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" Stabilisation de composés halogènes ".
La présente invention est relative à des compositions de matière comprenant des substances organiques contenant de l'halogène, qui sont traitées de manière à être rendues non-Corrosives vis-à-vis de métaux. Elle concerne égale- ment des appareils,en particulier des appareils ou diso- sitifs électriques, tels que des condensateurs, dans les- quels les substances organiques contenant de l'halogène précitées, sont maintenues en contact avec un métal.
Un des objets de l'invention consiste d'u ne Pi rt, à prolonger la vie de capacités électriques, dans les- quelles on maintient en Contact avec des armatures métal- liques des diélectriques contenant des substances orga- niques, dont les molécules renferment des atomes d'halo- gènes, et, d'autre part, à stabiliser ces capacités, en
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sorte que leurs diélectriques conservent des valeurs de Courant de fuite et de facteur de' puissance plus uniformes.
Suivant un objet plus général de l'invention, on trai- te des substances organiques contenant de l'halogène, qui sont -nainteaues en contact avec du métal ou sont destinées à être maintenues en contact avec du métal, de façon à les rendre non corrosives,
Les Composés aryles halogénés et plus particulièrement les hydrocarbures aromatiques halogénés, tels que :le diphé- nyl chloré et le naphtalène chlore, sont connus comme étant des matières isolantes utiles à cause de leur stabilité ther- mique relativement élevée, de leur résistance à l'oxydation, de leur non-inflammabilité.de leur faible conductivité et d'autres propriétés précieuses.
La plupart des hydrocar- bures aromatiques halogénés à usage commercial sont Consti- tués de molécules polaires et possèdent, dès lors, une constante diélectrique élevée, les rendant particulièrement propres à être utilisés dans les capacités électriques.
Malgré ces avantages, les diélectriques contenant de tels composés se détériorent souvent plus vite que les matières diélectriques ne contenant pas d'halogène, sur- tout lorsque ces composés sont soumis, en service, à des températures modérément élevées et/ou à des sollicitations électriques élevées. Cette détérioration peut se manifester de plusieurs manières différentes. Ainsi la valeur du cou- rant de fuite peut subir une augmentation indue ou, dans le cas de condensateurs à courant alternatif, le facteur de puissance peut aussi augmenter anormalement. La dété- riotation peut également donner lieu à une décomposition complète et rapide du diélectrique, ce qui provoque la mise en court-circuit de l'appareil.
On a constaté que--la détérioration précitée est attri-
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buable à une interaction chimique entre les élémentsnétal- liques de l'appareil et les Composés halogènes ou leurs produits de décomposition contenant de l'halogène.
Lorsque le métal en contact aveo le composé halogéné est de l'aluminium, ce sont apparemment les produits de dé- composition de la matière halogénée, . qui réagissent avec le métal. Ainsi, dans une capacité électrique comportant des armatures d'aluminium séparées par du papier imprégné d'un hydrocarbure aromatique halogène, tel que le. naphtalène chloré ou le diphényl chloré, il semble , lors de l'appli- cation d'un potentiel électrique, en particulier à une température modérément élevée, que de l'acide cholrhydrique et d'autres produits de décomposition contenant de l'halogène soient séparés du composé chloré .
L'acide chlorbydrique ou l'ion halogène, des autres produits de décomposition semble s'attaquer aux armatures d'aluminium pour former du chlorure d'aluminium, qui constitue un catalyseur puissant pour la décomposition de composés organiques . Le chlorure d'alumi- nium ainsi formé provoque la décomposition subséquente du produit d'imprégnation chloré et la @ production de nouvelles quantités de produits de décomposition conte- nant de l'halogène, quiréagissent avecl'aluminium pour former du ohlorure d'aluminium.
Le cycle se poursuit ainsi à une vitesse accélérée . L'acide chlor@ydrique et le chlo- rure d'aluminium contribuent à la décomposition du papier et augmentent aussi la oonductivité locale, provo- quant la production de chaleur, qui accélère la décomposition du produit d'imprégnation chloré et l'électrolyse du papier.
L'acide chlorhydrique qui est libéré dans la décomposition initiale du composé chloré, est produit en quantité telle- ment faible qu'il ne provoque pas une destruction rapide du diélectrique,mais l'action accélératrice du chlorure d'aluminium produit par la réaction entre l'acide chlor- hydrique et les armatures métalliques provoquer une dété-
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riotation relativement rapide.
Dans d'autres pas, notamment, lorsque de l'étain est maintenu en contact avec l'hydrocarbure halogéné, il sem- ble y avoir une réaction directe entre la substance halogé- née et le métal sans qu'il soit nécessaire d'appliquer un champ électrique .Ainsi lorsqu'une Capacité électrique constituée d'armaturessous forme de feuilles d'étain sépa- rées par du papier imprégné d'un hydrocarbure aromatique halogéné, tel que le naphtalène chloré ou le diphényl chlo- ré, est chauffée à des températures relativement élevées, cette Capacité accuse un facteur de puissance initial éle- vé.
Des condensateurs similaires comportant deélectrodes en aluminium ont, par contre, un facteur de puissant ini- tial relativement faible, lorsqu'ils sont chauffés à des températures modérément élevées. Le facteur de puissance n'augmente qu'après application d'un potentiel électrique qui, comme on l'a dit plus haut, semble provoquer la sépa- ration d'acide chlorhydrique de la matière d'imprégnation.
Le facteur de puissance initial élevé des capacités à feuilles d'étain provient évidemment d'une,interaction directe entre la matière d'imprégnation halogénée et les armatures à feuilles d'étain à. températures élevées.
On a constaté que l'addition d'inhibiteurs de oorro- sion aux hydrocarbures aromatiques halogénés ou autrescom- posés organiques halogénés utilisés eomme matières d'impré- gnation dans des Capacités électriques, diminue dans une proportion notable , la détérioration. du diélectrique, ainsi u que le provent la plus longue vie des dites capacités et les valeurs plus faibles et plus uniformes du courant da fuite et du facteur de puissance . Ces inhibiteurs de corrosion sem- blent avoir pour fonction de retarder pratiquement la vi- tesse, à laquelle les armatures métalliques sont attaquées par les matières d'imprégnation halogénées ou par leurs produits de décomposition oontenant de l'halogène.
Ainsi le
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cycle de détérioration des diélectriques de condensateur décrit plus haut est interrompu .La faible quantité d'a- cide chlorhydrique initialement formée dans le diélectri- que n'est pas en elle-même suffisante pour provoquer une rapide détérioration, en l'absence d'autres produits de réaction nuisibles, dont la formation est due à la présence ,des armatures métalliques.
La présente invention est basée sur la découverte selon laquelle l'addition, de faibles quantités d'anhydri- de maléique ou de ses dérivés alcoyl-substitués aux com- posés organiques halogènes utilisés comme diélectricp es dans les condensateurs électriques, en particulier ceux comportant des armatures en aluminium ou en étain, augmente. le rendement de ces condensateurs, probablement à cause de l'action inhibitrice de l'anhydride maléique ou de ses dé- rivés vis-à-vis de l'interaction précitée entre les armatu- res métalliques et le composé organique halogène ou ses produits de décomposition contenant de l'halogène.
L'aug- mentation du rendement de ses condensateurs contenant de l'anhydride maléique ou ses dérivés consiste principalement dans la prolongation substantielle de la vie de, ces oonden- sateurs.
Dans les dessins annexés au présent mémoire :
La fig. 1 représente un conde sateur enroula simple: du type auquel la présente invention est applicable, et
La fig.2 est une coupe d'une partie des électro de et des feuilles diélectriques de la fig. 1.
Le condensateur enroulé de la fig . 1 est constitué de couches alternantes de feuilles m4talliques telles que des feuilles d'aluminium ou d'étain séparées par desfeuil- les de matière diélectrique . Ces condensateurs sont géné- ralement préparés en interfoliant deux feuilles diélectri- ques par exemple en papier---avec¯.deux feuilles méues et e4énroulant les feuilles assolées sous la forme représen-
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tée aux dessins .
Le Condensateur enroulé est alors immergé dans un milieu approprié pour imprégner les feuilles diélectriques poreuses, ledit milieu étant notamment constitue par un hydrocarbure aromatique halogéné. Le condensateur peut ensuite être placé dans un boîtier protecteur ou utilisé d'une autre manière, Comme on le désire . La fige test at une coupe d'un tour du condenseur enroule,montrant la dis- position alternante des électrodes métalliques et des cou- ches diélectriques. Suivant la présente invention, le dié- lectrique du condensateur prêt à l'emploi Soutient un com- posé organique halogène,auquel on a incorporé une minime proportion d'anhydride maléique ou dtun de sesdérivés alcoyl-substitués.
L'anhydride maléique eu ses dérivés peuvent très facilement être introduits dans le diéle otri- que du condensateur, en dissolvant le pourcentage voulu de l'inhibiteur dans l'hydrocarbure aromatique halogé'né d'imprégnation. Des condensateurs enroulés peuvent par exemple être fabriqués en interfoliant un papier approprié quelconque,tel que du papier toile ou du papier kraft, entre des feuilles métalliques appropriées, telles que de feuilles d'aluminium ou d'étain, et en enroulant les feuil- les accolés de la manière habituelle. comme on l'a noté ci-dessus, on peut utiliser pour atteindre le but de la présente invention, soit l'anhydride maléique, soit l'un quelconque de ses dérivés alcoyl-substi- tués.
Parmi les dérivés alcoyl-substitués, on peut citer en particulier les dérivés méthylés tels que l'anhydride oitra- Conique et l'anhydride diméthylmaléique et les dérivés éthylés tels que l'anhydride dithylmaléique,
Comme exemplesde composés convenant pour l'imprégna- tion de condensateurs électriques comportant des diéleotri- ques en papier, on peut mentionner le diphényl chloré con-
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tenant 1 % d'anhydride maléique, le naphtalène chloré contenant 1 % d'anhydride maléique, le diphényl chloré con- tenant 1 % d'anhydride citraconique, le naphtalène chloré contenant 1 % d'anhydride citraconique,
le diphényl chloré contenant 1 % d'anhydride diméthylmalêique et le naphtalène Chloré contenant 1 % d'anhydride diméthylmaléique.
L'anhydride maléique ou ses dérivés peuvent être additionnés jusqu'à oonoentration appropriée à un composé halogéné à stabiliser. Les inhibiteurs de la présente in- vention accusent une certaine efficacité même à des concen- trations de 0,1 % en poids des composés halogénés, mais ils sont de préférence présents en quantités supérieures à envi- ron 0,25 %. L'addition de l'inhibiteur en quantités supé- rieures à environ 3 % en poids ne donnera généralement pas lieu à une augmentation substantielle de la stabilité. Tou- tefois, il est évident que des proportions considérab le- ment plus grandes d'inhibiteur, peuvent être employées, à condition qu'elles ne confèrent pas,par ailleurs,des propriétés indésirables au mélange .
Comme concentration souhaitable on emploie généralement une concentration d'en- virçn 1 % en poids.
L'effet produit par les inhibiteurs dans les capai- tés électriques à diélectriques contenant de l'halogène a été décrit ci-dessus' Il est évident que ces marnes inhibi- teurs conviennent de manière efficace pour empêcher l'ac- tion corrosive de composés aromatiques.halogénés dans d'autres pièces d'appareils et sans d'autres conditions, lorsque ces composés sont maintenus en contact , avec des métaux tels que l'aluminium et l'étain. Pour autant que le même mécanisme général de corrosion accompagné d'une accélération de la décomposition, soit commun à d'autres composés organiques contenant des atomes d'halogènes, las mêmes inhibiteurs empêcheront efficacement la corrosion.
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Ainsi Ces mêmes inhibiteurs Conviendront, par exemple, dans le cas d'hydrocarbures aliphatiques à chaîne droite halogènes, de composés organiques contenant de l'oxygène halogénés et d'autres composés contenant de l'halogène, qui, en vertu de leur pourcentage en halogène,ont tendance à être corrosifs* Pour cette raison, l'addition d'une fai- ble quantité des inhibiteurs de corrosion ci-dessus décrits à l'un ou l'autre de ces composas organiques halogénés desti- nés à des usages techniques, peut être considérée comme une précaution souhaitable en vue d'empêcher la corrosion de métaux et la décomposition accélérée subséquente du composé contenant de l'halogène.
L'invention a été décrite en ce qui concerne ses for- mes de réalisation spécifiques mais il est évident que son champ d'application est large et qu'elle ne doit être limi- tée qu'à la portée des revendications ci-annexées.
REVENDICATIONS.
EMI8.1
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1. Composé organique halogéné, qui, en vertu de sa te- neur en halogène, tend à corroder des corps métalliques et qui renferme une faible proportion d'anhydride maléique ou d'un dérivé substitué de l'anhydride maléique.