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Verfahren zur Herstellung von aliphatische oder alicyklische Gruppen
enthaltenden Chlornaphthalingemischen Bei der Chlorierung von Naphthalin mit oder
ohne Hilfe von Katalysatoren erhält man je nach der Höhe der Chlorierungsstufe Isomerengemische,
die flüssig oder wachsartig sein können. Die flüssigen, die einen Chlorgehalt von
etwa 2o bis 30% haben, zeigen wohl gegenüber den Isolierölen auf Mineralölbasis
eine höhere Dielektrizitätskon.stante, j.edo:ch sind der Verlustwinkel und die Leitfähigkeit
zu groß, als daß sie eine technische Anwendung erfahren haben.
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Die wachsartig anfallenden Isomerengemische mit Chlorgehalten von
4o bis 6o0'o sind mikrokristallin. Infolgedessen ist das Anwendungsgebiet in der
Elektrotechnik beschränkt. Auf Grund ihrer hohen Dielektrizitätskonstanten kann
man sie mit erheblichem wirtschaftlichen Vorteil ,auf dem Schwachstromgebiet, z.
B. zur Herstellung von Festkondensatoren für die Fernmeldetechnik, verwenden. In
der Hochspannungstechnik ist die kristalline Konsistenz nachteilig, dagegen eine
ölartige sehr erwünscht.
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Es wurde nun gefunden, daß man die durch einfache Chlorierung von
Naphthalin. gewonnenen Isomerengemische mit einem Chlorgehalt zwischen etwa 2o und
6ooio in ihren physikalischen und elektrophysikalischen Eigenschaften sehr ,günstig
beeinflussen kann, `nenn man sie einer Alkylierung unterwirft. Vorzugsweise arbeitet
man hierbei nach F r i e d e 1- C r a f t s. Durch die Alkylierung
wird
eine erhebliche Herabsetzung des Stockpunktes und der Kristallisatio-usneigung bewirkt,
ohne daß dadurch ihre Flammwidrigkeit praktisch beeinträchtigt wird. Auch ihre große
chemische Beständigkeit ist erhalten geblieben. Sie greifen die Metalle, die für
den Aufbau der elektrischen Apparate, für die sie als Isolier- oder Kühlmittel gebraucht
werden, nicht an.
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Bei niedriger chlorierten Produkten sind die Erniedrigung des Verlustwinkels
und die Erhöhung des spezifischen Widerstandes die hervorstehendsten Eigenschaften.
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Die Produkte stellen daher eine wertvolle Bereicherung der Isolierstofftechnik
dar.
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Im übrigen wird hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften ,auf die
Angaben der Beispiele verwiesen. . Beispiel i q.o6o Gewichtsteile eines Gemisches
des Chlornaphthalins mit einem Chlorgehalt, der der Monochlorstufe entspricht und
das ein Öl darstellt, werden mit 760o Gewichtsteilen Schwefelkohlenstoff und 60o
Gewichtsteilen -wasserfreien Aluminiumchlorids versetzt. Bei einer Temperatur zwischen
o und q.6° läßt man 3085 Gewichtsteile Propylbromid zufließen. Gegen Ende
der Reaktion erwärmt man, -wenn nötig, noch etwas, bis die: abgespaltene Menge Bromwasserstoff
2o25 Gewichtsteile beträgt. Das Reaktionsgemisch wird auf Eis gegossen und danach
mit verdünnter Lauge neutralisiert. Die getrocknete Schwefelkohlenstofflösung -wird
fraktioniert destilliert. Zwischen 85 und i05° geht bei 0,03 nim H- ein gelbes öl
über.
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Das Produkt besitzt einen Stockpunkt von - 52°. Der Verlustwinkel
beträgt 0,0076 und der spezifische Widerstand bei 2o° = 5;; iotl @hm;cm. Dagegen
besitzt das Ausgangsmaterial folgende Werte: Verlustwinkel = o,28 und spezifischer
Widerstand = i; 101o Ohm ;-; cm. Die Wertsteigerung durch die Alkylierung ist eindeutig.
Beispiel 2 Eine Lösung von 232o Gewichtsteilen eines festen Chlornaplitlialingemisrlies
mit einem Chlorgehalt, der dem eines Tetrachlornaphthalins entspricht, in 380o Gewichtsteilen
Schwefelkohlenstoff wird mit 2q.0 Gewichtsteilen Aluminiumchlorid versetzt. Zu ihr
läßt man bei einer Temperatur zwischen o und ,16' 1476 Gewichtsteile Propylbrom.id
langsam zufließen. Nach Abspaltung von 97o Gewichtsteilen Bromwasserstoff wird die
Schwefelkohlenstofflösung auf Eis gegossen und mit Lauge neutralisiert. Nach Trocknung
erhält man durch Destillation bei o,oi mm H- zwischen j22 und i 5o' ein hellgelbes
öl mit einem Stockpunkt von -.4°. Infolge dieser Konsistenz ist das Produkt ein
hochwertiges Dielektrikum, das im Vergleich zum Ausgangsprodukt insofern vielseitiger
verwendet werden kann, als es nun für Hochspannungszwecke brauchbar ist. Das Produkt
besitzt eine Dielektrizitätskonstante von q. bis q,5. Sie zeigt eine verhältnismäßig
geringe Temperaturabhängigkeit mit dem Maximum von etwa 4,5 und dem Minimum von
etwa 4.. Der Verlustwinkel ist mit o,0005 eine Zehnerpotenz besser als der des Ausgangsmaterials.
Erst bei etwa 9o° erreicht der Verlustwinkel den Wert von i o,(). Der spezifische
Widerstand bei 16' beträgt 7 X i 0l'3 Ohm ; ; cm. Beispiel 3 Setzt man dasselbe
Ausgangsmaterial nach F r i e d e i- C r a f t s mit Butylchlorid um und wählt dabei
statt Aluminiumchlorid Eisenchlorid, so erhält man nach Neutralisation und Destillation
des anfallenden Rohprddulktes im Vakuum von o,oi mm H- ein zwischen i 12 und 153°
übergehendes, schwach gelbes öl mit einem Stockpunkt von - io'. Seine Dielektrizitätskonstante
beträgt .1.; bei IS'. Sie zeigt die beachtliche Erscheinung, daß sie unterhalb des
Stockpunktes kaum absinkt. Das Maximum der Dielektrizitätskonstante von 4,9 liegt,
wie es zu erwarten ist, in der Höhe des Stockpunktes bei etwa -9'. 11' unterhalb
des Stockpunktes beträgt die Dielektrizitätskonstante noch q.,2. Innerhalb des Temperaturbereiches
von '-o bis -#-35' bleibt der Verlustfaktor unterhalb 0,o5 0'o. Der spezifische
Widerstand liegt bei i8= in der GröPeiiordnung von i ; i o"-' bis i ; ; i o1 3 Ohm
" cm. Beispiel .l Der Lösung von i llol Chlornaphthalin mit einem Chlorgehalt von
etwa. 590' in .1 1I01 Schwefelkohlenstoff werden 1, 7, Mol Aluminiwmchlorid
zugesetzt. Bei einer Temperatur zwischen o und q.6° werden dieser Lösung i Mol A.rnylchlorid
langsam zugesetzt. Die Aufarbeitung des Rohproduktes erfolgt gemäß Beispiel i und
z. Bei der Destillation im Vakuum von o,o-- mm H- erhält man ein Produkt, das eine
von öl durchsetzte kristalline, gelb gefärbte Masse darstellt, die bei geringer
Temperaturerhöhung zu einem homogenen Öl aufschmilzt. Die Dielektrizitätskonstante
bei 20' ist 4,45, der Verlustwinkel o,o; . der bei o' noch um eine bis zwei Zehacrpotenzen
sinkt, und der spezifische Widerstand beträgt bei 17' = etwa 7 ; 101' 011"1','-'cm.
Beispiel 5 Einer Lösung von 580o Gewichtsteilen eines Chlornap'hthalingemiselies
mit einem Chlorgehalt von etwa 500'o in 5ooo Gewichtsteilen
Schwefelkohlenstoff,
in der i2o Gewichtsbeile wasserfreies Aluminiumchlorid suspündiert sind, fügt man
bei einer Temperatur zwischen o und q.6° langsam 593 Gewichtsteile Cychahexylch-Iarid
zu. Das Reaktionsprodukt wird auf Eis gegossen und mit Lauge neutralisiert. Bei
einem Druck von o,o6 mm Hg destilliert zwischen 136 und 17o° ein gelbes Öl über.
Der Stockpunkt liegt bei etwa -;- o°.