MX2015004941A

MX2015004941A - Fluidos dielectricos a base de trigliceridos no oleicos de baja viscosidad con alto punto de inflamacion.

Info

Publication number: MX2015004941A
Application number: MX2015004941A
Authority: MX
Inventors: Jeffrey M Cogen; Thomas S Lin; Bharat I Chaudhary; Sreejit A Nair; Anny L Flory; Kaustubh S Gupte
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-08-05
Also published as: BR112015008433A2; JP6193382B2; WO2014062328A1; JP2016504424A; KR20150073982A; CA2887042A1; EP2908654A1; US20150243406A1; KR102133739B1; EP2908654B1; CN111508638B; MX358743B; BR112015008433B1; CN104703477B; CN111508638A; US9607730B2; CA2887042C; CN104703477A

Abstract

Un fluido dieléctrico a base de vegetales que comprende en porcentaje en peso de triglicéridos con base en el peso del fluido: A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de ácidos grasos C14:1 o C16:1; y al menos uno de: B. No más de (=) 10% de ácidos grasos C18:1; C. No más de (=) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (=) 7% de uno o más ácidos grasos saturados. El fluido dieléctrico es un aceite de transformador útil.

Description

FLUIDOS DIELÉCTRICOS A BASE DE TRIGLICÉRIDOS NO OLEICOS DE BAJA VISCOSIDAD CON ALTO PUNTO DE INFLAMACIÓN Campo de la Invención Esta invención se refiere a fluidos dielectricos. En un aspecto, la invención se refiere a fluidos dieléctricos que comprenden triglicéridos de ácidos grasos C 14: 1 y/o C16: 1 mientras que en otro aspecto, la invención se refiere a fluidos dieléctricos que comprenden triglicéridos de ácidos grasos C14: 1 y/o C 16: 1 en combinación con uno o más de los triglicéridos y/o triglicéridos poliinsaturados o saturados de unos ácidos grasos C 18: 1 .

Antecedentes de la Invención Los fluidos dieléctricos a base de aceite vegetal (VO, por sus siglas en inglés), por ejemplo, los fluidos de transformador, se han usado cada vez más en la industria de generación de energía para reemplazar fluidos dieléctricos a base de aceite mineral (MO , por sus siglas en inglés) debido a su amabilidad con el medio ambiente y alto punto de inflamación para mejorar la seguridad de la operación de transformador. Sin embargo, los fluidos dieléctricos a base de VO tienen una viscosidad significativamente mayor que los fluidos dieléctricos a base de MO, que resulta en una operación de transferencia de calor más deficiente al usar un fluido dieléctrico a base de VO. Por lo tanto, existe una necesidad en el mercado de un fluido dielectrico a base de VO de viscosidad reducida para mejorar la eficiencia de transferencia de calor en el transformador, mientras que conserva las ventajas de un alto punto de inflamación combinado con un bajo punto de fusión y bajas cantidades de ácidos grasos poliinsaturados en los triglicéridos.

Algunos de los procesos convencionales para abordar este problema, y sus desventajas asociadas, incluyen 1 . Reducir la viscosidad del fluido dieléctrico a base de VO mediante mezclándolo con fluidos de baja viscosidad , como polialfaolefinas, ésteres de poliol sintéticos y éster de ácido graso de poliglicerol. Sin embargo, estos procesos pueden conducir a la disminución del punto de inflamación o en la sustitución con una origen basada no natural; 2. Mezclar el fluido dieléctrico a base de VO con un diluyente como éster alquílico de ácido graso, pero esto requiere un diluyente en exceso de 10 por ciento en peso (% en peso) para reducir la viscosidad de un aceite de cañóla a menos de 33 centipoises (cP, por sus siglas en inglés) . Sin embargo, esto también resulta en la reducción del punto de inflamación ; 3. Aumentar la cantidad de insaturación en el fluido dieléctrico a base de VO disminuye la viscosidad del fluido, sino que también disminuye la estabilidad de oxidación del fluido (ver el documento USP 6, 1 1 7,827); y 4. Aumentar la cantidad de triglicéridos C 12-C 16 saturados en el dielectrico a base de VO, pero esto también aumenta el punto de fusión del fluido.

Es de interés continuo un fluido dieléctrico que posee un equilibrio deseado de propiedades, especialmente una combinación de baja viscosidad (<33 cP a 40°C, <120 cP a 10°C), alto punto de inflamación (³260°C, preferiblemente ³270°C) , y bajo punto de fusión (-15°C o menos) .

Breve Descripción de la Invención En una modalidad , la invención es una composición de triglicéridos que comprende un porcentaje en peso basado en el peso de la composición: A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de ácidos grasos C 14 : 1 o C 16 : 1 ; y al menos uno de: B. No más de (£) 10% de ácidos grasos C18: 1 ; C. No más de (£) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (£) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.

El triglicérido puede comprender glicerol con cualquier combinación de los siguientes ácidos grasos: C 18: 1 , C14: 1 .

C 16: 1 , poliinsaturados y saturados. Los ácidos grasos puede unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden, por ejemplo, cualquier ácido graso puede reaccionar con cualquiera de los grupos hidroxilo de la molécula de glicerol para formar un enlace éster. En una modalidad, las composiciones comprenden al menos dos del ácido graso C 18: 1 , ácido graso poliinsaturado y ácido graso saturado. En una modalidad, las composiciones comprenden todos los tres del ácido graso C 18 : 1 , ácido graso poliinsaturado y ácido graso saturado.

Las composiciones de esta invención son útiles como fluidos dielectricos, y muestran una (i) viscosidad de menos de o igual a (£) 33 cP a 40°C y £120 cP a 10°C, (ii) punto de inflamación mayor que o igual a ³260°C, preferiblemente >270°C, y (iii) punto de fusión de -15°C o menos.

En una modalidad, la invención es un dispositivo eléctrico que comprende un fluido dieléctrico en el que el fluido dieléctrico es una composición de triglicéridos que comprenden en porcentaje en peso a base del peso de la composición: A. Mayor de 0 a 100% de al menos un de ácidos grasos C 14: 1 o C 16: 1 ; y al menos uno de: B. No más que (£) 10% de ácidos grasos C 18 : 1 ; C. No más de (£) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (<) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.

El triglicérido puede comprender glicerol con cualquier combinación de los siguientes ácidos grasos: C 18: 1 , C14: 1 , C 16: 1 , poliinsaturados y saturados. Los ácidos grasos pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden, por ejemplo, cualquier ácido graso puede reaccionar con cualquiera de los grupos hidroxilo de la molecula de glicerol para formar un enlace éster. En una modalidad, las composiciones comprenden al menos dos del ácido grasos C 18: 1 , ácido graso poliinsaturado y ácido graso saturado. En una modalidad, las composiciones comprenden todos los tres del ácido graso C18: 1 , ácido graso poliinsaturado y ácido graso saturado.

Descripción Detallada de la Invención Definiciones A menos que se indique lo contrario, implícito del contexto, o habitual en la téenica, todas las partes y porcentajes están basados en peso y todos los métodos de prueba son actuales en la fecha de presentación de esta descripción . Para los propósitos de la práctica de patentes de Estados Unidos, el contenido de cualquier patente, solicitud de patente o publicación referenciada se incorporan por referencia en su totalidad (o su versión de Estados Unidos equivalente se incorpora por referencia), especialmente con respecto a la descripción de las definiciones (en la medida no es incompatible con cualquiera de las definiciones específicamente proporcionadas en esta descripción) y conocimiento general en la técnica.

Los intervalos numéricos en esta descripción son aproximados, y así pueden incluir valores fuera del intervalo a menos que se indique lo contrario. Los intervalos numéricos incluyen todos los valores desde e incluyendo los valores inferiores y superiores, en incrementos de una unidad, siempre que haya una separación de al menos dos unidades entre cualquier valor inferior y cualquier valor superior. Como un ejemplo, si una composición, propiedad física u otro, como, por ejemplo, la temperatura, es de 100 a 1 ,000, todos los valores 5 individuales, como 100, 101 , 102, etc. , y subintervalos, como 100 a 144, 155 a 1 70, 197 a 200, etc. , se enumeran expresamente. Para intervalos que contienen valores que son menores que uno o que contienen números fraccionarios mayores que uno (por ejemplo, 1 .1 , 1 .5, etc.), una unidad se considera ser 0.0001 , ío 0.001 , 0.01 o 0.1 , como sea apropiado . Para intervalos que contienen números de un dígito menores de diez (por ejemplo, 1 a 5), una unidad se considera comúnmente ser 0.1 . Estos son sólo ejemplos de lo que se propone específicamente, y todas las combinaciones posibles de valores numericos entre el valor más 15 bajo y el valor más alto enumerados, deben considerarse para ser declarado expresamente en esta descripción. Los intervalos numéricos se proporcionan dentro de esta descripción para, entre otras cosas, viscosidad, temperatura y cantidades relativas de los componentes individuales en la composición. 20 "Que comprende", "que incluye", "que tiene" y términos similares significa que la composición , proceso, etc. , no se limita a los componentes, etapas, etc. describe, sino que más bien puede incluir otros componentes, no descritos, etapas, etc. En contraste, el término "que consiste esencialmente en" excluye del 25 alcance de cualquier composición , proceso, etc. cualquier otro componente, etapa etc. , a excepción de aquellos que no son esenciales para el rendimiento, operabilidad o similar de la composición , proceso etc. El termino "que consiste en" excluye de una composición, proceso, etc. , cualquier componente, etapa, etc. , no descrito específicamente. El término "o", a menos que se indique lo contrario, se refiere a los miembros descritos individualmente así como en cualquier combinación.

"Fluido dieléctrico" y términos similares significan un fluido, comúnmente un líquido, que no conduce, o conduce a un nivel muy bajo, una corriente eléctrica bajo circunstancias normales. Los aceites vegetales poseen inherentemente buenas propiedades dieléctricas (US 2006/0030499). Para muchos aceites vegetales la constante dieléctrica es menor de 4.5.

"Viscosidad" y términos similares significan que la resistencia de un fluido que está siendo deformado ya sea por tensión pura o esfuerzo de tracción. Para los propósitos de esta especificación , la viscosidad se mide a 40°C y 10°C usando un viscosímetro Brookfield como se midió por ASTM D-445.

"Punto de inflamación" y términos similares significan la temperatura más baja a la que un líquido volátil puede evaporarse para formar una mezcla inflamable en el aire, pero no seguirá ardiendo (comparar a punto de combustión). Para los propósitos de esta especificación , punto de inflamación se mide por el método de ASTM D-3278.

"Punto de combustión" y términos similares significan la temperatura más baja a la que un líquido volátil puede evaporarse para formar una mezcla inflamable en el aire y seguirá ardiendo despues de la ignición. Un método aceptado para medir el punto de combustión de un líquido es ASTM D-92-12. El punto de combustión de un líquido es comúnmente 25-30°C mayor que el punto de inflamación .

"Punto de fluidez" y términos similares significan que la temperatura más baja a la cual un líquido se convierte en semisólído y pierde sus características de flujo, o en otras palabras, la temperatura mínima a la que un líquido fluirá. Para los propósitos de esta especificación , punto de fluidez se mide mediante ASTM D-97.

"Punto de fusión" y términos similares significan la temperatura a la cual un material cambia del estado sólido al líquido. Para los propósitos de esta especificación, el punto de fusión se mide usando un calorímetro de barrido diferencial (DSC , por sus siglas en inglés) y el siguiente protocolo: 1 . Equilibrar a 90.00°C, 2. Isotérmico durante 10 min, 3. Rampa de 2.00°C/min a -90.00°C, 4. Fin de ciclo 1 , 5. Rampa de 2.00°C/min a 90.00°C , 6. Fin de ciclo 2, 7. Rampa 2.00°C/min a -90.00°C, 8. Fin de ciclo 3, y 9. Fin del metodo.

La temperatura pico del ciclo 2 se presenta como el punto de fusión de la composición . Punto de fusión se correlaciona razonablemente bien con el punto de fluidez.

"Triglicéridos" y términos similares significan un éster derivado del glicerol y tres ácidos grasos. La notación usada en esta especificación para describir un triglicérido es la misma como la usada a continuación para describir un ácido graso. El triglicérido puede comprender glicerol con cualquier combinación de los siguientes ácidos grasos: C 18 : 1 , C14: 1 , C 16: 1 , poliinsaturados y saturados. Los ácidos grasos puede unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden , por ejemplo, cualquier ácido graso puede reaccionar con cualquiera de los grupos hidroxilo de la molécula de glicerol para formar un enlace éster. Los triglicéridos de ácido grasos C 18: 1 simplemente significa que los componentes de ácido graso del triglicérido se derivan de o se basan en un ácido graso C18: 1 . Es decir, un triglicérido C 18: 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 18 átomos de carbono cada uno con cada ácido graso que tiene un doble enlace. Similarmente, un triglicérido C14:1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 14 átomos de carbono cada uno con cada ácido graso que tiene un doble enlace. Asimismo, un triglicérido C 16 : 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 16 átomos de carbono cada uno con cada ácido graso que tiene un doble enlace . Los triglicéridos de ácidos grasos C18: 1 en combinación con C 14 : 1 y/o C 16: 1 significa que (a) un triglicerido C 18: 1 se mezcla con un triglicérido C14: 1 o un triglicérido C 16 : 1 o ambos, o (b) al menos uno de los componentes de ácidos grasos de los triglicéridos se deriva de o se basa en un ácido graso C 18: 1 , mientras que los otros dos son derivados de o basados en ácido graso C 14: 1 y/o ácido graso C 16: 1 . "Ácido graso" y términos similares significan un ácido carboxílico con una cola alifática larga que está saturado o insaturado. Los ácidos grasos insaturados tienen uno o más dobles enlaces entre átomos de carbono. Los ácidos grasos saturados no contienen dobles enlaces. La notación usada en esta especificación para describir un ácido graso incluye la letra mayúscula "C" para átomo de carbono, seguido de un número que describe el número de átomos de carbono en el ácido graso, seguido por dos puntos y otro número para el número de dobles enlaces en el ácido graso. Por ejemplo, C16:1 indica un ácido graso de 16 átomos de carbono con un doble enlace, por ejemplo, ácido palmitoleico. El número después de los dos puntos en esta notación no designa la colocación del doble(s) enlace en el ácido graso ni si los átomos de hidrógeno unidos a los átomos de carbono del doble enlace son cis entre sí. Otros ejemplos de esta notación incluyen C18 0 (ácido esteárico), C18: 1 (ácido oleico), C 18:2 (ácido linoleico), C18:3 (ácido a-linolénico) y C20:4 (ácido araquidónico) .

Composiciones n El primer componente de ácido graso de las composiciones de trigliceridos de esta invención es al menos uno de un C 14 : 1 o un C16: 1 . Un triglicérido C 14: 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 14 átomos de carbono cada uno con cada ácido graso que tiene un doble enlace. Representativo de los ácidos grasos C 14: 1 es el ácido miristoleico, ácido fisetérico y ácido tsuzúico. Un triglicérido C14: 1 puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos C14: 1 , y los ácidos grasos C14: 1 puede unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden , por ejemplo, cualquier ácido graso C14: 1 puede reaccionar con cualquiera de los grupos hidroxilo de la molécula de glicerol para formar un enlace éster. Comúnmente, el ácido graso C 14 : 1 es el ácido miristoleico.

Un triglicérido C 16: 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 16 átomos de carbono cada uno con cada ácido graso que tiene un doble enlace. Representativo de los ácidos grasos C16: 1 es el ácido palmitoleico. Como el triglicérido C14: 1 , un triglicérido C16: 1 puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos C 16 : 1 , y los ácidos grasos C 16: 1 pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden .

Comúnmente, el ácido graso C 16: 1 es el ácido palmitoleico.

El primer componente de ácido graso de las composiciones de triglicéridos de esta invención puede comprender 100% de cualquiera de un ácido graso C 14: 1 o un ácido graso C16: 1 o cualquier combinación de los dos, por ejemplo, 1 -99% en peso de ácido graso C14: 1 y 1 -99% en peso de un ácido graso C16: 1 , más comúnmente el ácido graso C 14: 1 comprende 50% en peso de la combinación .

El segundo componente de ácido graso de las composiciones de trigliceridos de esta invención es opcional, pero si está presente, es un C18: 1 , es decir, que contiene 18 átomos de carbono y tiene un doble enlace. Los ácidos grasos C 18 : 1 representativos incluyen ácido oleico y ácido vaccénico, con ácido oleico preferido. U n triglicérido C 18:1 puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácido graso C 18 : 1 , por ejemplo, tres ácidos oleico, o dos ácidos oleicos y un ácido vaccénico, o un ácido oleico y dos ácidos vaccénicos. Los tres ácidos grasos C 18 : 1 pueden adherirse a la molécula de glicerol en cualquier orden . Comúnmente, los tres ácidos grasos C18:1 son ácido oleico. En una modalidad , las composiciones de triglicéridos de esta invención están libres o desprovistas de cualquiera de los ácidos grasos 018: 1 . En una modalidad, las composiciones de triglicéridos de esta invención contienen no más de 10% en peso, comúnmente no más de 8% en peso y más comúnmente no más de 5% en peso, de ácido graso C18: 1 .

El tercer componente de ácido graso de las composiciones de triglicéridos de esta invención es opcional, pero si está presente, está poliinsaturado, es decir, un ácido graso de cualquier longitud de átomo de carbono, comúnmente cada una de una longitud de al menos 12 átomos de carbono, y cada ácido graso que tiene más de un doble enlace. Como el triglicerido C 18: 1 , un triglicérido poliinsaturado puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos poliinsaturados, y los ácidos grasos poliinsaturados pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden . Los ácidos grasos poliinsaturados representativos a partir de los se hacen el triglicérido poliinsaturados incluyen , pero no se limitan a, ácido linoleico (C 18:2) , ácido a-linolénico (C18:3), ácido g-linolénico (C 18:3), ácido eicosadienoico (C20:2), ácido dihomo-y-linolénico (C20:3) , ácido araquidónico (C22:4) , ácido docosapentanoico (C22 :5), ácido hexadecatrienoico (C16:3), ácido heneicosapentaenoico (C21 :5), ácido ruménico (C18:2), ácido a-caléndico (C18:3), ácido b-caléndico (C 18 : 3) , ácido a-parinárico (C 18:4) , ácido b-parinárico, ácido pinolénico (C18:3) , ácido podocárpico (C20:3), y similares. En una modalidad , las composiciones de triglicéridos de esta invención están libres o desprovistas de cualquiera de los ácidos grasos poliinsaturados. En una modalidad , el tercer componente de ácido graso normalmente no excede el 12% en peso, más comúnmente no excede el 1 1 % en peso e incluso más comúnmente no excede el 10% en peso, de la composición .

El cuarto componente de ácido graso de las composiciones de triglicéridos de esta invención es opcional, pero si está presente, es triglicérido saturado, es decir, un éster de glicerol y tres ácidos grasos de cualquier longitud de átomo de carbono, comúnmente cada uno de una longitud de al menos 8 átomos de carbono, y cada ácido graso libre de cualquiera de los dobles enlaces. Como el triglicerido C 18: 1 , los triglicéridos saturados pueden comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos saturados, y los ácidos grasos saturados pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden . Los ácidos grasos saturados representativos a partir de los se hace el triglicérido saturado incluyen, pero no se limitan a, ácido láurico ( C 12 : 0 ) , ácido mirístico (C 14:0), ácido palmítico (C 16:0) y ácido esteárico (C 18:0) . En una modalidad , las composiciones de triglicéridos de esta invención están libres o desprovistas de cualquiera de los ácidos grasos saturados. En una modalidad, las composiciones de triglicéridos de esta invención contienen no más de 7% en peso, comúnmente no más de 5% en peso y más comúnmente no más de 3% en peso, de ácidos grasos saturados.

En una modalidad , las composiciones de esta invención pueden comprender uno o más aditivos como uno o más antioxidantes, desactivadores de metales, depresores de punto de fluidez, estabilizadores de UV, purificadores de agua, pigmentos, colorantes, y similares. Los aditivos útiles para fluidos dieléctricos son bien conocidos en la téenica, y estos aditivos, si se usan en absoluto, se usan de maneras conocidas y en cantidades conocidas. Normalmente los aditivos en el agregado no excedan del 3% en peso, más comúnmente no excedan el 2% en peso e incluso más comúnmente no excedan el 1 % en peso de la composición .

En una modalidad , la invención es una composición de trigliceridos que consiste esencialmente de un porcentaje en peso basado en el peso de la composición: A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de los ácidos grasos C14: 1 o C 16 : 1 ; y al menos uno de: B. No más de (<) 10% de ácidos grasos C 18 : 1 ; C . No más de (£) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (<) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.

En una modalidad , las composiciones contienen al menos dos de los ácidos grasos C 18: 1 , ácidos grasos poliinsaturados y ácidos grasos saturados. En una modalidad , las composiciones contienen los tres ácidos grasos C 18: 1 , ácidos grasos poliinsaturados y ácidos grasos saturados. Todos estos "consisten esencialmente de" modalidades pueden contener uno o más aditivos, por ejemplo, antioxidantes, desactivadores de metales, depresor de punto de fluidez, pigmento, etc., pero excluye específicamente cualquier triglicéridos con ácidos grasos distintos de los identificados o los presentes en cantidades irrelevantes, por ejemplo, menos de 10% en peso basado en el peso de la composición . Estos "otros" ácidos grasos, si están presentes, son comúnmente subproductos o contaminantes que permanecen después de que el ácido graso deseado, por ejemplo, un ácido graso C14: 1 o C 16: 1 , se extrae a partir de un aceite de origen natural, por ejemplo, aceite de maíz, aceite de soja o similares. En otros casos, los otros ácidos grasos podrían estar naturalmente presentes en el aceite de origen.

En una modalidad, la invención es un dispositivo electrico que comprende un fluido dieléctrico en el que el fluido dieléctrico es una composición de triglicéridos que consiste esencialmente de, en porcentaje de peso basado en el peso de la composición : A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de los ácidos grasos de C 14 : 1 o C 16 : 1 ; y al menos uno de: B. No más de (£) 10% de ácidos grasos C 18 : 1 ; C. No más de (£) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (<) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.

En una modalidad , el fluido dieléctrico consiste esencialmente en triglicéridos de ácidos grasos C14: 1 . En una modalidad , el fluido dieléctrico consiste esencialmente en triglicéridos de ácidos grasos C 16: 1 . En una modalidad, el fluido dieléctrico consiste esencialmente en triglicéridos de ácidos grasos C 14: 1 y C 16: 1 . En una modalidad , el fluido dieléctrico consiste esencialmente en triglicéridos de ácidos grasos C14: 1 y/o C16: 1 en combinación con al menos uno de no más de 10% en peso de ácidos grasos C18: 1 , no más de 12% en peso de uno o más ácidos grasos poliinsaturados, y no más de 7% en peso de uno o más ácidos grasos saturados. En una modalidad, el fluido dielectrico consiste esencialmente en triglicéridos de ácidos grasos C14: 1 y/o C 16 : 1 en combinación con al menos dos o todos los tres de no más de 10% en peso de ácidos grasos C 18: 1 , no más de 12% en peso de uno o más ácidos grasos poliinsaturados, y no más de 7% en peso de uno o más ácidos grasos saturados. Estas modalidades "que consisten esencialmente en" pueden contener uno o más aditivos, por ejemplo, antioxidante, depresor del punto de fluidez, pigmentos, etc. , pero excluyen específicamente cualquiera de los triglicéridos con ácidos grasos distintos de los identificados o los presentes en cantidades insignificantes, por ejemplo, menos del 10% en peso basado en el peso de la composición . Estos "otros" ácidos grasos, si están presentes, son comúnmente subproductos o contaminantes que permanecen después de que el ácido graso deseado, por ejemplo, un ácido graso C 14 : 1 o C 16: 1 , se extrae a partir de un aceite de origen natural, por ejemplo, aceite de maíz, aceite de soja o similares. En otros casos, los "otros" ácidos grasos podrían estar naturalmente presentes en el aceite de origen.

Los triglicéridos de la presente invención pueden obtenerse a partir de fuentes vegetales y no vegetales. Los triglicéridos usados en la práctica de esta invención se derivan comúnmente a partir de aceites de fuentes naturales, por ejemplo, aceite vegetal , aceite de algas, aceite microbiano, etc. , con aceites vegetales y aceites de algas son los aceites de fuentes naturales preferidos. Estos aceites naturales incluyen , pero no se limitan a , los descritos en los documentos WO 201 1 /090685 y PCT/US201 2/043973. Estos aceites son comúnmente ricos en uno o más trigliceridos particulares, el triglicérido particular, depende de la aceite vegetal o aceite de algas particular. Por ejemplo, los aceites de maíz y de soja son comúnmente ricos en triglicéridos en los que el componente de ácido graso se deriva del ácido oleico. Los triglicéridos usados en la práctica de esta invención pueden ser extraídos a partir de aceite de origen de verdura u otro natural por cualquiera de un número de métodos conocidos, por ejemplo, extracción con disolventes, extracción mecánica, etc. En otros casos, el aceite de origen (por ejemplo, aceite de algas) podría comprender en su totalidad las composiciones de triglicéridos de esta invención , sin necesidad de un mayor aislamiento o extracción .

Las composiciones de esta invención son particularmente útiles como fluidos dieléctricos en varios equipos eléctricos, por ejemplo, como un aceite aislante en transformadores. Las composiciones de esta invención son amigables con el medio ambiente, por ejemplo, biodegradable, y poseen un equilibrio único de propiedades, específicamente un equilibrio único de viscosidad , punto de inflamación y punto de fusión .

Las composiciones de esta invención son particularmente útiles como fluidos dieléctricos en varios equipos eléctricos, por ejemplo, como un aceite aislante en transformadores. Las composiciones de esta invención son amigables con el medio ambiente, por ejemplo, biodegradable, y poseen un equilibrio único de propiedades, específicamente un equilibrio único de viscosidad, punto de inflamación y punto de fusión .

Modalidades Específicas La viscosidad dinámica del t rig I ice rid o puro también se puede obtener usando un modelo matemático basado en los siguientes factores: 1 . Viscosidad dinámica de éster metílico de ácido graso (FAME, por sus siglas en Inglés) que constituye la molécula de triglicérido. 2. Número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME. ln( TAG ) = 0-5287 0.1542 * ÍT^ME:^· 0-1516 * t¾,AME2— 0.1542 * 1-5419 1 1 1 ^i u 1 *- 1.5158*- 1.5419·- + 7.7064* * + 7.7188 nCF n nCF, nCFi * nFAMg2 + 7.7064 nCF2 3 Donde h TAG = viscosidad de triglicéridos en cP HFAME I = viscosidad de FAME presente en los triglicéridos en la posición del terminal 1 en cP HFAME2 = viscosidad de FAME presente en los triglicéridos en la posición central 2 en cP HFAME3 = viscosidad de FAME presente en los triglicéridos en posición terminal 3 en cP NCF1 = número de átomos de carbono en la cadena de ácidos grasos de FAME en posición terminal 1 NCF2 número de átomos de carbono en la cadena de ácidos grasos de FAME en posición central 2 nCF3 = número de átomos de carbono en la cadena de ácidos grasos de FAME en posición terminal 3 La viscosidad de la mezcla de triglicéridos puede estimarse como úmix = viscosidad de la mezcla de triglicéridos en cP. w¡ = fracción en peso de triglicéridos "i" en la mezcla de triglicéridos. h i = viscosidad de triglicéridos i en la mezcla en cP.

El punto de fusión de triglicérido puro también puede obtenerse usando un modelo matemático basado en los siguientes factores: 1 . Los puntos de fusión de FAM E que constituyen la molécula de triglicérido 2. Número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME. 3. Un descriptor para cuenta para la similitud entre cadenas de ácidos grasos terminales (Terminal Equai (Richard esto de quedar como TerminalEquivaiente lo mismo en las ecuaciones)).

MPTAG = -72.2053 + 03601 * MPFAME 1 + 0.4543 * MPFAMå 2 + 0.3601 * MPFAMS 3 1 1 1 + 578.4448*- 674.3624*- + 578.4448*— — + 0.5813 nCF^ nCF2 nCF^ Pp jtpIL / PpA,fF3 * nCF. + O.S813 * nCF, - 1.6560*- - 1.6560 *- 1 1 nCFí nCF3 - 7.6588 *— ^ - 7.6588 * + 3.6244 * TerminaíKaual + 2.0464 Equal R 7 Donde MPFAME 1 = punto de fusión de FAME presente en el triglicerido en la posición del terminal 1 en K MPFAME2 = punto de fusión de FAME presente en el triglicérido en la posición central 2 en K MPFAME3 = punto de fusión de FAME presente en el triglicérido en posición terminal 3 en K nCF = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en posición terminal 1 nCF2 = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en posición central 2 nCF3 = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en posición terminal 3.

Terminal Equa¡ = 1 cuando las dos fragmentos de ácidos grasos terminales son los mismos o 0 cuando son diferentes.

El punto de fusión promedio en peso de la mezcla de triglicéridos puede estimarse como MPmix = punto de fusión de mezcla de triglicéridos en K. w = fracción en peso de triglicérido "i" en la mezcla de triglicérido.

MP = punto de triglicéridos de fusión ’ i ' en la mezcla de triglicéridos en K.

En todos los casos, el punto de fusión promedio en peso estimado (o predicho) es el mismo como el determinado por las mediciones de DSC o no más de 10°C mayor.

Una corrección adicional al modelo de punto de fusión promedio se hizo incluyendo el grado de isomorfismo (e). El grado de conteo de isomorfismo para disimilitud estructural presente en mezclas de trigliceridos que pueden resultar en la reducción de puntos de fusión. El procedimiento de calcular e se describe en Wesdorp, L. H. Liquid-multiple solid-phase equilibria ¡n fats. Ph. D. Thesis, University Delft, Países Bajos, 1990. Para los fragmentos de ácidos grasos insaturados cis, el volumen de traslapado se decidió por la longitud proyectada del fragmento insaturado cis en el fragmento saturado de cadena recta.

Se calculó e entre diferentes pares de triglicéridos y el más bajo de e, min(s) , se usó como un descriptor de modelo min(s) es un indicador de máxima disimilitud presentes en mezclas de triglicéridos. El modelo épsilon para la predicción del punto de fusión se da como M Pmodelo épsilon = M Pm ix + 24.89*m i n (e) - 24.89 (0<min (s)< 1 ) En todos los casos, el punto de fusión épsilon estimado (o predicho) es el mismo como el determinado por mediciones de DSC o no más de 10°C mayor.

El punto de inflamación de triglicéridos o mezclas de triglicéridos también puede obtenerse al usar un modelo matemático basado en el calor de vaporización del triglicérido puro o mezclas de triglicéridos, respectivamente. = 45.004 - [DHn8r ]° 50197 Punto de Inflamación(K) Donde Punto de inflamación = Punto de inflamación del triglicerido en K DHnAR = calor de vaporización de triglicéridos puros o mezclas de triglicéridos en kJ/mol.

Uno de los métodos representativos para predecir el calor de vaporización de triglicéridos puros se da en Chen et. al. , Fragment-Based Approach for Estimating Thermophysical Properties of Fats and Vegetable Oils for Modeling Biodiesel Production Processes”, Ind . Eng . Chem. Res. Vol.49, Pg . 876-886, (2010).

El calor de vaporización de mezclas de triglicéridos puede determinarse al usar la siguiente relación Donde AHvapmix = calor de vaporización de la mezcla de triglicérido en kJ/mol N¡ = fracción molar de triglicéridos i en la mezcla de triglicérido.

DHn3r ¡ = calor de vaporización del triglicérido 'i' en kJ/mol Ejemplos 1-10 Las composiciones indicadas en la Tabla 1 se basan en modelos construidos para predecir las siguientes propiedades de triglicéridos y mezclas de triglicéridos: viscosidad , punto de inflamación y punto de fusión. Todos los ejemplos exhiben el equilibrio de viscosidad deseado £33 cP a 40°C y £120 cP a 10°C, punto de inflamación >260°C, y punto de fusión de -15°C o menos. El intervalo de punto de fusión predicho proporciona el límite superior y el inferior del punto de fusión de la mezcla. Esto se basa en los puntos de fusión más altos y más bajos predichos de los componentes individuales de la composición . Los puntos de fusión de las mezclas se determinan por los metodos mencionados anteriormente. Las mezclas de triglicéridos son altamente interactuando; por lo tanto, el promedio en peso es un valor aproximado del punto de fusión de la composición. Los datos en el Ejemplo 5 muestran que los puntos de fusión predichos son idénticos al determinado experimentalmente por DSC. Similarmente, hay muy buen acuerdo entre las viscosidades predichas y medidas a 40°C del Ejemplo 5.

Tabla 1 Ejemplos 1 a 10 15 Ejemplos Comparativos 1-18 En la Tabla 2 de Muestra Comparativa (CS) 1 a CS 10 se conocen composiciones de triglicéridos. CS 2 y CS reportan las composiciones 3 que contienen alta cantidad de saturados, > 7%, y no proporcionan el equilibrio deseado de propiedades, especialmente el punto de fusión. CS 4 a CS 10 reporta propiedades de triglicéridos de varios ácidos grasos que no producen el equilibrio deseado de propiedades con <2% en peso de ácidos grasos poliinsaturados. En particular, CS y CS 7 8 proporciona equilibrio de propiedades, pero tienen contenido poliinsaturado > 12% o son esencialmente triglicéridos de ácidos grasos poliinsaturados.

Muestra comparativa (CS) 1 1 a CS 18 son composiciones de triglicéridos que comprenden cantidades variables de diluyentes agregados a HOCO (Alto Aceite de Cañóla Oleico). La composición de HOCO es: 1 . Triglicérido que contiene C18 de ácido graso monomsaturado = 74% 2. Triglicérido que contiene C 18 de ácido graso d¡-insaturado = 14.5% 3. Triglicérido que contiene C 18 de ácidos grasos tri-insaturados = 4.5% 4. Triglicérido que contiene C 18 de ácido graso saturado = 4% 5. Triglicérido que contiene C 16 de ácido graso saturado = 3 SE 1 185D es ester metílico de ácidos grasos de soja (FAME, por sus siglas en inglés), NYCOBASE SEH es dioctilsebacato y PAO 2.5 es polialfaolefina. Las muestras comparativas con composiciones de ácidos grasos (CS CS 1 1 a 18) no produce la combinación deseada de propiedades. En particular, CS 12 (HOCO: triglicérido con C 18: 1 > 70%, triglicéridos con C18:2> 14% , triglicéridos con C18:3 <3%) tiene una viscosidad a 40°C> 33 cP (con punto de inflamación > 300°C). CS13 a CS18 reporta composiciones de HOCO con varios diluyentes que no producen la combinación de propiedades deseada.

Tabla 2 Ejemplos Comparativos 1 a 10 10 De Oommen et al. (USP 7,048,875) 15 Tabla 2 (de Continuación) De McShane et al. (USP 6,352,655) 15 Tabla 2 (de Continuación) Tabla 3 Comparación de Propiedades de Varios Aceites Vegetales La Tabla 3 reporta las propiedades de varios aceites naturales, ninguno de los cuales exhiben el equilibrio deseado. En particular, aceite de maíz, aceite de semilla de algodón, aceite de linaza, aceite de cañóla, aceite de cártamo, aceite de girasol y aceite de soja tienen un alto contenido de trigliceridos de grasas poliinsaturadas (> 15%) , mientras que ricino, crambie, lesquerella, y oliva tienen una alta viscosidad (> 33cP), y aceite de coco y aceite de palma tienen altos puntos de fusión .

Aunque la invención se ha descrito con cierto detalle a través de la descripción precedente de las modalidades preferidas, este detalle es para el propósito primario de ilustración. Muchas variaciones y modificaciones pueden hacerse por un experto en la téenica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se describe en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Una composición de triglicéridos que comprenden en porcentaje en peso basado en el peso de la composición: A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de ácidos grasos C14: 1 o C16: 1 ; y al menos uno de: B. No más de (£) 10% de ácidos grasos C 18 : 1 ; C. No más de (<) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (£) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.

2. La composición de la reivindicación 1 , que comprende al menos dos de los ácidos grasos de (B), (C) y (D).

3. La composición de la reivindicación 1 , que comprende los tres de los ácidos grasos de (B), (C) y (D) .

4. Una composición de triglicéridos que consiste esencialmente de, en porcentaje en peso basado en el peso de la composición: A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de ácidos grasos C 14: 1 o C16: 1 ; y al menos uno de: B. No más de (<) 10% de ácidos grasos C 18 : 1 ; C . No más de (£) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (£) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.

5. Un dispositivo electrico que comprende un fluido dieléctrico en el que el fluido dieléctrico es una composición de triglicéridos que comprende en porcentaje en peso basado en el peso de la composición : 5 A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de ácidos grasos C 14: 1 o C 16: 1 ; B. No más de (<) 10% de ácidos grasos C 18: 1 ; C. No más de (£) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y ío D. No más de (<) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.

6. El dispositivo eléctrico de la reivindicación 5 en el que el fluido dieléctrico consiste esencialmente en un triglicérido de ácido graso C14.1 y/o C16: 1 . 15

7. El dispositivo eléctrico de la reivindicación 5, en el que el fluido dieléctrico consiste esencialmente en triglicéridos de: A. Mayor de 0 a 100% de al menos uno de ácidos grasos C 14: 1 o C 16: 1 ; B. No más de (£) 10% de ácidos grasos C 18 : 1 ; 20 C. No más de (<) 12% de uno o más ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de (£) 7% de uno o más ácidos grasos saturados.