PT96893B

PT96893B - Processo para a preparacao de composicoes dielectricas a base de benziltolueno e de (metilbenzil)-xileno

Info

Publication number: PT96893B
Application number: PT96893A
Authority: PT
Inventors: Raymond Commandeur; Noelle Berger; Pierre Jay
Original assignee: Atochem
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1998-07-31
Also published as: FI910935A0; DK0444989T3; FI97222C; IE910614A1; EP0444989B1; DE69103927D1; EP0444989A1; FR2658812B1; DE69103927T2; JPH04211619A; CA2037126C; US5545355A; ATE111431T1; IE68779B1; FR2658812A1; FI910935A; JPH0751520B2; FI97222B; ZA911399B; KR910021356A

Description

Resumo (continuação) (57

' (Ai)

NÃO PREENCHER AS ZONAS SOMBREADAS

Também se descreve a preparação das misturas de isó meros de fórmula geral Al, mediante condensação de cloreto de benzilo com tolueno, na presença de catalisador de Friedel-Crafts; e a preparação das misturas de isómeros de fórmula geral A2, mediante condensação de cloreto de metilbenzeno com xileno, na presepça de catalisador de Friedel-Crafts.

As composições de acordo com a presente invenção são utilizáveis como dieléctrico, nomeadamente para transformadores, condensadores e cabos.

DSM-5 -----PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÕES DIELÉCTRICAS À BASE DE BENZILTOLUENO E DE (METILBENZIL)-XILENO

A presente invenção diz respeito a composições dieléctricas à base de benziltolueno e de (metilbenzil)-xileno..

A patente de invenção europeia N2 136 230 descreve dielêctricos constituídos essencialmente por uma mistura de isómeros de benziltolueno e de dibenziltolueno e que podem conter também ditolilfenilmetano.

A requerente descobriu agora que misturando estes produtos com (metilbenzil)-xileno ou oligómeros do (metilbenzil)-xileno se obtêm dieléctricos que apresentam um ponto de cristalização particularmente baixo. Esta propriedade é particularmente importante para os líquidos dieléctricos utilizados nos transformadores de tensão ou nos condensadores de potência instalados no exterior.

A presente invenção é, portanto, uma nova composição caracte rizada pelo facto de conter pelo menos um oligómero de benziltolueno e pelo menos um oligómero de (metilbenzil)-xileno.

Denomina-se oligómero de benziltolueno um isómero ou uma mistura de isómeros de fórmula geral.

na qual n^ e n₂ representam, cada um, 0, 1 ou 2, com a condição de n^+n₂ ser menor ou igual a 3.

Denomina-se oligómero do (metilbenzil)-xileno uma mistura de isómeros de fórmula geral um isómero ou

¢2 (A2) na qual e q₂ representam, cada um, 0, 1 ou 2 com a condição de q^+q₂ ^ser menor ou igual a 3.

Designa-se por benziltolueno o oligómero de fórmula geral Al na qual n^+n^O e por dibenziltolueno o oligómero de fórmula geral Al na qual n^+n₂=l. Designa-se por (metilbenzil)-xileno o oligómero de fórmula geral A2 na qual q^+q₂=0 e por di(metilbenzil) -xileno o oligómero de fórmula geral A2 na qual ql+q2=l.

A composição de acordo com a presente invenção, pode, portanto, conter benziltolueno, dibenziltolueno e di(metilbenzil) -xileno. Uma outra composição de acordo com a presente invenção pode conter di(metilbenzil)-xileno, o composto da fórmula geral A2 na qual n^+ng=3 e benziltolueno ou qualquer outra associação, com a condição de que contenha pelo menos um composto de fórmula geral Al e pelo menos um composto de fórmula geral A2. De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, o oligómero de fórmula geral Al pode ser acompanhado por um oligómero de fórmula geral BI que é um isómero ou uma mistura de isómeros de fórmula geral (Bl)

na qual p θ representam, cada um, 0, 1 ou 2 ⁿ'2’ ⁿ2’ ⁿ3’ ⁿ'3 ^{e n}5 ^reP^resentam, cada um, ou 1, com a condição de n' ^+n^+n' g+n^+ngf +η*2+η^+η₃ que se designa por S-^_n ser menor ou igual a 2.

Igualmente, o oligómero de fórmula geral A2 pode ser acompa nhado por um oligómero de fórmula geral B2 que é um isómero ou uma mistura de isômeros de fórmula geral

-Aϊ .¼ (B2)

na qual q’p qi e representam, cada um, 0, 1 q*2» *1**2’ ^3’ ^*3 ^e ^5 ^reP^resentam, cada 0 ou 1, com a condição de q'^ + q^ + q' + q'^ que se designa por menor ou igual a 2.

ou 2 um,

+ ser

I!

Utilizam-se vantajosamente composições que contêm Ί0 partes do produto A2 para 90 partes dos produtos Al.

De preferência, a quantidade de A2 é de 15 a 90 partes para, respectívamente, 85 a 10 partes de produto Al.

-5De acordo com uma outra forma preferida da invenção, a distribuição dos produtos da família Al (em percentagem em peso) varia de :

60%	a	90%	para	os	isómeros	Al	em	que	ⁿl⁺ⁿ2⁼0
5%	a	40%	para	os	isómeros	Al	em	que	n./ⁿ2=l
0,5%	a	8%	para	os	isómeros	Al	em	que	ⁿl⁺ⁿ2⁼2

sendo o total igual a 100%.

E do mesmo modo para os compostos de fórmula geral A2.

A quantidade de compostos Bl é vantajosamente no máximo igual a 15 partes para 100 partes de Al e, de preferência, de 2 a 6 partes. E igualmente para as proporções de B2 e A2.

As composições da presente invenção são utilizadas como dieléctricos para fazer condensadores, transformadores de tensão ou isolar cabos.

As misturas de isómeros de fórmula geral Al podem ser preparadas mediante condensação do cloreto de benzilo com o tolueno na presença de um catalisador de Friedel-Crafts. Basta, em seguida, destilar para os separar.

As misturas de isómeros A2 podem ser preparadas por condensação do cloreto de metilbenzilo com xileno, na presença de catali sadores de Friedel-Crafts. Basta em seguida destilar para efectuar a separação.

Λ⁶' *>

✓

Os oligómeros de benziltolueno Al e Bi podem ser preparados de acordo com o processo descrito na patente de invenção europeia N° 136 230, os oligómeros do (metilbenzil)-xileno A2 e B2 podem ser preparados de acordo com o processo descrito na patente de invenção europeia N2 299 867. Basta em seguida misturá-los.

Para que estes compostos possam ser utilizados como dieléctricos, recomenda-se a sua purificação de acordo com uma técnica que consiste em utilizar uma terra de pisão ou alumina activada, que sozinhas quer em mistura, segundo técnicas específicas conhecidas no sector dos líquidos dieléctricos.

Do mesmo modo, pode ser vantajoso adicionar estabilizantes do tipo epóxido ou de outro tipo, tal como, por exemplo, o tetrafenil-estanho ou compostos antraquinónicos.

Estes adjuvantes são geralmente aceitantes de ãcido clorídrico e são adicionados em quantidades compreendidas entre 0,001% e 10% de preferência entre 0,01% 0,3%.

Todos estes tratamentos são conhecidos em si mesmos. De acordo com as especificações dos dieléctricos, é por vezes necessário eliminar todo o cloro orgânico contido nestes produtos para

-7obter produtos com um teor de cloro muito baixo, quer dizer, menos de alguns ppm. Pode utilizar-se o processo descrito na patente de invenção europeia N2 306 398 em nome da requerente.

Não se sai do âmbito da invenção se se utilizar a composição de acordo com a presenta invenção em mistura com outros fluidos dieléctricos, por exemplo tetracloro-benziltolueno e clorobenzenos ou clorotoluenos descritos na patente de invenção europeia NQ 8 251 ou óleos minerais habitualmente utilizados nos transformadores .

EXEMPLO 1 :

Medida de rigidez

Medidas efectuadas com corrente alterna de 50Hz, â temperatura ambiente com eléctrodos barra 0=0,6 mm e disco ROGOWSKI 0=40 mm.

Efectuámos dois tipos de ensaios:

ensaios curtos em que a tensão era aplicada com uma variação de 100 V/s;

ensaios longos em que a tensão era aplicada por patamares, com um aumento de 1000 V de 30 em 30 segundos.

-8·>

distância	ensaio curto”	ensaio longo
inter-
-eléctrodos	PXE	XX01	BT05/XX05	PXE	XX01	BT05/XX05
(mm)			80/20			80/20
3,2	44,5 kV	49,9kV		40,2 kV	43,2 kV
5	55,4 kV		84,1 kV	47,8 kV	52,5 kV	57,4 kV
10	84,1 kV		>112 kV	63,3 kV	69,5 kV	77,5 kV
15				71,6 kV	82,4 kV	105,8 kV

Os numeros correspondem a médias de 5 a 15 medições.

--> No Quadro kV designa kilo Volts;

---> Os valores podem variar de cerca de 10^ de uma série de medidas para outra. Mas os métodos permitem classificar os diferentes dieléctricos.

--> PXE designa um dieléctrico não de acordo com a presente invenção que é uma mistura de isómeros de 1-fenil-l-xilil-etano de fórmula

--> XX01 designa um dieléctrico de fórmula geral A2 na qual e q₂ representam zero (metilbenzil)-xileno;

%

---> ΒΤ05 designa uma mistura de :

partes de compostos de fórmula geral Al/n^f^^, benziltolueno partes de produto de fórmula geral Al η^+^η2=1, dibenziltolueno partes de produtos de fórmula geral Bl/S^_n=0.

A quantidade de BI é, portanto, de 4 partes para 96 partes de Al.

—y XX05 designa uma mistura de :

partes de compostos de fórmula geral A2/q-^+q2=0 partes de compostos de fórmula geral A2/q^+q2=l partes de compostos de fórmula geral B2/S2q=0

---> BT05/XX05 80/20 designa uma mistura de 80 partes de

BT05 e 20 partes de XX05; isto ê que esta mistura de acordo com a presente invenção contém:

0,8 X (85 + 11) partes de Al para

0,2 X (85 + 11) partes de A2 ou seja 76,8 partes de Al para 19,2 partes de A2.

EXEMPLO 2 :

Ensaios de cristalização

Líquidos ensaiados :

-10BT06 (a) partes de Al/n^+n₂=0 16 partes de Al/n^+n₂=l partes de Bl/S_n=0

BT01 (b) produto Α1/η^+η₂=0 (benziltolueno) XX01 (c) A2/q₁+q₂=0 XX05 (d) cf. Exemplo 1 misturas :

BT01+XX01	(e)
BT06+XX01	(f)
BT06+XX05	(g)
BT05+XX05	(h)

25-50-75% peso

5-10-15-20-25-30% peso de XX05

SAS-40 (i) : produto de Nippon Petrochemical â base de BT01 e difeniletano

SCF 150 (j) : produto de Sibron = ditolilmetano.

REALIZAÇÃO DO ENSAIO :

- Ciclos -20°C/-30°C sobre b, c, e, f —> nada

- Ciclos -30°C/-40°C —>

. Após 4 dias BT01 e XX01 cristalizam totalmente e servem para semear outras misturas . Após 8 dias :

- misturas	BT06	ou	BR01	+	75%	XX01	= cristalizadas
- misturas	BT06	ou	BT01	+	50%	XX01	= alguns cristais
- misturas	BT06	ou	BT01	+	25%	XX01	: nada

- Ciclos -40°C/-45°C —>

. Após 8 dias de introdução de a, g, d, i, semeados no dia seguinte . Após 12 dias :

- misturas BT06 ou BT01 + 50% XX01 : cerca de 1/3 cristalizado

- BT01 + 25% XX01 : alguns cristais

- BT06 : alguns cristais em cerca de 2/3 do tubo

- BT06 + XX01 (25%) : nada

- XX05 : nada

- misturas BT06 + XX05 : nada

- SAS -40 : nada

- Ciclos -45°C/-50°C durante 14 dias —

- BT06 : alguns cristais em cerca de 2/3 do tubo

- misturas BT06 ou BT01 + 50% XX01 : cristais em todo o tubo

- BT01 + 25% XX01 : alguns cristais

- SAS -40 : alguns cristais

- BT06 + 25% XX01 : nada

- XX05 e misturas BT06 + XX05 : nada

- Ciclos -50°/60°C durante 6 dias (introdução de j)

- BT06 alguns cristais em todo o tubo mas matriz líquida

- misturas com 50% XX01 : idem BT06

- SCF 150 : inteiramente cristalizado (após 1 noite)

- ΒΤ01 + 25% XX01 : alguns cristais

- SAS -40 = alguns cristais

- BT06 + 25% XX01 : nada

- XX05 e misturas BT06 + XX05 : nada

- Retorno aos ciclos -40°C/45°C : introdução de h após 4 dias

- SCF 150 : totalmente cristalizado

- BT01, XX01, e misturas BT01 ou BT06 + 75% XX01 : cristalizado

- BT06 e misturas BT01 ou BT06 + 50% XX01 : fusão de uma parte dos cristais

- BT01 + 25% XX01 : alguns cristais

- SAS -40 = alguns cristais

- o resto : ausência de cristais

EXEMPLO 3 :

Efectuãmos uma segunda série de ensaios de cristalização mantendo a temperatura durante 43 dias igual a -50°C. Todos os tubos foram semeados com cristais de BT01.

- SAS -40 = cristais em todo o tubo

- misturas BT06/XX05 (em partes)

- 100/0 cristais em 1/3 do tubo

- 95/5 cristais em 1/3 do tubo

- 90/10 : 2/3 do tubo cristalizado

- 85/15.: 1/3 do tubo contém cristais

- 80/20 : alguns cristais raros - misturas BT05/XX05 (em partes)

- 95/5 cristais em 1/3 do tubo

- 90/10 : alguns cristais em todo o tubo

- 85/15 : cristais precipitados no fundo do tubo (cerca de 1/4 do volume)

- 80/20 alguns cristais no fundo

- 75/25 nada

- 70/30 nada

A

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Processo para a preparação de composições dieléctricas à base de benziltolueno e de (metilbenzil)-xileno, caracte rizado pelo facto de se misturar pelo menos um isómero ou uma mis tura' de isómeros de benziltolueno de fórmula geral na qual n^ e rig representam, cada um, 0, 1 ou 2, com a condição de n^ + n₂ ser menor ou igual a 3;

com pelo menos um isómero ou uma mistura de isómeros de (metilbenzil) -xileno de fórmula geral '-2·CH.

CH^C\³ /^c“³

-S7-,-roí =S₂—fo (A2) na qual ^1 ^e ^2 representam, cada um, 0, 1 ou 2, com a con dição de q^ + q₂ ser menor ou igual a 3;

utilizando-se pelo menos 10 partes de produtos A2 para 90 partes de produto Al.
2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado pelo facto de, além do oligómero Al, se misturar também, um isómero ou uma mistura de isómeros de fórmula geral

CH-.

J

- --3,1 na qual n^’, n-jj' e n^ representam, cada um, 0, 1 ou 2 e n₂’, n₂ _r n_g, n_g' e n_g representam, cada um, 0 ou 1, com a condição de n^’ + n^ + n₂’ + n₂ + n₃ + n₃' + n₄ + n₅, que se designa por S_ln, ser menor ou igual a 2.
3.- Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca racterizado pelo facto de além do oligómero A2 se misturar também um siõmero ou uma mistura de isõmeros de fórmula geral na qual

Çl’, q₁ e q₄ representam, cada um, 0, 1 ou 2 e q₂', q₂, q , q '

1, com a condição e q_g representam, cada um, 0 ou + q₁ + q₂' ^{+ q}2” ^{+ q}3 ⁺ ^3' ^{+ q}4 ^{+ q}5' que se designa por S₂^, ser menor ou igual a 2.
4. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de se utilizar pelo menos 10 partes de produtos A2 para 90 partes de produto Al.
5. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracte rizado pelo facto de se utilizar uma quantidade de A2 compreendi da entre 15 e 90 partes para, respectivamente, 85 a 10 partes de Al.
6. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de a distribuição de oligómeros de benziltolueno. (produtos Al), em % peso, ser:

60 a 90% de isómeros Al em que n^ + n₂ = 0

5 a 40% de isómeros Al em que n^ + n₂ = 1

0,5a 8% de isómeros Al em que n^ + n₂ = 2 sendo o total igual a 100%.
7. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de a distribuição de oligómeros de (metilbenzil)-xileno (produtos A2), em % peso, ser:

60 a 90% de isómeros ^A2 em que ’ 0 5 a 40% de isómeros ^A2 em que ⁺ «2 ¹ 0,5 a 8% de isómeros ^A2 em que Ç-, + q₂ - 2

-5/ sendo o total igual a 100%.
8. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindi cações 1 a 7, caracterizado pelo facto de a quantidade de produ tos Bl ser no máximo de 15 partes, de preferência 2 a 6 partes, para 100 partes de Al.
9. - Processo de acordo com uma. qualquer das reivindi cações 1 a 8, caracterizado pelo facto de a quantidade de produ to B2 ser no máximo de 15 partes, de preferência 2 a 6 partes, para 100 partes de A2.
10. - Processo para a preparação de misturas de isóme ros de fórmula geral Al, caracterizado pelo facto de se efectuar a condensação de cloreto de benzilo com tolueno, na presença de catalisador de Friedel-Crafts.
11. - Processo para a preparação de misturas de isóme ros de fórmula geral A2, caracterizado pelo facto de se efectuar a condensação de cloreto de metilbenzilo com xileno, na