BE482044A

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Description

COMPOSE DIELECTRIQUE ET METHODE DE FABRICATION.

L'invention se rapporte à des composes organiques diélectriques ainsi qu'aux méthodes pour l'obtention de ces composés.

Divers composés organiques halogénés, tels que le naphthalène chloraté et le diphényl chloraté, ont été proposés comme diélectriques dans les transformateurs, les condensateurs et les autres appareils électriques, soit directement utilisés dans la forme d'isolants liquides ou solides entourant l'appa- reil et renfermés dans un réceptable convenable, soit sous forme de diélectriques liquides pour imprégner les espaces poreux d'autres isolants ou diélectriques, en particulier des isolants poreux et fibreux, comme du papier, de la fibre ou autre.

Bien que le diphényl chloraté ait été utilisé jusqu'à présent avec succès comme diélectrique, d'autres composés halogénés, en particulier des naphthalènes chloratés, n'ont pas

donné entière satisfaction par cuite de leurs faibles pro- priétés diélectriques et électriques.

Un des buts de la présente invention est de réa- liser un composé diélectrique perfectionné du genre ci-dessus mentionné, ainci qu'une méthode propre à obtenir ce produit. un but plus particulier de l'invention est de réa- liser un nouveau procédé pour transformer des naphthalènes chloratés n'offrant que de faibles propriétés diélectriques et électriques en des composés de caractéristiques élevées.

Sur le dessin ci-joint on a représenté aux figures 1 et 2 des diagrammes montrant quelques unes des caractéristiques perfectionnées des nouveaux composés diélectriques obtenus par les méthodes décrites.

Conformément aux buts mentionnés ci-dessus, et suivant des caractéristiques qui seront mieux comprises par la suite, le composé diélectrique conforme à l'invention con- siste principalement en un produit de condensation des naphtha- lènes chlorates, en particulier des naphthalènes chlorates in- férieurs, et des chlorures de sulfure, ou quelqu'autres compo- sés convenables, capables de produire du chlorure de sulfure pendant la réaction.

Une méthode pour la réalisation de l'invention consiste à condenser les naphtalènes inférieurs, tels que les naphtalènes monochlorés, dichlorés et trichlorés, ou un mé- lange de ceux-ci en diverses proportions, avec un ou plusieurs chlorures de sulfure, tels que du sulfure monochlorure et di- chlorure, de préférence en présence d'un catalyseur. Suivant un mode particulier de réalisation de l'invention, le cataly- seur consiste en oxyde d'aluminium activé.

Le produit de condensation, ou résine, obtenu de cette manière, offre différentes qualités suivant le rapport existant entre les naphtalènes chloratés et le chlorure de

sulfure utilisé. Si la quantité de naphtalène chloraté est maintenue constante, le degré de densité de la résine obtenue varie d'huiles mobiles légères à des huiles visqueuses et à des solides, avec des quantités accrues de chlorures de sulfure utilisées. Une résine solide peut aussi être obtenue d'une résine huileuse en enlevant quelques chloronaphthalènes non réagit au moyen d'une distillation dans le vide ou la vapeur, ou par quelqu'autres moyens convenables.

Le succès de la condensation dépend principalement du choix du catalyseur utilisé. Ainsi que cela a été constaté, de l'oxyde d'aluminium convient bien pour une telle condensa- tion.

Quand de l'oxyde d'aluminium activé est utilisé comme catalyseur, pratiquement tout le chlorure combiné avec le sulfure est éliminé comme chlorure hydrogéné, l'hydrogène étant dérivé de la matière d'hydrogène carbone qui résulte de la formation du nouveau sulfure carboné. Donc l'atome de sul- fure réunit deux groupes de chlorure naphthyl avec la formation d'un sulfure ou d'un disulfure.

Quand des catalyseurs autres que des oxydes d'alu- minium sont utilisés, il se produit une cubstitution de pro- duits et la formation d'autres produits qui peuvent être pré- judiciables dans certains cas à cause de leur instabilité. On a trouvé que l'emploi d'oxydes d'aluminium actifs comme cata- lyseur éliminait tous les produits indésirables. Une quantité plus théorique de chlorure d'hydrogène est réalisée pendant la réaction.

D'autres catalyseurs comme l'aluminium, --le zinc, le fer ou des chlorures ou des sulfures de ces métaux, ou encore d'autres métaux, bien que pouvant être utilisés effec- tivement, ont été trouvés moins recommandables, bien que d'autres matières actives puissent être employées avec des

avantages égaux suivant les circonstances ou les conditions particulières
Par le procédé décrit, der naphthalènes chloratés possédant de faibles propriétés diélectriques cont transfor- més en des produits de condensation ou résines ayant de bonnes propriétés diélectriques ou antres caractéristiques électriques.

Parmi les avantages réalises par la présente invention, on peut citer:
1)- Une constante diélectrique élevée avec des variations relativement faibles pour une rangée importante de températures. La constante diélectrique observée dans les essais réalisés variait de 3.9 à 4.1 pour une rangée de tem- pératures allant de 20 à 100 centigrades. La constante dié- lectrique à 25 C du papier imprégné Kraft a été trouvée égale à 5.2 .

2)- Facteur de puissance faible des condensateurs imprégnés pour une grande rangée de températures. Suivant les essais réalisés., le facteur de puissance à luOO cycles a été trouvé variant de 0.25% à la température ambiante de la chambre à 0.5 à la température de 95 centigrades (voir fig. 2).

3)- Grande résistance d'isolation qui a été trouvée égale à 6. 000 mégohms par miorofarad pour un condensateur utilisant du papier Kraft imprégné du composé décrit dans cette invention.

4) - Tension de rupture élevée, trouvée égale à une valeur voisine de 3800 volts en courant continu pour un conden- sateur utilisant 3 couches de papier Araft de 0.007 mm d'é- paisseur, et imprégné du nouveau composé décrit.

5)- stabilité chimique.

6)- Aucune tendance à la crystallisation.

7)- Aucune inflammabilité.

Les courbes montrées figures 1 et 2 montrent

respectivement, d'une manière plus détaillée, les changements cn capacité et en puissance d'un dispositif à capacité im- prégné de la nouvelle matière diélectrique préparée conformé- ment à l'invention- Ces courbes se rapportent à un condensa- teur enroulé avec trois couches de papier ilraft d'une épaisseur égale à 0.007 mm.

On a montré ci-après, à titre d'exemple, un procédé pratique de réalisation de l'invention. Les réactifs utilisés sont:
1)- 2. 25 molécules de monochloronaphthalènes ou un mélange de naphthalènes chloratés.

2) - 1 molécule de chlorure de sulfure.

3) - Un mélange d'aluminium actif passant dans un tamis de 700 à 1300 mailles par dcm2 (enciron 6% ou moins du poids total des réactifs).

Dans la réalisation du procédé, les 2.25 molécules de monochloronaphthalène sec ou un mélange de naphthalène chlorate tel qu'un mélange composé de 60% de monochloronaphtha- lène, 30% de dichloronaphthalène, et de 10% de trichloronaphtha- lène, sont introduits dans un flacon ou autre réceptable con- venable. Cette matière est chauffée à 70 centigrades puis l'on ajoute 50 grammes d'oxyde d'aluminium actif. Aussitôt que celui-ci a été introduit, du chlorure de sulfure est légè- rement ajouté d'une manière convenable quelconque, tandis que la masse est vigoureusement mélangée. La vitesse d'addition du chlorure de sulfure doit être maintenue constante. La température est portée de 90 à 95 centigrades pendant que l'on ajoute le chlorure de sulfure et ensuite est maintenue constante à cette valeur.

L'opération doit durer environ six heures. La masse est alors mélangée pendant quelques heures jusqu'à ce que le chlorure d'hydrogène n'est plus éliminé.

Le vase à réaction doit être placé de manière à pouvoir être

refroidi avec de l'eau afin de ramener dans le vase à réac- tion le chlorure de sulfure ou le naphthalène chloraté qui peut être volatilisé. Le chlorure d'hydrogène et la petite quantité de sulfure d'hydrogène sot éliminées pendant la condensation.

Le produit résineux obtenu de cette manière est alors traité avec un dissolvant tel que de la benzine, et séparé du catalyseur par filtration. La solution est ensuite lavée avec de l'eau et neutralisée. Le dissolvant est distillé la vapeur et la résine ainsi obtenue est libérée de l'eau en chauffant dans un vase vide d'air. Le composé résineux final ainsi obtenu a une couleur,pâle orange et peut être amélioré et purifié par l'emploi de petites quantités d'alumina actif comme agent absorbant.

Bien que l'invention ait été décrite en envisageant un cas particulier, il est évident qu'elle est susceptible de recevoir des applications beaucoup plus étendus, des quantités variées de naphthalènes chloratés et de chlorures de sulfure pouvant être employées suivant les avantages recherchés sans sortir du domaine de l'invention.

Claims

RESUME.

'invention concerne des composés organiques dié- lectriques, ainsi que les méthodes propres à obtenir ces com- posés. Son but principal est de réaliser un nouveau procédé pour transformer des naphthalènes chloratés n'offrant que de faibles propriétés diélectriques et électriques en des compo- sés de caractéristiques élevées. EMI6.1

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