一种流体组合物包含甘油三酯，所述甘油三酯具有至少一个α‑支化脂肪酸残基，其中每个α‑支化脂肪酸残基包含至少一个饱和或单不饱和的烷基链，所述烷基链碳原子总数在12到20的范围内，并且其中所述甘油三酯具有以下中的至少一种：(a)至少185℃的闪点，(b)至少230℃的燃点，(c)‑25℃或更低的倾点，或(d)其组合。所述流体组合物可以在变压器和其它电气装置应用中用作例如介电流体和/或用作热传递流体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可用于介电和/或热传递应用的支化甘油三酯类流体本专利技术涉及用于介电和/或热传递应用的流体组合物的领域。更具体地说，本专利技术涉及提供用于在应用(如在变压器中)中使用的期望闪点、燃点和/或倾点的新颖支化甘油三酯。变压器的主要功能为根据需要提高或降低变电所中的交变电压，以便在经由传输和配电线路的长距离上以低损耗传输电力。在此过程期间，变压器可变得极其热，并且此热必须耗散，通常借助于液态冷却液，更经常被称作热传递流体。变压器的热管理对于变压器操作的安全是非常重要的。虽然常规变压器在相对高温度下有效操作，但是过热通常对变压器寿命非常不利。这是因为变压器含有电绝缘材料，其用以防止通电的导体或其它部件接触其它导体、部件或内部线路或在其上电弧放电。热降低绝缘，致使它失去执行其预期绝缘功能的能力。绝缘材料经历的温度越高，绝缘材料的寿命越短。当绝缘材料失效时，可出现内部故障或短路。为了防止过度的温升以及因此过早变压器失效，变压器通常填充有液态冷却液以耗散在正常变压器操作期间产生的相对大量的热。冷却液还充当介电流体以电绝缘变压器部件。介电流体必须能够冷却并且绝缘持续变压器的使用寿命，这在一些应用中可为20年或更多年。因为介电流体通过对流冷却变压器，所以在各种温度下介电流体的粘度是决定其效率的关键因素中的一个。近年来，矿物油已经广泛用于变压器应用，因为它们为良好的电绝缘体并且还呈现高热导率。然而，它们还显著可燃，这代表在某些室内、工厂和地下操作中的安全问题。本领域的技术人员已开发矿物油的替代物，取得了不同性能的成功。举例来说，WO2013101376A1描述了使用金属-配位体络合物作为预催化剂制备的介电组合物。所得流体呈现超支化的聚(共-乙烯-α-烯烃)或聚-α-烯烃类结构并且分子量小于10000道尔顿(Da)。EP2402956B1公开了为具有支链脂肪酸组分的甘油三酯的介电流体，其中至少一个脂肪酸链含有环戊二烯或经取代的环戊二烯。WO2012001041A1公开了具有支链脂肪酸的甘油三酯，其中至少一个脂肪酸链含有杂原子。美国专利6645404公开了高油酸、非支化组合物，其中75百分比(％)为C18，其中10％为二不饱和的，3％为三不饱和的，并且8％为饱和的。组合物据称呈现-40摄氏度(℃)的倾点。因此高度期望提供能够在典型变压器操作温度下达到特性的期望平衡的介电流体。这意味着此类介电流体具有相对高的闪点，优选地至少185℃；相对高的燃点，优选地至少230℃；-25℃或更低的倾点；或这些特性中的一些或全部的组合。此外，期望的是流体呈现期望的热氧化稳定性，使得所述流体在相当大的时段上保持其效力，尽管其作用是持续地或频繁地耗散大量热。另外，期望的是介电流体相对经济并且方便地制备。在一个方面，本专利技术提供包含甘油三酯的流体组合物，所述甘油三酯具有至少一个α-支化脂肪酸残基，其中每个α-支化脂肪酸残基包含碳原子总数在12到20范围内并且为饱和或单不饱和的至少一个烷基链，并且其中所述甘油三酯具有以下中的至少一种：(a)至少185℃的闪点，(b)至少230℃的燃点，(c)-25℃或更低的倾点，或(d)其组合。此类组合物可用作例如变压器应用中的介电流体和/或热传递流体。在第二方面，本专利技术提供包含本专利技术流体组合物作为介电流体的电气装置。本专利技术流体组合物包括甘油三酯的具体子组的至少一个成员，选自具有相关分子结构的某些化合物。这些化合物为甘油三酯(或者被称为三酰甘油)，其包含丙三醇残基和至少一个、至少两个或最多三个α-支化脂肪酸残基的残基，其中每个α-支化脂肪酸残基的总碳数在12到20或14到18的范围内。这意味着甘油三酯可为衍生自十二烷酸(月桂酸)；十三烷酸(十三酸)；十四烷酸(肉豆蔻酸)；十五烷酸(十五酸)；十六烷酸(棕榈酸)；十七烷酸(十七酸)；十八烷酸(硬脂酸)；十九烷酸(十九酸)；和/或二十烷酸(花生酸)的相对大体积的分子。如在本领域中众所周知的，“脂肪酸”为具有键结到羧酸的羰基碳的烷基链的羧酸。如本文所用，术语“α-支化脂肪酸”意指其中最接近羰基碳的烷基链碳(即，烷基链碳被称为“α碳”)充当在烷基链中的支化点的脂肪酸。换句话说，α-支化脂肪酸的α碳为叔碳或季碳中的任一者。在各种实施例中，α-支化脂肪酸的α碳为叔碳。虽然不希望受任何理论束缚，但是推测在分子中并入所描述的支化随着温度降低将趋于破坏晶格的形成，由此有效地降低并入此类α-支化脂肪酸的甘油三酯的倾点。在一些实施例中，α-支化脂肪酸残基的羧基可位于烷基链上的相对中心位置。这意味着在某些具体实施例中羧基可位于烷基链上的C6到C10的点处，例如在脂肪酸残基衍生自十二烷酸的情况下，大约C5-C6；在脂肪酸残基衍生自十三烷酸或十四烷酸的情况下，C6-C7；在脂肪酸残基衍生自十五烷酸或十六烷酸的情况下，C7-C8；在脂肪酸残基衍生自十七烷酸或十八烷酸的情况下，C8-C9；以及在脂肪酸残基衍生自十九烷或二十烷酸的情况下，C9-C10。所选择的甘油三酯的另一特征为它们可在烷基链上含有一个或多个侧链甲基部分。在某些实施例中，甘油三酯每个支链可含有零个、一个或两个甲基取代基。如同(一个或多个)羧基的位置，推测确保在烷基链上相对低数量和大小的侧链部分帮助确保期望低的倾点。因此将清楚，本专利技术流体组合物包含可含有C12-C20脂肪酸中的每个的此类甲基-支化异构体的残基的甘油三酯。一般来说，接受的理解是较高水平的不饱和度趋于降低倾点。然而，如在下文中表3中所示，单独不饱和度的程度(无论单不饱和或多不饱和)本身不预测倾点。本专利技术人此处已发现对于甘油三酯在其专利技术组合物中可获得非常低的倾点，所述甘油三酯包含完全饱和或仅单不饱和中的任一者的脂肪酸。此外，本专利技术材料尤其相较于一些多不饱和材料还呈现抗氧化性的改进。本文展现的作为合适的本专利技术流体组合物的合适的甘油三酯分子的实例可包括(但不限于)可由丙三醇和饱和或单不饱和C12-C20羧酸(如异十六烷酸；异十八烷酸(例如“FINEOXOCOLTM异硬脂酸N”；FINEOXOCOLTM为日产化学美国公司(NissanChemicalAmericaCorporation)的商标)；异十四烷酸；以及其组合)制备的甘油三酯。三种非限制性脂肪酸的甘油三酯结构在实例2中提供。应指出，如本文所定义的新颖分子选择中的任一个的组合可用于形成有用的流体组合物，并且此外新颖分子选择中的任一个可与其它已知并且仍待鉴定的流体结合以形成有用的并且尤其商业有效的流体组合物，其包括介电和/或热传递流体组合物。在另一实施例中，本专利技术的流体组合物可与任何其它油掺合，其包括(但不限于)其它甘油三酯和/或矿物油。本专利技术的流体组合物呈现多种高度有用的特性，这使得它们尤其期望用于如在变压器流体中或作为变压器流体的应用。如已经指出，此类流体可呈现期望的介电性水平，即，它们可趋于为相对差的电导体，但是为静电场的有效的支持物。电的“差导电性”在本文被定义为小于百万分之一(10-6)的西门子的导电性。静电场的“支持物”意指一旦在例如变压器中施加电流，则流体组合物充分极化，以便减少或防止电晕放电并且将电容增加到期望的程度。如本文所使用的术语，“介电流体”和“介电”因此是指流体，最通常液体，其在使用条件下不传导，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流体组合物，其包含甘油三酯，所述甘油三酯具有至少一个α‑支化脂肪酸残基，其中每个α‑支化脂肪酸残基包含至少一个烷基链所述至少一个烷基链碳原子总数在12到20的范围内，并且为饱和或单不饱和的，并且其中所述甘油三酯具有以下中的至少一种：(a)至少185℃的闪点，(b)至少230℃的燃点，(c)‑25℃或更低的倾点，或(d)其组合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流体组合物，其包含甘油三酯，所述甘油三酯具有至少一个α-支化脂肪酸残基，其中每个α-支化脂肪酸残基包含至少一个烷基链所述至少一个烷基链碳原子总数在12到20的范围内，并且为饱和或单不饱和的，并且其中所述甘油三酯具有以下中的至少一种：(a)至少185℃的闪点，(b)至少230℃的燃点，(c)-25℃或更低的倾点，或(d)其组合。2.根据权利要求1所述的流体组合物，其中所述α-支化脂肪酸残基的羧基位于所述烷基链上的C6与C10之间。3.根据权利要求1或2所述的流体组合物，其中所述烷基链含有至少一个侧链甲基部分。4.根据权利要求1到3中任一项所述的流体组合物，其中所述烷基链含有一个或两个侧链甲基部分。...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·古普特，B·I·乔杜里，D·唐宁，N·T·麦克杜格尔，S·奈尔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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