NO833052L - Fremgangsmaate til beskyttelse av kopper og organiske polymerer mot perkloretylen-angrep - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til beskyttelse av kobber og organiske polymerer mot perkloretylen.

Da det ble påvist at polyklorerte bifenyler, som anvendes

som dielektriske fluider i elektrisk utstyr, var en miljøfare,

ble det utført forskning etter andre fluider som kunne anvendes istedenfor. En erstatningsvæske som nå anvendes er perkloretylen, C2CI4. I tillegg til at den er miljømessig akseptabel har perkloretylen en høy dielektrisk fasthet og er tungtantennelig.

Den tilfredsstiller statlige og industristandarder for anvendel-

se som et dielektrisk fluidum i transformatorer.

Ved fremstilling av perkloretylen tilsettes det forskjellige stabilisatorer til den, såsom N-metylpyrrol og p-tertiær amylfenol (US-patentskrift 4.293.433). Disse stabilisatorer er antioksydanter som tilsettes for å hindre dekomponering av fluidet.

Selv om handelsvanlig perkloretylen har gode fysikalske og elektriske egenskaper, har det vist seg at den er sterkt korro-derende på kobber til tross for stabilisatorene som allerede befinner seg i den. Tilsetning av noen andre vanlig anvendte stabilisatorer til handelsvanlig perkloretylen, såsom triazoler,

har vist seg å senke korrosjonshastigheten på kobber ubetydelig. Ytterligere andre vanlige stabilisatorer, såsom hydrokinon, økte faktisk korrosjonshastigheten.

Dessuten er ledere i transformatorer ofte isolert med polymerer, såsom parylen. Disse polymerer foreligger typisk som tynne overtrekk på ledere, enten som strimler eller som bånd, som deretter vikles til spoler. Kommersielt inhibert perkloretylen har vist seg å dekomponere disse polymerer, noe som kan føre til elektrisk gjennomslag og transformatorsvikt.Tilsetning av vanlige stabilisatorer, såsom melamin, til den kommersielle væske, hindret ikke dekomponeringen av overtrekkene.

Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kjenne-tegnes ved at det til perkloretylenen tilsettes 20-1000 ppm av en forbindelse som har den generelle formel

hvor R er

Det har vist seg at dicyandiamid og noen få beslektede forbindelser nedsetter vesentlig angrepet fra perkloretylen på kobber og polymerer, såsom parylen. Mens kobber blir svart ved korrosjon i nærvær av kommersielt inhibert perkloretylen, blir det værende en blank kobberfarge ved tilsetning av dicyandiamid. Også dekomponeringen av polymerer, såsom parylen, ned-settes vesentlig, noe som viser seg som en mye mindre minskning av dielektrisk fasthet.

I tillegg stabiliserer dicyandiamidstabilisatorene perkloretylen selv. Mens den kommersielle væske oksyderer og danner suspenderte karbonpartikler, hvorav noen bunnfeller i transfor-matorbeholderen, foregår dette ikke når dicyandiamid tilsettes til væsken. Idet disse partikler er elektrisk ledende, er de meget uønsket i et dielektrisk fluidum.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i den etterfølgende beskrivelse av en hensiktsmessig utførelsesform under henvisning til den medfølgende tegning som viser et sideriss, delvis i snitt, av en transformator som inneholder en stabilisert dielektrisk væske.

En transformator 1 omfatter en forseglet beholder 2, en jernkjerne 3, som består av alternerende lag av en leder og en isolator, en primærspole 4, en sekundærspole 5 samt en dielektrisk væske 6 som omgir og dekker kjernen og spolene.

Stabilisatorene har den generelle formel

hvor Disse forbindelser omfatter

Av disse forbindelser foretrekkes dicyandiamid. Det anven-

des 20 - 1000 milliondeler (ppm) stabilisator, regnet av den dielektriske væskes totalvekt. Mindre enn 20 ppm er ineffektivt,

og mer enn 1000 ppm er unødvendig. Den foretrukne mengde stabilisator er fra 40 til 500 ppm. Ved romtemperatur er 40 ppm løse-lighetsgrensen for dicyandiamid, men det foretrekkes å anvende overskudd av dicyandiamid for å erstatte dicyandiamid som brukes opp og for å danne en kilde for dicyandiamid ved høyere tempera-turer hvor løseligheten er høyere.

Stabilisatoren kan anvendes i kombinasjon med perkloretylen alene eller med en blanding av perkloretylen og en annen dielektrisk væske. F.eks. anvendes perkloretylen ofte sammen med fra 5 til 30% mineralolje. Væsken kan anvendes i alle typer elektriske apparater, såsom transformatorer, kondensatorer, kabler og krets-avbrytere. Mye av dette apparat vil inneholde metallisk kobber eller organiske polymerer som blir korrodert av perkloretylen, såsom parylen. Parylen er poly(para-xylen), og forekommer i to former, parylen C

og parylen N

Parylen C foretrekkes på grunnav at dens egenskaper er bedre.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av de etterfølgende eksempler.

Eksempel 1

1 g kobberfletning som var ca. 3,2 cm langt, ca. 0,6 cm bredt og ca. 0,16 cm tykt, fremstilt av finvevede tråder ble anbrakt i forseglete beholdere med forskjellige stabilisatorer og 2400 g perkloretylen levert av Diamond Shamrock Company, som ved analyse viste seg å inneholde 55+5 ppm N-metylpyrrol. Be-holderen ble oppvarmet til 125°C i forskjellige tidsrom, og vektforandringen hos kobberfletningen ble målt. Resultatene er angitt i tabellen nedenfor.

Tabellen ovenfor viser at benzotriazol var ineffektiv for nedsettelse av korrosjonen etter 44 dager, og etter 90 dager økte den faktisk korrosjonsmengden. Både tolyltriazol og hydrokinon økte også korrosjonshastigheten. Men dicyandiamid nedsatte korrosjonen av kobber stort, sett fullstendig.

Eksempel 2

Aluminiumstrimler som var ca. 5,1 cm brede og ca. 127 urn tykke og overtrukket med ca. 20 um paralyn C som hadde en dielektrisk fasthet på ca. 140 V/|im, ble anbrakt i forseglete beholdere som inneholdt den i eksempel 1 beskrevne perkloretylen og dessuten forskjellige stabilisatorer. Beholderne ble forseglet og aldret ved 125°C i varierende tidsrom, hvoretter parylen-formens dielektriske fasthet ble bestemt igjen, om mulig. Resultatene er angitt i tabellen nedenfor.

Resultatene ovenfor viser at nærværet av dicyandiamid i perkloretylenvæsken nedsatte dennes angrep på parylenfilmen sterkt.

Eksempel 3

Forskjellige stabilisatorer ble tilsatt til perkloretylenen som er angitt i eksempel 1, og deretter lagret i 7 dager ved 125°C i forseglete, evakuerte beholdere av rustfritt stål. Resultatene er angitt i tabellen nedenfor.

Eksempel 4

2 glassrør ble halvfylte med 50 cm 3 av en blanding av 75% av den i eksempel 1 beskrevne perkloretylen og 25% mineralolje, og til det ene av rørene ble det tilsatt 0,05% dicyandiamid. Rørene ble evakuert, forseglet og aldret i 80 dager ved 125°C.' Etter aldring var tapsfaktoren i det ene 19,5%, mens tapsfaktoren for røret som inneholdt dicyandiamid var bare 0,75%.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til beskyttelse av kobber og organiske polymerer mot perkloretylen, karakterisert ved at det til perkloretylenen tilsettes 20 - 1000 ppm av en forbindelse som har den generelle formel

hvor R er

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den organiske polymer er parylen.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at perkloretylenen blandes med fra 5 til 30% mineralolje.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at det tilsettes en mengde av forbindelsen på fra 40 til 500 ppm.

5. Elektrisk apparat som inneholder perkloretylen som dielektrisk fluidum i kontakt med kobber og organiske polymerer, karakterisert ved at det er beskyttet mot fluidet ved fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav.