LU84175A1 - Composition liquide ininflammable a usage dielectrique,ses composants et procede pour obtenir lesdits composants - Google Patents

Composition liquide ininflammable a usage dielectrique,ses composants et procede pour obtenir lesdits composants Download PDF

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LU84175A1
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Achille Pontoglio
Sergio Nebel
Liborio Casale
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Ugine Kuhlmann
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/20Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C17/10Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms
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Description

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· · ‘ - ·· » ' ~.s‘ τ> · , · * *· % „ g « * * * · " , ·"· . \ * * « ' -* ... * , ' 1 ’ .. * .
TS .
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DESCRIPTION
• ·
Les Askarels, utilises ucn^ant des décennies comme huile ininflammables diélectriques, le plus souvent comme liquides . lants pour transformateurs, sont constitués par un mélange d
Ipolychlorodiphényles trichlorobcnzènes. En eux, la présence trichlorobcnzcne sert à diminuer la viscosité rlu fluide afir Λ*augmenter l'échange thermique entre le noyau de la machine les parois externes ou les radiateurs refroidissement.
* m * / m m Φ ' - 2 ~ % * · r * ' .
Lors l'étude pour la mise au point ^’un liquide chloruré organique ininflammable, remplaçant 'les polychlorodiphêny-les, on a proposé un fluide constitué par »les tétrachloro^iaryl-méthanes do formule générale; \ . « s
Cl Cl _ CI! ‘ ' , ci ci ' »Hlués justement avec ^es trichlorobenzènes afin d*0bteni£ la viscosité optimale pour l'emploi désiré. Cette proposition est l'objet rte la demande de brevet français N° 7Ö04259.
A*cause de leur lente bio»1égra*,ation'',ans le milieu, les • trichlorobenzènes ont suscité quelques perplexités ^'orrtre éco logique au sujet Λο leur emploi·
Un rtes buts rte l'invention est r1e fournir »'ce mélanges li-quirtes non inflammables à usage diélectrique à base »,e-tétra-chlorortiarylracthanes ^ilucs avec un composant autre que les trichlorobenzènes, par rapport auxquels ce composant doit,-en particulier, posséder rtes propriétés diélectriques et de non ïn-inflammibilité essentiellement semblables, mais une capacité bien supérieure do subir une dégradation biologique quand il est diSpersé dans le milieu.
Un autre but de l'invention est que ces mélanges liquides .ne cristallisent pas m£me lors de longs séjours à basse température, au moins jusqu'à — 25e C« /h' . . ·; .—/··· i ’ w . · i' * *' <v3;*.r * , % * * · ·
Scion la présente invention, on a trouvé de façon surprenante que les buts susdits peuvent être atteints *e façon avàn tageuse avec une composition" liquide ininflammable à lisage »*i-♦ , ·
. - . . . I
électrique, en particulier à base dc tctrachloro^iarylméthanes caractérisée par le fait qu’elle comprend »Tu trichlorotoluène quand il est obtenu par chloruration fl,o-chlorotoluène technique, de la qualité normalement »disponible sur le marché à des * · .
prix avantageux, contenant au moins 60?» »*c l’isomère ortho et, de préférence, entre 90 et 100?S.
♦ L’invention a également pour objet le trichlorotoluène, er tant que mélange d© ses différents isomères, capable de former . · la dite composition, et le procédé pour l’obtenir* » ^elon une forme ultérieure de réalisation.de l'invention, i ladite composition comprend aussi du dichlorotoluène.
i .
' En outre, une composition de l'invention peut contenir des stabilisants de type connu dans la technique de la brandie, te , le tétraphényle étain ou des composés époxydiques.
j En employant des dérivés chlorurés du toluène à la place » * · ceux du benzène, on facilite notablement la possibilité de dé* j „ gradation biologique en cas de dispersion du compose dans le i lieu, grâce à la présence d’un groupe méthylique lié à l’anne; aromatique. En effet, le méthyle est un point de la molécule qui se prête facilement à une attaque de dégradation du fait « : agents naturels.
L.
|| u ... ' - ·, - · ...
! * - 4 - * « . · · *ir , . · • * à * *
Selon l’invention, il est toutefois déterminant que ces dérivés chlorurés du toluène soient.-obtcinijs en partant ^’o-chlo-rotolucno technique, car ce n'est qu'à partir Λe ce.substrat que, selon l'invention, on a trouvé qu'il est possible «^'obtenir fies mélanges d'isomères chlorurés Au toluène adéquats pour les buts que l’on s’est initialement proposés.
L'objet «le-1'invention est également le procédé pour prépa-' rer les liquides diélectriques susdits.
Afin de mieux comprendre les caractéristiques et les avanta ê «· ges de l'invention, tels qu'ils ont été définis en substance ci « dessus, nous donnons ci-après.quelques exemples d'application \* .
*- pratique de l'invention qu’il ne faut considérer en aucune façon comme étant limitatifs-EXEMPLE 1 * - · % +
On chlorure avec du chlore gazeux à 50 ' - 2° C, l’ortho- chlorotoluène technique, en utilisant comme catalyseur FeCl_
O
• anhydre. On lave la masse de réaction avec dee alcalis acqueux, on sépare par rectification et l'on obtient des trichlorotoluè-'· - · . .nés de composition approximatives isomère 2, 3, 4 7,5 % environ ” 2, 3, 6 G5,5 % environ • " 2, 4, 5 (+ éventuel 2, 3, 5) 23,5 ?â environ M 2, 4, 6 3,5 “S environ
Ce mélange est partiellement εοϋΛο à la température arobiai te (20e C). *’ / ·*·/··· - 5 ~ * *· .* . · • · · · » · Mélangé avec 2 parties de tétrachlorodiarylmcthanes, il se forme un liquide qui reste limpide sans cristalliser môme à la suite ^'une permanence prolongée à - 25° C. Au cas où l'on modifie le rapport avec les tétrachloro'Harylmcthanes, par exem- . pie en les réduisant à 60% sur le.liquide final, après quelques v .
' "» jours à - 25e C, il cristallise partiellement· EXEMPLE 2
De la même façon, en chlorurant à 50° i 2e C l'orthochloro-toiuène par catalyse FeC.l + S Cl0, jusqu'à ce que l'on obtienn U érf 4« * ' une composition finale:
Trichlorotoluenc - . 67% environ *
Dichlorotoluènes 13% environ * on obtient un mélange à*la température ambiante (20e C) qui, ur à 2 parties* «le tétrachloro^iarylméthanes, cristallise à - 25e C seulement après quelques jours permanence à cette températui • EXEMPLE 3 • On opère comme pour l'exemple 2 jusqu'à ce que l'on obtieni un mélange composition: . '
Trichlorotoluènes 73% environ
Dichlorotoluènes 21% environ les résultats que l'on peut obtenir en ajoutant à ce mélange <3i tétrachloro^iarylmcthanes sont pratiquement identiques à ceux que nous avons vus dans l’exemple 2.
·=. .·.·* 'γ·EXEMPLE 4 -, ’ .
Toujours par chloruration de 1 *orthochlorotoluène, à 50° ·· ···/··· - * ' ’ * . 4 - 6 - • , * · ί 2e C, catalysé par FeCLj anhydre, on obtient un mélange Trichlorotoluènes 77^5 environ
Pichlorotoluènes 23?ί'environ et plus précisément:
Isomère 2, 4 et 2, 5 l>ichlore · 18,55¾ environ • k ^ . }* 2, 6 11 4/i environ « t2, 3 u 0,550 environ « 2, 3, 4 ïrichlore 7,556 environ Λ " 2, 3, 6 " 51,550 environ « 2, 4, 5 (+ évent. 2, 3, 5 ” 14,55«. environ
Isomère 2, 4, 6 , " * 3,550 environ » ·
Ledit mélange, uni (4 parties) à des tétrachlorc’iarylméthanes (6 parties)', demeure limpide lors 1,1 une permanence prolongée à - 25e C.
Incidemment, on peut .observer qu'au'cours r1e la chloruratioi * · il peut également se former 1*isomère 2, 3, 5 trichlorotoluène.
Dans les exemples, cet isomère n'a pas été identifié spécifiquement, à cause de la difficulté de la séparation du pic chromatographique spécifique, malgré l*utilisation de colonnes capillaires. Toutefois, des considérations cinétiques font considérer que cet isomère, s'il se forme, est présent en quantité très limitées.
. · · EXEMPLE 5
Le mélange décrit dans l'exemple 4-a été mélangé à des tétr j ..«/...
.· . . .-7- « * , * # chlorodiarylroéthanes scion les proportions suivantes: Tétrachloro'Uarylmétlianes 60% · ·'
Trichloro-et dichlorotoluènes ‘ .
·. (exemple 4) ’ ' 40% .
Cette composition liquide, puritiéc selon les techniques i.
' habituelles fles liquides diélectriques, et stabilisée avec tétraphénylétain, a présenté les propriétés suivantes: densité à 20° C ‘ 1,39
Densité à 100e C 1,31
Variation de volume (entre 20e et 100e C) 6,2?o * ’ Viscosité à 20° G - 20 cSt * ♦ - a « 9
·.- Point d*écoulement - 38e C
Flash point *’ · 138* C
• · s Fire point ; ne brûle pas jusqu'à l'ébullitit λ · ' i - ·-.·.
Chlore libre absent « 11 hy’rolysable* <Ί ppm ; Constante diélectrique (90e C) .4,15 j tg <$ X 100 (90* C 50 Hz) <3
: Rigidité >60 KV
Ces valeurs sont comparables et peu différentes de cellei d*un Askarel connu pour transformateurs.
A titre de comparaison, nous donnons ci-^essous quelques exemples concernant la préparation dc écrives chlorurés du t< luène à partir d*un substrat différent 1*o-chlorotoluène, en particulier du toluène.
^ . . . /...
ï - 8 - * # * EXEMPLE 6
En ch'lorurant le toluène à 50° Î .2°- C avec ‘’ù chlore gaç en présence FeCl^ anhydre en quantités catalytiques, jusqu’au . trichlorotoluène, en lavant la masse avec ^es alcalis aqueux, .. en séparant par rectification le produit voulu, on obtient un mélange isomérique 6e la composition approximative suivante: isomère 2, 3, '4 .14% environ .** 2, 3, 6 46% environ 11 2, 4, 5 (+ éventuel 2, 3, 4) 35,5% envirc « • ** 2, 4, 6 4,5% envirc • · % · ' . . .· * • · ~ - l -!:T~
Ce mélange à la température ambiante (20° C) cristallise partiellement.
En mélangeant 40 parties ^u^it nielange avec 60 parties ^e tétrachloro'Uarylméthancs, on obtient une solution limpide qui, . toutefois, à — 25e C, après quelques jours, solidifie complètement· • · - .
EXEMPLE 7 $e façon analogue à l'exemple 5, en chlorurant le toluène à 50e — 2e C avec catalyse par FeCl + S„C1 , après les opéra- Ü <4 6 , tions habituelles âe .séparation, on obtient •’es trichlorotoluè-nes Λβ composition approximative: , isomère 2, 3, 4 15% enviroi " 2, 3, 6 26% enviro: *' 2, 4, 5 (+ éventuel 2, 3, 4) 56,5% envi n 2, 4, 6 . 2,5% envi / mm·/·.·

Claims (11)

1· Composition liquiAe ininflammable à usage diélectrique, contenant en particulier Aes tétrachloro^iarylraéthanes, caractérisée par le fait qu'elle comprend Au trichlorotoluène qunn'1 il n - * * est obtenu par chloruration r1»o-chlorotoluènc technique.
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un mélange d'un ou plusieurs isomères 2, 3, 4; 2, 3, 6} 2, 4, 5; 2, 4, 6 du trichlorotoluène.
3. Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit isomère 2, 3, 6 est compris dans ledit mélange en un pourcentage égal ou supérieur à 40%. /λ -/- .... · * . · - 10 - Sk * f m f / ’ '
4. Composition selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit isomère 2, 4, 5 est compris dans ledit mélange en pourcentages égaux ou inférieurs à 25 Jo.
• * * * 5# Composition selon la revendication 1, caractérisée par le . fait qu’elle comprend du dichlorotoluèno.
"· . , * · 6· Composition selon la revendication 1, caractérisée par .le s fait qu’elle comprend un stabilisant tel que le tétrapnényle étain, ou un dérivé époxydique.
7. Composant capable do former une composition selon une ou pl sieurs des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu’il est constitué par du trichlorotoluène quand ü est obten • · par chloruration ’o-cHlorotolüène technique.
’ 8· Procédé pour obtenir un composant selon la revendication 7, j caractérisé'par le fait que l’on soumet à chloruration de i*o- I . * chlorotoluène.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite chloruration est réalisée avec du chlore gazeux.en j ... présence d*un catalyseur. " Λ
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait « que ledit catalyseur est PeCl^.
11· Composition, ses composants et procédé pour les préparer essentiellement comme décrits ci-dCssuB, en particulier dans les exemples donnés. i - ..... ' "
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BE893387A (fr) 1982-12-02
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