ prägnierflüssigkeit gegeben ist, da ein eventuelles Absetzen von Gelierpulverpartikeln auf elektrisch leiten­ den Teilen unter Umständen einen negativen Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften haben könnte. Im übrigen hat das auf diese Weise hergestellte Gel eine erhöhte mecha­ nische Stabilität und unterscheidet sich in seinen elek­ trischen Isolationseigenschaften nicht vom herkömmlichen Mineralöl-Gel.
Beispiele für die Zusammensetzung von Mineralölgelen in Kabelverbindungen
Polynorbornen (Körnung <0,8 mm oder <0,5 mm):|6%
eines herkömmlichen Gelpuders, das z. B. das Reaktionsprodukt einer stöchiometrischen Umsetzung von Poly-oxoaluminiumstearat und 2-Ethylhexansäure bei 120°C ist: 25%
eines (aromatischen oder) Mineralöls: 69%
pulverförmige hydrophobe Kieselsäure (80 bis 100 m²/g): 3%
eines herkömmlichen Gelpuders, das z. B. das Reaktionsprodukt einer stöchiometrischen Umsetzung von Poly-oxo- aluminiumstearat und 2-Ethylhexansäure bei 120°C ist: 25%
eines (aromatischen oder) Mineralöls: 72%

Claims (12)

1. Verfahren zur Gelierung von hydrophoben organischen Flüssig­ keiten, insbesondere von Mineralölen, mit einem festen, tech­ nischen Geliermittel auf der Basis von Poly-oxo-aluminiumsalzen und substituierten organischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit gleichzeitig mit dem Geliermittel oder davor eine zerkleinerte, vorzugsweise pulverförmige Substanz zugesetzt wird, die eine Erhöhung der Viskosität der Flüssig­ keit zur Folge hat, die ausreicht, eine gleichmäßige Vertei­ lung des Geliermittels in der Flüssigkeit zu bewirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zerkleinerter bzw. pulverisierter Kautschuk zugesetzt wird.
3. Festes, technisches Geliermittel für hydrophobe organi­ sche Flüssigkeiten, insbesondere Mineralöle, auf der Basis von Poly-oxo-aluminiumsalzen und substituierten organischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer zerkleinerten bzw. pulverisierten die Viskosität der zu gelierenden Flüssigkeit erhöhenden Substanz ver­ mischt ist.
4. Geliermittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit zerkleinertem bzw. pulverisiertem vorzugs­ weise synthetischen Kautschuk vermischt ist.
5. Geliermittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Kautschuk ein Olefinpolymer ist.
6. Geliermittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk ein ungesättigtes Olefinpolymer ist, das aus Norbornen(Bicyclo(2.2.1.)-hept-2-en) -monomere aufgebaut ist.
7. Geliermittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zugesetzte Polynorbornen Korngrößen gleich oder kleiner als 0,8 mm aufweist.
8. Geliermittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polynorbornen Korngrößen kleiner als 0,5 mm aufweist.
9. Geliermittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es Polynorbornen in Konzentrationen zwischen 15 und 25% (Gewichtsprozent), vorzugsweise 19%, enthält.
10. Geliermittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer zerkleinerten oder pulverisierten hydrophoben Kieselsäure vermischt wird.
11. Geliermittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es Kieselsäure in Konzentrationen zwischen 5 bis 15% (Gewichtsprozent), vorzugsweise 11%, enthält.
12. Verwendung eines technischen Geliermittels nach einem der Ansprüche 3 bis 11 bei der Imprägnierung von elek­ trischen Einrichtungen, insbesondere Kabelverbindungen.
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