KR20170027777A - 포화된-이량체-산-디에스테르 유전체 유체 - Google Patents

포화된-이량체-산-디에스테르 유전체 유체 Download PDF

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Abstract

이량체 산의 1종 이상의 포화된 디에스테르를 포함하는 유전체 유체. 이러한 유전체 유체는 또한 1종 이상의 첨가제 예컨대 항산화제, 산화 저해제, 부식 저해제, 금속 탈활성제, 유동점 강하제, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 추가로, 다양한 구현예는 이량체 산의 1종 이상의 포화된 디에스테르를 함유하는 유전체 유체를 포함하는 전기적 디바이스 또는 부품에 관한 것이다.

Description

포화된-이량체-산-디에스테르 유전체 유체{SATURATED-DIMER-ACID-DIESTER DIELECTRIC FLUID}
본 출원은 2014년 6월 26일자로 출원된 미국 가출원 번호 62/017,309호의 이익을 주장한다.
본 발명의 다양한 구현예는 이량체 산의 포화된 디에스테르 및 유전성 유체로서의 그의 용도에 관한 것이다.
유전체는 다양한 적용에 사용되는 비-전도성 유체이다. 유전체 유체의 절연 및 냉각 특성은 변압기, 커패시터, 스위칭 기어, 변속기 성분, 배전 성분, 스위치, 조절물질, 회로 차단기, 오토리클로저, 유체-충전된 송전선 및 기타 전기적 장치와 같은 전기 부품에 사용한다.
변압기에서, 유전체 유체는 내부 변압기 성분에 냉각제 및 절연 특성을 제공한다. 유전체 유체는 변압기를 냉각시키고 그리고 또한 내부 충전부 사이의 전기적 절연의 일부를 제공한다. 유전체 유체에 대한 요건은 긴 작동 수명(10-20 년)과 신장된 기간 동안 고온에서의 안정성이다.
한때 변압기에서 유전체 유체로 사용된 폴리염화 비페닐 화합물("PCB's"로도 공지됨)은 이들의 독성 특성과 부정적 환경적 영향에 기인하여 단계적으로 제거되어 왔다. PCB's를 대체한 비독성 변압기 오일은 실리콘-기반 또는 불소화 탄화수소 오일, 광유, 지방산 에스테르, 식물성-기반 오일 및 식물성 종자유를 포함한다. 이들 비-독성 오일은 점도, 인화점, 발화점, 유동점, 물 포화점, 유전체 강도 및/또는 유전체 유체로서의 이들의 유용성을 제한하는 다른 특성에 관한 결점을 가질 수 있다.
하나의 구현예는 포화된 이량체 산 디에스테르를 포함하는 유전체 유체이다.
본 발명의 다양한 구현예는 이량체 산의 포화된 디에스테르 및 유전체 유체에서 이들의 용도에 관한 것이다. 이러한 유전체 유체는 임의로 부가적 성분, 예컨대 항산화제, 산화 저해제, 부식 저해제, 금속 탈활성제, 유동점 강하제, 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 추가로, 다양한 구현예는 이량체 산의 1종 이상의 포화된 디에스테르를 함유하는 유전체 유체를 포함하는 전기적 성분에 관한 것이다.
포화된 이량체 산 디에스테르
전술한 바와 같이, 본 명세서에 기재된 유전체 유체는 이량체 산의 1종 이상의 포화된 디에스테르를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "이량체 산"은 불포화된 지방산을 이량체화함에 의해 제조된 디카르복실 산을 의미한다. 만일 이미 포화되지 않았다면, 수득한 이량체 산은 수소화될 수 있어 포화된 분자를 형성한다. 당해 기술에서 공지된 바와 같이, 용어 "포화된"은 탄소-탄소 이중 결합이나 탄소-탄소 삼중 결합의 어느 하나도 가지지 않는 분자를 의미한다. 이량체 산을 생성하기 위한 적합한 지방산 개시 물질은, 비제한적으로, 예들 들면, 올레산과 같은 불포화된 C18 지방산을 포함한다. 다양한 구현예에서, 개시 지방산 물질은, 예들 들면 톨유에서 발견되는 것과 같은 지방산의 복합 혼합물 일 수 있다.
지방산 개시 물질의 이량체화는 당해 기술에서 공지된 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에서, 이량체화는 200℃ 초과의 온도에서 산-처리 점토 촉매의 존재에서 불포화된 지방산(예를 들면, 톨유 지방산)을 가열함에 의해 달성될 수 있다. 이들 조건 하에서, 지방산의 일부는 이량체화되고, 더 적은 양은 삼량체화되고, 그리고 일부는 모노머로 이성질화한다. 수득한 혼합물은 조 이량체로 지칭된다. 상기 조 이량체는 그런 다음 모노머로부터 불포화된 이량체를 분리하기 위해 증류될 수 있고, 그리고 불포화된 이량체는 임의의 삼량체 함유물을 분리해 내기 위해 추가로 증류될 수 있다. 증류된 불포화된 이량체는 그런 다음 본 명세서에서 사용하기에 적합한 포화된 이량체 산을 생성하기 위해 수소화될 수 있다.
지방산의 복합 혼합물이 개시 불포화된 지방산 물질로서 사용될 때, 수득한 이량체화된 지방산은 다양한 이량체 산의 혼합물일 수 있다. 이러한 이량체화된 지방산의 혼합물은, 예들 들면, 하기 구조 중 1종 이상을 갖는 이량체 산을 (수소화 후에) 포함할 수 있다:
비환식 이량체:
Figure pct00001
사이클릭 이량체:
Figure pct00002
폴리사이클릭 이량체:
Figure pct00003
다양한 구현예에서, 상업적으로 이용가능한 포화된(예를 들면, 수소화된) 이량체 산이 이용될 수 있다. 적합한 상업적으로 이용가능한 포화된 이량체 산의 예는, 비제한적으로, 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 이용가능한, 약 570 g/mol의 평균 수-평균 분자량("Mn")을 갖는 수소화된 이량체 산인, CAS No. 68783-41-5를 포함한다.
본 명세서에서 사용하기에 적합한 이량체 산 디에스테르는 1종 이상의 알코올과 상기 포화된 이량체 산, 예컨대 상기에서 기재된 것들의 공지된 에스테르화 기술에 의해 제조될 수 있다. 다양한 구현예에서, 에스테르화 반응은 촉매, 예컨대 산 및/또는 염기로 수행될 수 있다. 대안적으로, 에스테르화는 촉매의 부재에서 고온에서 수행될 수 있다. 추가로, 에스테르화 반응은 주위 압력 또는 감압에서 용매로 또는 없이 수행될 수 있다. 대안적으로, 용매 (예를 들면, 벤젠 또는 톨루엔)는 공비 에스테르화를 위한 캐리어로서 사용될 수 있다.
에스테르화 반응에 사용된 적합한 알코올은 1차 알코올, 2차 알코올, 3차 알코올, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 적합한 알코올의 예는, 비제한적으로, 에탄올, 1-프로판올, 1-부탄올, 1-펜타놀, 2-에틸헥산올, 이소-프로판올, 메틸 이소프로필 카비놀, 및 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함한다.
수득한 포화된 이량체 산 디에스테르는 포화된 이량체 산의 디알킬 디에스테르일 수 있다. 다양한 구현예에서, 포화된 이량체 산 디에스테르는 이량체 산의 디-2-에틸헥실 디에스테르, 이량체 산의 디헥실 디에스테르, 이량체 산의 디부틸 디에스테르, 이량체 산의 디펜틸 디에스테르, 및 이들의 2종 이상의 조합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
다양한 구현예에서, 이량체 산의 1종 이상의 포화된 디에스테르는 유전체 유체의 전체 중량에 기반하여 유전체 유체의 적어도 10 중량 퍼센트("wt%), 적어도 25 wt%, 적어도 50 wt%, 적어도 75 wt%, 적어도 95　wt% 또는 적어도 99 wt%를 구성할 수 있다.
첨가제
전술한 바와 같이, 유전체 유체는 이량체 산 디에스테르에 부가하여 1종 이상의 첨가제를 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는, 비제한적으로, 항산화제, 산화 저해제, 부식 저해제, 금속 탈활성제, 유동점 강하제, 또는 이들의 2종 이상의 조합을 포함한다.
하나 이상의 구현예에서, 유전체 유체는 1종 이상의 항산화제를 포함한다. 항산화제는 유전체 유체의 산화적 안정성을 개선할 수 있다. 구현예에서, 항산화제는 페놀성 항산화제 또는 아민 항산화제이다. 적합한 페놀성 항산화제의 비-제한적인 예는 IRGANOX™ L 64, IRGANOX™ L 94; VANOX™ MBPC (2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)), IRGANOX™ L 109 (비스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트), 디-tert-부틸-파라-크레졸, 2,6-디-tert-부틸-메틸 페놀, 2,4-디메틸-6-tert-부틸 페놀, 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.
아민 항산화제의 비-제한적인 예는 N,N'디옥틸디페닐아민, 디-β-나프틸-파라-페닐렌디아민, IRGANOX™ L 57 (옥틸레이트화된/부틸화된 디페닐아민), NAUGALUBE™ 438L (노닐화된 디페닐아민), 부틸 옥틸 디페닐 아민, IRGANOX™ L 74 (디알킬 디페닐아민), 디큐밀 디페닐 아민, N,N'-디-이소프로필-파라-페닐렌디아민, N,N'-비스-(1,4-디메틸페닐)-파라-페닐렌디아민, 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.
적합한 항산화제의 더욱 비-제한적인 예는 부틸화된 하이드록시 톨루엔 (BHT), 부틸화된 하이드록시 아니솔 (BHA), 모노-3차 부틸 하이드로 퀴논 (TBHQ), 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.　
적합한 항산화제의 더 추가의 비-제한적인 예는 2,2-디(4-하이드록시페닐) 프로판, 페놀티아진, 페놀티자진 카복실 에스테르, 중합된 트리메틸디하이드로퀴놀린, 페닐-α-나프틸아민, N,N'디옥틸디페닐아민, N,N'-디이소프로필-p-페닐디아민, 디부틸 크레졸, 부틸화된 하이드록시아니솔, 안트라퀴논, 퀴놀린, 파이로카테콜, 디-β-나프틸-파라-페닐렌디아민, 프로필갈레이트, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 트리스(2,4-ditert-부틸페닐) 포스파이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 세바케이트, 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)]메탄, 티오디에틸렌 비스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트, 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸), 2, 2'-티오비스(6-t-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 벤젠아민, 4-(1-메틸-1-페닐에틸)-N-4[4-(1-메틸-1-페닐에틸)페닐]-,탁실산, 시트르산, 및 전기한 것의 임의의 조합을 포함한다.
항산화제가 이용될 때, 유전체 유체는 유전체 유체의 전체 중량에 기반하여 0.1 내지 1.0 wt% 또는 1.5　wt% 항산화제를 함유할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유전체 유체는 1종 이상의 금속 탈활성제를 포함할 수 있다. 금속 탈활성제는 유전체 유체의 산화적 안정성을 개선할 수 있다. 적합한 금속 탈활성제의 비-제한적인 예는 구리 탈활성제 및 알루미늄 탈활성제를 포함한다. 구리는 오일의 산화에서 촉매적 효과를 가진다. 항산화제는 유리 산소와 반응하고 그렇게 함으로써 유리 산소가 오일을 공격하는 것을 방지한다. 벤조트리아졸 유도체와 같은 구리 탈활성제는 유전체 유체에서 구리의 촉매적 활성을 감소한다. 구현예에서, 유전체 유체는 1 wt% 미만의 구리 탈활성제를 함유한다. IRGAMET™ 30은 「CIBA SPECIALTY CHEMICALS」사로부터 상업적으로 이용가능한 금속 탈활성제이고, 그리고 트리아졸 유도체인, N,N-비스 (2-에틸헥실)-1H-1,2,4-트리아졸-1 메탄아민이다.
다른 적합한 금속 탈활성제의 비-제한적인 예는 2',3-비스[[3-[3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐]프로피오닐]]프로피오노하이드라진, 벤조-트리아졸 지방 아민 염, 1-(디-이소옥틸아미노메틸)-1,2,4-트리아졸, 1-(2-메톡시프로프-2-일)톨릴트리아졸, 1-(1-사이클로헥실옥시프로필)톨릴트리아졸, 1-(1-사이클로헥실옥시헵틸)톨릴트리아졸, 1-(1-사이클로헥실옥시부틸)톨릴트리아졸, 1-[비스(2-에틸헥실)아미노메틸-4-메틸벤조트리아졸, 트리에틸 보레이트, 트리프로필 보레이트, 트리이소프로필 보레이트, 트리부틸 보레이트, 트리펜틸 보레이트, 트리헥실 보레이트, 트리사이클로헥실 보레이트, 트리옥틸 보레이트, 트리이소옥틸 보레이트, 및 N, N-비스(2-에틸헥실)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민을 포함한다.
금속 탈활성제가 이용될 때, 유전체 유체는 유전체 유체의 총 중량에 기반하여 0.1 wt% 내지 0.7 wt% 미만, 또는 1.0 wt% 미만의 금속 탈활성제를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유전체 유체는 1종 이상의 유동점 강하제를 포함할 수 있다. 적합한 유동점 강하제의 비-제한적인 예는 메타크릴산 에스테르, 폴리알킬 메타크릴레이트, 지방산으로부터 지방산 알킬 에스테르, 폴리비닐 아세테이트 올리고머, 아크릴 올리고머, VISCOPLEX™ 10-310, VISCOPLEX™ 10-930, 및 VISCOPLEX™ 10-950을 포함한다. 구현예에서, 유동점 강하제는 폴리메타크릴레이트 (PMA)이다.
구현예에서, 유동점은 유전체 유체를 동결방지화함에 의해 더욱 감소될 수 있다. "동결방지처리"는 저온에서 유전체 유체에서 나타나는 침전물을 제거하는 공정이다. 침강은 오일의 점도에서의 감소로 동반된다. 동결방지처리는 몇 시간 동안 온도를 연속으로 5℃, 0℃ 및 -12℃로 감소하고 그리고 규조토로 고형물을 여과함에 의해 수행될 수 있다.
특성
본 이량체 산 디에스테르는 이들을 유전체 유체로 사용하기에 적합하게 하는 특정 물리적 특성을 가질 수 있다.
본 이량체 산 디에스테르의 인화점은 ASTM D 92에 따라 측정된 것으로 적어도 250℃, 적어도 275℃, 또는 적어도 300℃일 수 있다. 다양한 구현예에서, 이량체 산 디에스테르의 인화점은 ASTM D 92에 따라 측정된 것으로 250℃ 내지 350℃, 300℃ 내지 325℃, 또는 306℃ 내지 312℃의 범위일 수 있다. 더욱이, 전체적으로 본 유전체 유체에 대한 인화점은 ASTM D 92에 따라 측정된 것으로 적어도 250℃, 적어도 275℃, 또는 적어도 300℃일 수 있다. 추가로, 전체적으로 유전체 유체의 인화점은 ASTM D 92에 따라 측정된 것으로 250℃ 내지 350℃, 300℃ 내지 325℃, 또는 306℃ 내지 312℃의 범위일 수 있다.
본 이량체 산 디에스테르에 대한 발화점 온도는 ASTM D 92에 따라 측정된 것으로 적어도 300℃, 적어도 320℃, 또는 적어도 340℃일 수 있다. 다양한 구현예에서, 이량체 산 디에스테르의 발화점은 300 내지 400℃, 320 내지 380℃, 또는 337 내지 350℃의 범위일 수 있다. 더욱이, 전체적으로 본 유전체 유체 발화점 온도는 ASTM D 92에 따라 측정된 것으로 적어도 300℃, 적어도 320℃, 또는 적어도 340℃일 수 있다. 추가로, 전체적으로 유전체 유체의 발화점은 300 내지 400℃, 320 내지 380℃, 또는 337 내지 350℃의 범위일 수 있다.
본 이량체 산 디에스테르의 유동점은 ASTM D 97에 따라 측정된 것으로 -10℃ 미만, -15℃ 미만, -20℃ 미만, -30℃ 미만, 또는 -40℃ 미만일 수 있다. 다양한 구현예에서, 이량체 산 디에스테르는 -40℃에서 유동할 수 있다. 더욱이, 전체적으로 본 유전체 유체의 유동점은 ASTM D 97에 따라 측정된 것으로 -10℃ 미만, -15℃ 미만, -20℃ 미만, -30℃ 미만, 또는 -40℃ 미만일 수 있다. 다양한 구현예에서, 전체적으로 유전체 유체는 -40℃에서 유동할 수 있다.
본 유전체 유체는 ASTM D 1533에 따라 측정된 것으로 200 ppm 미만, 또는 0 ppm 또는 10 ppm 내지 100 ppm 또는 200 ppm 미만의 초기 수분 함량을 가질 수 있다.
본 유전체 유체는 폴리염화 비페닐("PCB")이 없는, 빈 또는 달리는 결여될 수 있다. 환언하면, 유전체 유체에 존재하는 PCB의 양(만일 있다면)은 ASTM D 4059의 방법에 의해 검출할 수 없다.
구현예에서, 본 유전체 유체는 ASTM D 445 (브룩필드)에 따라 측정된 것으로 40℃에서 약 50 cSt 미만 그리고 100℃에서 15 cSt 미만의 점도를 가질 수 있다.
본 유전체 유체는 전술한 특성의 임의의 조합을 가질 수 있다.
디바이스
본 개시내용은 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는 전기적 성분을 포함하고 그리고 본 유전체 유체는 상기 전기적 성분과 작동적인 연관을 한다. 본 유전체 유체는 상기에 기재된 이량체 산의 디에스테르 중 1종 이상 및 임의로 1종 이상의 첨가제, 예컨대 항산화제를 포함한다. 적합한 전기적 성분의 비-제한적인 예는 변압기, 커패시터, 스위칭 기어, 변속기 성분, 분배 성분, 스위치, 조절물질, 회로 차단기, 오토리클로저, 또는 유사 성분, 유체-충전된 송전선, 및/또는 이들의 조합을 포함한다.
디바이스에 사용될 때, 유전체 유체는 상기 전기적 성분과 작동적인 연관을 할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "작동적인 연관"은 상기 유전체 유체가 상기 전기적 성분을 냉각 및/또는 절연하도록 할 수 있는 입체배치 및/또는 공간적 관계이다. 작동적인 연관은 그렇게 함으로써 하기 입체배치의 방법에 의해 상기 유전체 유체와 상기 전기적 성분 사이에 직접적인 및/또는 간접적인 접촉을 포함한다: 전기적 성분 안에, 위에, 주위에, 인접하여, 접촉하여, (전체적으로 또는 부분적으로) 둘러싸는 및/또는 근접하는 유전체 유체; 및 유전체 유체 안에 (전체적으로 또는 부분적으로) 액침된 전기적 성분.
구현예에서, 전기적 성분은 셀룰로오스-기반 절연 물질을 포함한다. 적합한 셀룰로오스-기반 절연 물질의 비-제한적인 예는 크라프트 종이 및/또는 판지를 포함한다.
구현예에서, 전기적 성분은 변압기이다. 1종 이상의 이량체 산 디에스테르를 포함하는 본 유전체 유체는 변압기와 작동적인 연관을 할 수 있다. 변압기에서, 본 유전성 유체는 (1) 변압기 작동에 의해 생성된 열 에너지를 방산하는 액체 냉각제 및/또는 (2) 전기적 성분이 변압기에 접촉하거나 그 위로 전호를 이루는 것을 방지하는 내부 충전부들 사이의 절연체를 제공한다. 유전체 유체는 전기적 성분을 절연하기에 유효한 양으로 존재할 수 있다.
구현예에서, 상기 변압기는 분배 변압기 일 수 있다. 분배 변압기는 하우징 또는 탱크 내의 1차 및 2차 코일 또는 권선, 및 상기 권선과 작동적인 연관에 있는 상기 탱크 내의 유전체 유체를 포함한다. 상기 권선은 상기 유전체 유체를 통해 서로 절연되며, 그리고 철 또는 강철과 같은 자성으로 적합한 물질의 공통의 코어 주위에 권취된다. 상기 코어 및/또는 상기 권선은 또한 열을 더욱 절연하고 그리고 흡수하기 위해 적층, 절연 코팅물 또는 절연 종이 물질을 가질 수 있다. 상기 코어 및 권선은 유전체 유체에 액침될 수 있어, 유체의 자유로운 순환이 가능하다. 상기 유전체 유체는 상기 코어 및 권선을 감싸고 둘러싼다. 상기 유전체 유체는 절연체 내의 모든 작은 공극 및 하우징 내의 다른 곳을 완전히 채울 수 있다. 상기 변압기 하우징은 모아 질 수 있고 그리고 결국 변압기의 고장을 야기할 수 있는 공기 및/또는 오염 물질의 진입을 방지하는 탱크 주위에 공기-기밀 및 유체-기밀 밀봉을 제공한다. 분배 변압기는 전형적으로 36kV 또는 그 미만의 범위로 시스템 전압을 갖는다.
구현예에서, 전기적 성분은 전원 변압기이다. 전원 변압기는 전형적으로 36kV 또는 그 초과의 범위로 시스템 전압을 갖는다.
코어 및 코일 어셈블리로부터의 열 전달 속도를 개선하기 위해, 변압기는 증가된 냉각을 제공하기 위해 추가의 구조, 예컨대 냉각을 제공하기 위해 이용가능한 표면적을 증가하도록 제공된 탱크 상의 핀, 또는 탱크의 최상부로 상승하는 고온의 유체가 튜브를 통해 순환하면서 탱크의 최하부로 복귀하면서 냉각될 수 있도록 제공되어 진 탱크에 부착되어 진 라디에이터 또는 튜브를 포함할 수 있다. 이들 튜브, 핀 또는 라디에이터는 탱크 벽 단독에 의해서만 제공되는 것 이상의 추가의 냉각 표면을 제공한다. 팬은 또한 고온의 유전체 유체 및 가열된 탱크로부터 주변 공기로 열을 더 잘 전달하도록 가열된 변압기 엔클로저를 가로질러 또는 라디에이터 또는 튜브를 가로질러 불어 공기의 흐름을 강제하기 위해 제공될 수 있다. 또한, 일부 변압기는 탱크의 최하부로부터 파이프 또는 라디에이터를 통해 탱크의 최상부로 (또는 탱크로부터 별도의 원격 냉각 장치로 그리고 그 다음 변압기로 돌아옴) 유전체 유체를 순환시키는 펌프를 포함하는 강제 오일 냉각 시스템을 포함한다.
다른 구현예가 또한 가능하고 그리고 변압기에 사용하는 것이 제한되지 않는다.
구현예에서, 본 개시내용은 전기적 성분과 작동적인 연관으로 본 유전체 유체를 위치시키는 것을 포함하는 공정을 제공한다. 상기 유전체 유체는 1종 이상의 이량체 산 디에스테르 및 임의로 1종 이상의 첨가제, 예컨대 항산화제를 함유하는 본 유전체 유체이다. 상기 공정은 추가로 본 유전체 유체로 상기 전기적 성분을 냉각하는 것 또는 절연하는 것을 포함한다. 상기 전기적 성분은 변압기, 커패시터, 스위칭 기어, 전원 케이블, 분배 성분 (예컨대 오일-충전된 분배 케이블), 스위치, 조절물질, 회로 차단기, 오토리클로저, 유체-충전된 송전선 및/또는 이들의 조합의 임의의 하나를 포함할 수 있다.
시험 방법
인화점
인화점은 ASTM D92에 따라 결정된다.
발화점
발화점은 ASTM D92에 따라 결정된다.
-40℃에서 유동능
8-드램 맑은-유리 바이알(Fisher Scientific, 25 x 95 mm 8 드램 바이알 파트 03-339-22H)은 유체로 대략 절반이 충전된다. 유체-함유 바이알은 그런 다음 -40℃의 냉동고(신시내티 서브-제로 모델 WU-24-2-2-SC/AC)에서 24시간 동안 조건화된다. 24시간 후, 시료는 냉동고에서 제거된다. 그것의 유동능은 냉동고로부터 제거 후 5 내지 10분 동안 시각적으로 특성규명된다. 유동능 특성규명은 바이알을 그의 측면으로 돌리는 것과 그리고 물질이 흘러가거나/유동하는지 및 그것의 외관을 기술하는 것으로 구성된다.
물질
하기 물질이 아래 실시예에서 이용되었다.
포화된 이량체 산은 미국 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 상업적으로 이용가능한, 약 570 g/mol의 평균 Mn을 갖는 수소화된 이량체 산인, CAS No. 68783-41-5이다.
CAS No. 61788-89-4를 갖는 불포화된 이량체 산은 미국 뉴욕 셜리의 BOC 사이언스스사로부터 상업적으로 이용가능하다.
N-부탄올은 미국 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 상업적으로 이용가능하다.
2-에틸헥산올은 미국 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 상업적으로 이용가능하다.
1-헥산올은 미국 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 상업적으로 이용가능하다.
1-펜타놀은 미국 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 상업적으로 이용가능하다.
황산은 미국 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 상업적으로 이용가능하다.
톨루엔은 미국 미주리 세인트 루이스의 시그마-알드리치사로부터 상업적으로 이용가능하다.
MIDEL™ 7131은 펜타에리트리톨의 테트라에스테르이고 그리고 영국 맨체스터의 M&I 머테리얼스사로부터 상업적으로 이용가능한 합성 에스테르이다.
실시예
실시예 1 - 이량체 산 디에스테르의 제조
하기 절차에 따라 4개의 포화된 이량체 산 디에스테르 (S1-S4) 및 2개의 불포화된 이량체 산 디에스테르 (CS2 및 CS3)를 준비한다. 플라스크 안에 알코올 (1mol), 톨루엔 (100mL), 이량체 산 (0.45mol), 및 H2SO4 (진한, 1mol%)을 적하한다. 샘플 S1은 알코올로 2-에틸헥산올을 사용하여 제조되고, 샘플 S2는 알코올로 1-헥산올을 사용하여 제조되고, 샘플 S3는 알코올로 1-부탄올을 사용하여 제조되고 그리고 샘플 S4는 알코올로 1-펜타놀을 사용하여 제조된다. 샘플 S1-S4는 포화된 이량체 산를 사용하여 제조된다. 비교 샘플 CS2는 알코올로 1-부탄올을 사용하여 제조되고 그리고 비교 샘플 CS3는 알코올로 2-에틸헥산올을 사용하여 제조된다. CS2 및 CS3는 불포화된 이량체 산을 사용하여 제조된다.
수득한 혼합물은 Dean-Stark 장치를 사용하여 물의 공비증류로 환류되었다. 물이 더 이상 분리되지 않을 때까지 반응을 진행시킨다(대략 5시간). 이량체 산 디에스테르를 생산하도록 과잉의 톨루엔 및 알코올을 증발시킨다. 그 후에, 수득된 이량체 산 디에스테르는 염기성 알루미나로 실온에서 5시간 동안 교반함에 의해 중화된다. 염기성 알루미나는 여과 제거되어 상응하는 중화된 이량체 산 디에스테르를 얻는다.
실시예 2 - 유전체 유체의 발화점, 인화점 및 유동점
상기된 시험 방법에 따라 발화점, 인화점, 및 유동점에 대해 샘플 S1-S4, 및 비교 샘플 CS1-CS3를 분석한다. CS1은 MIDEL™ 7131이다.
표 1 - S1-S4 및 CS1-CS3의 특성
Figure pct00004
표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 샘플 S1-S4는 CS1-CS3에 비해 더 높은 인화점 및 발화점을 나타냈다. 추가로, CS1의 종래의 합성 에스테르와 같이, 샘플 S1-S4의 모두는 -40℃에서 유동 가능하지만, 반면에 불포화된 이량체 산 디에스테르인 CS2 및 CS3는 이 온도에서 유동 가능하지 않다.

Claims (10)

  1. 포화된 이량체 산 디에스테르를 포함하는, 유전체 유체.
  2. 포화된 이량체 산 디에스테르; 및
    항산화제, 산화 저해제, 부식 저해제, 금속 탈활성제, 유동점 강하제, 및 이들의 2종 이상의 조합물로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제로 본질적으로 구성된, 유전체 유체.
  3. 포화된 이량체 산 디에스테르; 및
    항산화제, 산화 저해제, 부식 저해제, 금속 탈활성제, 유동점 강하제, 및 이들의 2종 이상의 조합물로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제로 구성된, 유전체 유체.
  4. 전기 부품; 및
    청구항 1 내지 3 중의 어느 하나의 상기 유전체 유체를 포함하는, 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전기 부품은 변압기, 커패시터, 스위치, 조절물질, 회로 차단기, 리클로저, 유체-충전된 송전선 및 이들의 2종 이상의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 것인, 디바이스.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전기 부품은 변압기이되; 적어도 일부의 상기 유전체 유체가 상기 변압기에 배치된, 디바이스.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포화된 이량체 산 디에스테르는 ASTM D92에 따라 측정될 때 적어도 250℃의 인화점을 가지고; 상기 포화된 이량체 산 디에스테르는 ASTM D92에 따라 측정될 때 적어도 300℃의 발화점을 가지는, 유전체 유체.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포화된 이량체 산 디에스테르는 포화된 이량체 산의 디알킬 디에스테르인, 유전체 유체.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포화된 이량체 산 디에스테르는 이량체 산의 디-2-에틸헥실 디에스테르, 이량체 산의 디헥실 디에스테르, 이량체 산의 디부틸 디에스테르, 이량체 산의 디펜틸 디에스테르, 및 이들의 2종 이상의 조합물로 구성된 군으로부터 선택된, 유전체 유체.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포화된 이량체 산 디에스테르는 -40℃에서 유동 가능한, 유전체 유체.
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