JPS634285B2 - - Google Patents

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JPS634285B2
JPS634285B2 JP8892680A JP8892680A JPS634285B2 JP S634285 B2 JPS634285 B2 JP S634285B2 JP 8892680 A JP8892680 A JP 8892680A JP 8892680 A JP8892680 A JP 8892680A JP S634285 B2 JPS634285 B2 JP S634285B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
general formula
insulating oil
phenylindane
derivative
electrical insulating
Prior art date
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Expired
Application number
JP8892680A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5713613A (en
Inventor
Atsushi Sato
Naoya Takahashi
Keiji Endo
Hitoshi Yagishita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Petrochemicals Co Ltd
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Publication date
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Priority to GB8119817A priority patent/GB2082626B/en
Priority to FR8112622A priority patent/FR2485563B1/en
Priority to DE19813125762 priority patent/DE3125762A1/en
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Publication of JPS634285B2 publication Critical patent/JPS634285B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

従来電気絶縁油としては、精製した鉱油、ポリ
ブテン、アルキルベンゼンなどの合成油または塩
素化ビフエニル等が使用されていたが、塩素化ビ
フエニルは最大の公害源であることが判明して以
来使用されず、また鉱油系の絶縁油は、近年電力
ケーブルの超高圧化、コンデンサー、変圧器等の
高圧化、軽量小型化に伴い、これらの用途に使用
されるには、電気特性、熱安定性、酸化安定性等
の面で劣り、すぐれた電気絶縁油の出現が要望さ
れていた。 さらに近年、絶縁材料としてポリプロピレン、
ポリエチレン等のプラスチツク材料が使用される
ようになつて来ており、これらプラスチツク材料
との適合性にすぐれた電気絶縁油が要望されてい
る。 本発明は、このような要望に応える新規な電気
絶縁油に関するものである。 すなわち、本発明は、 (a) ジアリールアルカンの1種または2種以上、 (b) 下記一般式()で表わされるアルキル−3
−フエニルインダン誘導体の1種または2種以
上、 一般式 (上式中、R1、R2、R3、およびR4は水素原子
またはメチル基、R1からR4の合計炭素数は0
から2の整数)および (c) 下記一般式()ないし()で表わされる
1・3−ジアリールブテン誘導体の1種または
2種以上、 一般式 (上記一般式()ないし()中、R1から
R4はそれぞれ水素原子またはメチル基、R1
らR4の合計炭素数は0〜2の整数) からなる電気絶縁油に関するものである。 前記のジアリールアルカンは、その単独または
混合物の40℃における粘度が7cSt以下のものが好
ましい。ジアリールアルカンのうち好ましい化合
物はジアリールエタンであり、さらに好ましくは
下記一般式()で表わされるアリールフエニル
エタンである。 一般式 上式中、R1からR3は水素原子またはC1からC3
のアルキル基であり、かつR1からR3の合計炭素
数は3以下の整数である。 ジアリールアルカンの具体例は次ぎの通りであ
る。1・1−ジフエニルエタン、1・1−ジ(メ
チルフエニル)エタン、1−フエニル−1−(メ
チルフエニル)エタン、1−フエニル−1−(ジ
メチルフエニル)エタン、1−フエニル−1−
(エチルフエニル)エタン、1−フエニル−1−
(メチルエチルフエニル)エタン、1−フエニル
−1−(イソプロピルフエニル)エタン、1−フ
エニル−1−(トリメチルフエニル)エタン。こ
れらは、スチレンもしくはアルキルスチレンとベ
ンゼンもしくはC1からC3のアルキル基を有する
アルキルベンゼンとをルイス酸触媒の存在下で反
応させることにより容易に製造し得る。あるい
は、エチルベンゼン製造時の副生油から分離して
得ることもできる。これらのジアリールアルカン
は単独または2種以上の化合物の混合物として使
用する。 前記一般式()のアルキル−3−フエニルイ
ンダン誘導体は、スチレンあるいはそのアルキル
誘導体を固体酸触媒等の酸性触媒で二量化するこ
とによつて得られる。 アルキル−3−フエニルインダン誘導体のう
ち、好ましい化合物は、スチレンまたはα−メチ
ルスチレン、ビニルトルエンを二量化して得ら
れ、1−メチル−3−フエニルインダンが特に好
ましい。 前記一般式()ないし()で表わされる
1・3−ジアリールブテン誘導体はスチレンある
いはそのアルキル誘導体を固体酸触媒、超強酸等
の酸性触媒で二量化することによつて得られ、い
ずれも好ましく使用できる。これらのブテン誘導
体は、共通の1・3−ジフエニルブテン骨格を有
し、その具体例としては、1・3−ジフエニルブ
テン−1、1・3−ジフエニルブテン−2、1・
3−ジメチル−1・3ジフエニルブテン−1〔4
−メチル−2・4−ジフエニルペンテン−2〕、
1・3−ジ(メチルフエニル)ブテン−1、1・
3−ジ(メチルフエニル)ブテン−2、および
1・1−ジメチル−1・3ジフエニルブテン−3
〔4−メチル−2・4−ジフエニルペンテン−1〕
などを挙げることができる。 ジアリールアルカン自体は電気的諸特性に優
れ、かつ熱安定性および酸化安定性にも優れてい
るが、アルキル−3−フエニルインダン誘導体お
よび1・3−ジアリールブテン誘導体を併用する
ことにより、ポリプロピレンフイルム等のプラス
チツク絶縁体を使用している電気機器に含浸した
際にプラスチツク絶縁体の寸法安定性が著しく改
善され、かつ水素ガス吸収性が改善される。 一方、アルキル−3−フエニルインダン誘導体
自体は、一般に流動点が高く、例えば1−メチル
−3−フエニルインダンの場合でも流動点は−40
℃であり、単独使用では必ずしも完全に満足でき
るものではないが、ジアリールアルカンおよび
1・3−ジフエニルブテン誘導体と併用すること
により、上記のような改善効果が得られ、かつ電
気絶縁油の粘度を好ましい範囲に調整することが
できる。 ジアリールアルカンとアルキル−3−フエニル
インダン誘導体および1・3−ジアリールブテン
誘導体の混合割合は任意であるが、ジアリールア
ルカンを1に対し、重量比で、アルキル−3−フ
エニルインダン誘導体を0.01〜9、および1・3
−ジアリールブテン誘導体を0.001〜0.2の割合に
することが相乗効果の点から好ましい。 本発明の電気絶縁油は上記のような諸特性を有
しているので、コンデンサー、ケーブル、変圧器
その他の各種電気機器に使用し得る。他の炭化水
素系絶縁油と比較して、極めて誘電率が高いこ
と、水素ガス吸収性に優れていること、ポリプロ
ピレンフイルムあるいはポリエチレンフイルムと
の適合性に優れていることなどの点から、絶縁体
としてプラスチツクフイルムを含むコンデンサー
あるいはケーブル用の電気絶縁油として最適であ
る。 本発明の電気絶縁油は、上記組成の混合物から
なるものであるが、これのみに限定されない。 すなわち、その一般的な電気的性能を害なわず
に、所望の電気的性能を改善する目的で、ポリブ
テンや鉱油系絶縁油、アルキルベンゼン系絶縁
油、アルキルナフタレン系、アルキルビフエニル
系その他の芳香族系絶縁油を加えて使用すること
ができる。ポリブテンは体積固有抵抗、誘電正接
を改善し、鉱油系絶縁油は破壊電圧を向上させ、
アルキルベンゼン系絶縁油および他の芳香族系絶
縁油は破壊電圧、誘電正接、流動点等を向上させ
るが、いずれも誘電率を低下させる傾向があるた
め、50%以上加えることは好ましくない。また、
必要に応じて酸化安定剤を微量添加することは差
支えない。 また、リン酸エステル系化合物、エポキシ系化
合物等電気絶縁油用の添加剤として公知の化合物
を併用することもできる。 以下に実施例により、本発明の電気絶縁油を更
に詳細に説明する。 実施例および比較例 (1) 電気的特性試験 電気的特性を、表1に示す各種の絶縁油につ
いて測定した。その結果を表2に示す。表1
中、絶縁油3および4は本発明の実施例であ
り、絶縁油1、2および5は比較例である。表
2中、流動点、引火点および電気的性能はいず
れもJIS C2101の試験法に従つて測定したもの
であり、酸化安定性の試験は115℃、96時間空
気加熱で行なつたものである。
Conventionally, refined mineral oil, polybutene, synthetic oil such as alkylbenzene, or chlorinated biphenyl has been used as electrical insulating oil, but chlorinated biphenyl has been discontinued since it was discovered that it is the largest source of pollution. In addition, in recent years, mineral oil-based insulating oils need to have electrical properties, thermal stability, and oxidation stability in order to be used for these applications, as electric power cables have become ultra-high voltage, capacitors, transformers, etc. have become higher voltage, lighter, and smaller. There has been a demand for an electrical insulating oil that is inferior in terms of properties, etc., and has superior properties. Furthermore, in recent years, polypropylene has been used as an insulating material.
Plastic materials such as polyethylene have come into use, and there is a demand for electrical insulating oils that are highly compatible with these plastic materials. The present invention relates to a novel electrical insulating oil that meets these demands. That is, the present invention provides (a) one or more diarylalkane, (b) alkyl-3 represented by the following general formula ()
- One or more phenylindane derivatives, general formula (In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are hydrogen atoms or methyl groups, and the total number of carbon atoms from R 1 to R 4 is 0.
(integer from to 2) and (c) one or more 1,3-diarylbutene derivatives represented by the following general formulas () to (), general formula (In the above general formula () or (), from R 1
R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and the total carbon number of R 1 to R 4 is an integer of 0 to 2. The diarylalkane described above preferably has a viscosity of 7 cSt or less at 40°C, either alone or as a mixture. Among diarylalkane, preferred compounds are diarylethanes, and more preferred are arylphenylethanes represented by the following general formula (). general formula In the above formula, R 1 to R 3 are hydrogen atoms or C 1 to C 3
is an alkyl group, and the total number of carbon atoms of R 1 to R 3 is an integer of 3 or less. Specific examples of diarylalkanes are as follows. 1,1-diphenylethane, 1,1-di(methylphenyl)ethane, 1-phenyl-1-(methylphenyl)ethane, 1-phenyl-1-(dimethylphenyl)ethane, 1-phenyl-1-
(ethylphenyl)ethane, 1-phenyl-1-
(Methyethylphenyl)ethane, 1-phenyl-1-(isopropylphenyl)ethane, 1-phenyl-1-(trimethylphenyl)ethane. These can be easily produced by reacting styrene or alkylstyrene with benzene or an alkylbenzene having a C 1 to C 3 alkyl group in the presence of a Lewis acid catalyst. Alternatively, it can be obtained by separating it from by-product oil during ethylbenzene production. These diarylalkane may be used alone or as a mixture of two or more compounds. The alkyl-3-phenylindane derivative of the general formula () can be obtained by dimerizing styrene or its alkyl derivative with an acidic catalyst such as a solid acid catalyst. Among the alkyl-3-phenylindane derivatives, preferred compounds are obtained by dimerizing styrene, α-methylstyrene, and vinyltoluene, and 1-methyl-3-phenylindane is particularly preferred. The 1,3-diarylbutene derivatives represented by the above general formulas () to () can be obtained by dimerizing styrene or its alkyl derivative with an acidic catalyst such as a solid acid catalyst or a super strong acid, and both are preferably used. can. These butene derivatives have a common 1,3-diphenylbutene skeleton, and specific examples include 1,3-diphenylbutene-1, 1,3-diphenylbutene-2, 1,
3-dimethyl-1,3 diphenylbutene-1 [4
-methyl-2,4-diphenylpentene-2],
1,3-di(methylphenyl)butene-1,1.
3-di(methylphenyl)butene-2, and 1,1-dimethyl-1,3diphenylbutene-3
[4-methyl-2,4-diphenylpentene-1]
etc. can be mentioned. Diarylalkane itself has excellent electrical properties as well as excellent thermal stability and oxidative stability, but when used in combination with alkyl-3-phenylindane derivatives and 1,3-diarylbutene derivatives, it can be used to produce polypropylene films, etc. The dimensional stability of plastic insulation is significantly improved when impregnated into electrical equipment using plastic insulation, and the hydrogen gas absorption is improved. On the other hand, alkyl-3-phenylindane derivatives themselves generally have a high pour point; for example, even in the case of 1-methyl-3-phenylindane, the pour point is -40
℃, and although it is not necessarily completely satisfactory when used alone, by using it in combination with diarylalkane and 1,3-diphenylbutene derivative, the above-mentioned improvement effect can be obtained, and the viscosity of the electrical insulating oil can be made preferable. Can be adjusted to the range. The mixing ratio of diarylalkane, alkyl-3-phenylindane derivative and 1,3-diarylbutene derivative is arbitrary, but the weight ratio of diarylalkane to 1 to alkyl-3-phenylindane derivative is 0.01 to 9, and 1.・3
- It is preferable to use the diarylbutene derivative in a proportion of 0.001 to 0.2 from the viewpoint of synergistic effects. Since the electrical insulating oil of the present invention has the above-mentioned properties, it can be used in capacitors, cables, transformers, and various other electrical equipment. Compared to other hydrocarbon-based insulating oils, it is an insulator that has an extremely high dielectric constant, excellent hydrogen gas absorption, and excellent compatibility with polypropylene film or polyethylene film. It is ideal as an electrical insulating oil for capacitors or cables containing plastic films. The electrical insulating oil of the present invention consists of a mixture having the above composition, but is not limited thereto. That is, polybutene, mineral oil-based insulating oil, alkylbenzene-based insulating oil, alkylnaphthalene-based, alkylbiphenyl-based, and other aromatic Can be used with addition of insulating oil. Polybutene improves volume resistivity and dielectric loss tangent, mineral oil-based insulating oil improves breakdown voltage,
Although alkylbenzene-based insulating oils and other aromatic insulating oils improve breakdown voltage, dielectric loss tangent, pour point, etc., they tend to lower dielectric constant, so it is not preferable to add more than 50%. Also,
There is no problem in adding a small amount of oxidation stabilizer if necessary. Further, compounds known as additives for electrical insulating oils such as phosphoric acid ester compounds and epoxy compounds can also be used in combination. The electrical insulating oil of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. Examples and Comparative Examples (1) Electrical Characteristics Test Electrical characteristics were measured for various insulating oils shown in Table 1. The results are shown in Table 2. Table 1
Among them, insulating oils 3 and 4 are examples of the present invention, and insulating oils 1, 2, and 5 are comparative examples. In Table 2, the pour point, flash point, and electrical performance were all measured according to the test method of JIS C2101, and the oxidation stability test was conducted by air heating at 115°C for 96 hours. .

【表】【table】

【表】【table】

【表】 (2) ポリプロピレンフイルムとの適合性試験 つぎに表1に記載の絶縁油を用いて、ポリプ
ロピレンフイルムとの適合性の試験を行なつ
た。 試験 1 クラフト絶縁紙/ポリプロピレンフイルム/ク
ラフト絶縁紙(厚み43μ/49μ/43μ)の構成の、
クラフト絶縁紙とポリプロピレンフイルムとの複
合フイルムを10枚重ねて、1Kg/cm2の圧力をかけ
ながら100℃で24時間乾燥した後、一定加圧のま
ま同温の絶縁油を含浸させ、厚みの変化を測定し
た。 含浸開始24時間後の、乾燥開始前に対する厚み
の変化は表3の通りであつた。表3中の数字は厚
み変化率%である。なお24時間以後は厚みの変化
率の増減は殆ど認められなかつた。
[Table] (2) Compatibility test with polypropylene film Next, using the insulating oils listed in Table 1, a test for compatibility with polypropylene film was conducted. Test 1 Composition of kraft insulating paper/polypropylene film/kraft insulating paper (thickness 43μ/49μ/43μ),
10 composite films of kraft insulating paper and polypropylene film were stacked together and dried at 100°C for 24 hours while applying a pressure of 1 kg/ cm2 , and then impregnated with insulating oil of the same temperature while applying a constant pressure. Changes were measured. Table 3 shows the change in thickness 24 hours after the start of impregnation compared to before the start of drying. The numbers in Table 3 are thickness change percentages. Furthermore, after 24 hours, almost no increase or decrease in the rate of change in thickness was observed.

【表】 なお、クラフト絶縁紙に対する各絶縁油の厚み
変化率は同等であるから、表3に示した厚み変化
率の差は、ポリプロピレンフイルムに対する各絶
縁油の厚み変化の差を示している。 試験 2 ポリプロピレン押出しフイルム(厚み49μ)を
100℃の充分量の絶縁油中に40日間浸漬した後、
油に溶解したポリプロピレンをメタノールで析出
させ、ポリプロピレンの溶解量を求めた。その結
果を表4に示す。
[Table] Since the thickness change rate of each insulating oil with respect to kraft insulating paper is the same, the difference in thickness change rate shown in Table 3 indicates the difference in thickness change of each insulating oil with respect to polypropylene film. Test 2 Extruded polypropylene film (thickness 49μ)
After being immersed in a sufficient amount of insulating oil at 100℃ for 40 days,
Polypropylene dissolved in oil was precipitated with methanol, and the amount of dissolved polypropylene was determined. The results are shown in Table 4.

【表】 以上の結果から、本発明の絶縁油は、比較例の
絶縁油と比べて優れた性能を有していることが解
る。
[Table] From the above results, it can be seen that the insulating oil of the present invention has superior performance compared to the insulating oil of the comparative example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) ジアリールアルカンの1種または2種以
上、 (b) 下記一般式()で表わされるアルキル−3
−フエニルインダン誘導体の1種または2種以
上、 一般式 (上式中、R1、R2、R3およびR4は水素原子ま
たはメチル基、R1からR4の合計炭素数は0か
ら2の整数)および (c) 下記一般式()ないし()で表わされる
1・3−ジアリールブテン誘導体の1種または
2種以上、 一般式 (上記一般式()ないし()中、R1から
R4はそれぞれ水素原子またはメチル基、R1
らR4の合計炭素数は0〜2の整数) からなる電気絶縁油。 2 前記ジアリールアルカンがアリールフエニル
エタンである特許請求の範囲第1項に記載の電気
絶縁油。 3 前記一般式()のアルキル−3−フエニル
インダン誘導体が1−メチル−3−フエニルイン
ダンである特許請求の範囲第1項に記載の電気絶
縁油。 4 前記一般式()の1・3−ジアリールブテ
ン誘導体が、1・3−ジフエニルブテン−1であ
る特許請求の範囲第1項に記載の電気絶縁油。 5 前記一般式()の1・3−ジアリールブデ
ン誘導体が、1・3−ジフエニルブテン−2であ
る特許請求の範囲第1項に記載の電気絶縁油。
[Scope of Claims] 1 (a) one or more diarylalkane, (b) alkyl-3 represented by the following general formula ()
- One or more phenylindane derivatives, general formula (In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms or methyl groups, and the total number of carbon atoms of R 1 to R 4 is an integer from 0 to 2) and (c) the following general formula () to ( ), one or more 1,3-diarylbutene derivatives represented by the general formula (In the above general formula () or (), from R 1
R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and the total carbon number of R 1 to R 4 is an integer of 0 to 2). 2. The electrical insulating oil according to claim 1, wherein the diaryl alkane is arylphenylethane. 3. The electrical insulating oil according to claim 1, wherein the alkyl-3-phenylindane derivative of the general formula () is 1-methyl-3-phenylindane. 4. The electrical insulating oil according to claim 1, wherein the 1,3-diarylbutene derivative of the general formula () is 1,3-diphenylbutene-1. 5. The electrical insulating oil according to claim 1, wherein the 1,3-diarylbudene derivative of the general formula () is 1,3-diphenylbutene-2.
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