PT91860B - Processo para a preparacao de uma nova composicao isolante electrica a base de pelo menos um oleo isolante electrico e pelo menos um composto que comporta uma funcao aldeido - Google Patents
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Description
PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA NOVA COMPOSIÇÃO ISOLANTE ELECTRICA Á BASE DE PELO MENOS UM OLEO ISOLANTE .
ELÉCTRICO E PELO MENOS UM COMPOSTO QUE COMPORTA UMA PUNÇÃO ALDEIDO”
MEMÓRIA DESCRITIVA
A presente invenção diz respeito a uma nova composição, à sua aplicação como isolante eléctrico e à sua preparação. A invenção diz mais particularmente respeito aos óleos isolantes que se utilizam nos transformadores e nos condensadores eléctricos. Estes óleos estão descritos, por exemplo, na patente de invenção europeia n? 8251 e na patente de invenção norte-americana ns 4 523 044.
A Requerente descobriu de maneira inesperada que as propriedades dielêctricas destes óleos isolantes podem ser fortemente melhoradas quando se lhes junta certos produtos em pequenas proporções. A presente invenção é uma composição que compreende pelo menos um óleo isolante eléctrico (A) e pelo menos um produto (B) com pelo menos 6 átomos de carbono, comportando uma função aldeído e tendo no máximo dois grupos hidroxi.
óleo isolante eléctrico (A) designa todos os produtos que podem ser usados nos transformadores e nos condensadores eléctricos. São produtos líquidos à tempera2 tura de utilização, ou seja entre -40° e 100°C ou quando a temperatura ultrapassa um valor compreendido entre a temperatura ambiente e 100°C. Estes produtos tem uma resistividade pelo menos igual a ΙΟ^θ /1 cm e de preferência superior a 10^2 J], cm.
A presente invenção aplica-se particularmente aos seguintes produtos :
- óleos minerais,
-policlorobenzenos, por exemplo o triclorobenzeno,
- policlorotoluenos,
- ftalatos e alquilftalatos, por exemplo o 2-di-etil-hexilftalato,
- silicones, por exemplo o polidimetilsiloxano,
- arilalcanos e poliarilalcanos tais como, por exemplo, os oligómeros do benziltolueno descritos na patente de invenção norte-americana n2 4 523 044,
- arilalcanos e poliarilalcanos clorados, por exemplo o produto descrito na patente de invenção europeia n2 8251,
- alcanos ou alcenos substituídos por um ou mais grupos fenilo, sendo o próprio grupo fenilo substituído por grupos alquilo. Por exemplo, os alquilbenzenos, ramificados ou não, particularmente o grupo dodecilbenzeno,
- compostos à base de fenil-xililetano e em particular â base de l-fenil-l-xilil-etano,
- alquilnaftaleno, por exemplo o diisopropilnaftaleno,
- isopropilbifenilo.
produto (A) pode também ser uma mistura de pelo menos dois dos produtos citados antes. Todos estes produtos são purificados, por exemplo em absorventes ou em terras, e eventualmente desgaseifiçados para obter uma resistividade suficiente.
A presente invenção é particularmente útil para os produtos descritos na patente de invenção norte-americana n2 4 523 044 que são composições de oligómeros de poliarilalcanos constituídos pela mistura de dois oligómeros A e B.
oligómero A é uma mistura de isómeros de fórmula geral
n na qual n-^ e n2 representam, cada um, os números zero, 1 ou 2, sabendo que n^ + n£ <£ 3 e o oligómero B ê uma mistura de isómeros de fórmula geral
O)-CH
na qual n’-^, ni e n^ representam, cada um, os números 0, 1' ou 2 e n2» n'^, n* 3 θ representam, cada um, o número zero ou 1, sabendo que n' + n·^ + n' 2 + n2 + + n4 + £5 < 2
A presente invenção também se aplica nomeadamente aos dielêctricos líquidos, descritos na patente de invenção europeia ns 8251, de fórmula geral
na qual n e y representam 0 número 1 ou 2 que podem estar misturados com um ou mais produtos de fórmu la geral
*b na qual a varia entre 2 e 4 b varia de zero a 2 e
R representa um grupo hidrocarboneto alifático com 1 a 3 átomos de carbono, juntando-se a esta mistura um aceitante de ácido do tipo óleo epoxidado ou tetrafenil-estanho em uma quantidade compreendida entre 0,001 e 10% e de preferência entre 0,01 e 0,3%.
produto (B) pode escolher-se entre produtos com pelo menos, 6 átomos de carbono e comportando uma função aldeído. Pode também comportar outras funções mas não mais do que dois grupos hidroxi.
Utiliza-se, por exemplo :
Vantajosamente o produto (B) que contém aldeído amilcinâmico pelo menos um grupo fenilo, é, por exemplo :
aldeído hexilcinâmico aldeído benzóico
CHO
OH
OCH,
3-met oxi-4-hidroxi -benzal de í do
OH
4-metoxi-3-hidroxi-benzaldeído
OH °c2h5
3^-et oxi-4-hidroxi-benzaldeí do
Utilizam-se com vantagem estes últimos produtos e de preferência o 3-etoxi-4-hidroxi-benzaldeído.
A proporção de (B) pode estar compreendida entre largos limites. Vantajosamente a quantidade de (B) é tal que ela pode mesmo representar 1 a 5% em peso da mistura de (Α) e (Β). De preferência, a quantidade de (Β) , expressa na mesma base, está compreendida entre 50 e 1000 ppm.
produto (B) pode também ser uma mistura de pelo menos dois produtos com 6 átomos de carbono e comportando uma fusão aldeído, podendo um qualquer destes produtos conter ou não um grupo fenilo.
A composição preparada de acordo com a presente invenção pode conter antioxidantes, produtos epoxidicos e outros aditivos usuais nos líquidos dieléctricos.
A presente invenção diz também respeito a um processo para a preparação destas composições.
Pode proceder-se por simples mistura. B vantajoso, contudo, preparar uma solução-mãe de produtos (A) contendo 10 a 20% em peso de produto (B), purificando-a depois por absorção sobre uma terra absorvente, tal como uma terra descorante, uma bentonite, etc... Purifica-se até à obtenção de uma resistividade sufícientemente elevada. Depois, essa solução-mãe é utilizada para obter, depois de , misturada com (A) nas proporções desejadas, a composição da presente invenção.
A presente invenção diz também respeito à aplicação dessa composição nos transformadores e nos condensadores eléctricos.
A composição de acordo com a presente invenção ê utilizável como dissolvente para fabricar materiais de registo sensíveis à pressão tais como o papel para cópia sem carbono. Tais técnicas estão descritas, por exemplo, nas patentes de invenção francesa ne 2 257 432 (NCR), britânica ns 1 346 364 (FUJI) e francesa ns 2157587 (Monsanto).
EXEMPLO
Segue-se a evolução durante o tempo de permanência a 100°C do ângulo de perda de diferentes líquidos.
ângulo de perda (tan-delta) constitui uma das caracteristicas importantes de um líquido dieléctrico. Caracteriza a condução eléctrica do líquido e deve ser tão baixo quanto possível.
A conservação de líquidos à temperatura de 100°C, na presença de ar, traduz-se por uma elevação progressiva, mais ou menos rápida de tan-delta. Quanto mais lenta for a evolução, melhor é o resultado.
A elevação de tan-delta aquando deste teste é geralmente devida ao aparecimento de produtos ionicos de oxidação do líquido (ou das suas impurezas).
RESULTADO DAS EXPERIÊNCIAS
Estudaram-se :
- líquido de referência : um produto à base de dibenzilí ' tolueno descrito no exemplo 2 da patente de invenção norte-americana n2 4 523 044 e estabilizado por 1% em peso de éter diglicídico do bisfenol A. Este dieléctrico é designado a seguir por Al.
- duas composições de acordo com a invenção :
(i) Al + 200 ppm de BI (BI no texto que se segue designa o 3-etoxi-4-hidroxi-benzaldeído) (ii) Al + 200 ppm de BI + 1000 ppm de ditertiobutilparacresol (antioxidante) quadro a seguir indica os valores de tan-delta no primeiro tempo de permanência dos líquidos a 100°C.
| Tan-delta 100°C-50Hzxl0“4 | |||
| Tempos a 100°C em horas | 0 | 250 | 500 |
| Al | 1,7 | 8,7 | 29 |
| Al + 200 ppm BI | 1,4 | 8,1 | 26 |
| Al + 200 ppm BI + 1000 ppm | 3,0 | 7,5 | 21 |
| antioxidante |
A adição de 200 ppm de BI não deteriora o ângulo de perda do líquido mesmo depois de uma estadia prolongado a 100°C.
ENSAIOS NOS CONDENSADORES
Os ensaios consistem em fabricar e impregnar modelos de condensadores e submeter esses modelos a envelhecimentos acelerados (tensões e temperaturas elevadas).
A sanção principal do teste ê o número de condensadores que são deteriorados (roturas) no decorrer do ensaio.
Para estudar o efeito da presença de BI em Al, fabricam-se duas séries de 10 condensadores comportando duas películas de polipropileno liso de 12 pm de espessura (ou seja 24 pm no total) e uma camada de papel Kraft, de 12 pm de espessura, situada entre as duas películas. 0 papel tem uma densidade de 1,0.
As duas séries de 10 condensadores foram impregnadas com a ajuda, respectivamente, de Al e de Al + 200 ppm de Bl.
Após a impregnação e formação térmica durante 80 horas a 100°G mediu-se, sob uma tensão de 1000 Volts alternos, os valores de capacidade e de tan-delta dos condensadores à temperatura de 85°C.
Obtiveram-se os resultados seguintes :
| Valores da capacidade (Média) | Valores de Tan-delta (Média) | |
| Condensadores com Al | 0,25 uP | 7,6xlO4 |
| Condensadores com Al + 200 ççmBl | 0,25 uP | 8,7x104 |
Os condensadores foram em seguida submetidos a um envelhecimento a 85°C sob 2700 V (75,0 V/pm) durante 535 horas.
Após este primeiro envelhecimento, mediram-se a 85°C sob 1000 V os valores da capacidade e de tan-delta. Obtiveram-se os resultados seguintes:
| Valores da capacidade (média) | Valores de Tan-delta (média) | |
| Condensadores com Al | 0,25 uF | 6,lxlO-4 |
| Condensadores com Al + 200 ppm Bl | 0,25 uF | 5,9x104 |
Nenhum condensador foi deteriorado aquando do ensaio sob 2700 V. 0 ensaio prosseguiu elevando-se a tensão para 3000 Volts (83,3 V/p.m) a fim de aumentar ainda a severidade do teste. Os resultados deste ensaio de envelhecimento sob 3000 V são os seguintes:
| Tempo sob ten são de 3000 V em horas | Número de condensadores ainda em vida | |
| Al | Al + 200 ppm Bl | |
| 0 | 10 | 10 |
| 160 | 9 | 10 |
| 521 | 8 | 10 |
| 679 | 8 | 9 |
| 923 | 7 | 9 |
| 1163 | 7 | 9 |
- 12 Os resultados obtidos são favoráveis ao grupo que comporta o 3-etoxi-4-hidroxi-benzaldeído (Bl).
EVOLUÇÃO DA TAN-DELTA
Apôs 925 horas de envelhecimento a 85°C sob 3000 V, a tan-delta de todos os restantes condensadores foi medida em função da tensão á temperatura de 85°C.
Obtiveram-se os resultados seguintes:
| S | Tensão de medida em Volts | Tan 5 a 85°C dos condensadores xlO-^ | |
| Impregnante : Al (média de 7 condensadores) | Impregnante : Al + 200 ppm Bl (média dê 9 condensadores) | ||
| 500 | 9,0 | 6,6 | |
| 1000 | 9,4 | 6,8 | |
| 2000 | 10,3 | 7,2 | |
| 0 | 3000 | 12,5 | 8,4 |
A tan-delta do grupo de condensadores com Al comportando o aldeído Bl é significativamente mais baixa do que a do grupo de referência com Al sem esse aditivo (Nota: o resultado ê tanto mais favorável quanto menor for tan-delta).
Claims (3)
1. - Processo para a preparaçao de uma composição isolante electrica, caracterizado pelo facto de se misturar pelo menos um óleo isolante eléctrico A) e pelo menos um produto B) com pelo menos 6 átomos de carbono, comportando uma função aldeído e tendo no máximo dois grupos hidroxi, podendo a proporção de B) estar compreendida entre limites afastados, com vantagem entre 1 e 5 % em peso da mistura de A) e B).
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o componente B) conter um grupo fenilo.
3. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de se escolher o componente B) entre3-metoxi-4-hidroxi-benzaldeído, 4-metoxi-3-hidroxi-benzaldeído ou 3-etoxi-14-4-hidroxi-benzaldeído, ou uma mistura de dois quaisquer dos compostos anteriores,
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