食用级介电流体制造技术

本发明专利技术公开了一种食用级、可生物降解的介电组合物和方法，其中单独包含不饱和烃，或包含不饱和烃与食用级天然或合成烃的共混物，其被加工成除去极性污染物，并且还包含抗氧化剂。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于食用级、可生物降解的介电流体的新组合物，以及该流体的制备方法。另外，现有技术的介电流体通常不是“食用级”资格的，“食用级”分类是要经USDA H1批准并符合FDA规则21 CFR 178.3620(b)之要求，并且没有PCB(聚氯化联苯)，不存在苯或多核芳族化合物。因此，期望开发和取得一种非毒性可生物降解/环境安全的介电流体，其可以起直接代替上述流体的作用。这种新的流体必须满足目前流体的强制性性能规范(如粘度、颜色、含水量、介电强度和功率系数)，并且必须能够在约-50至约100℃范围的温度内运转。现有技术中介电流体的一些上述不足可以归因于人们认为流体中较宽范围分子量的类型是所需的。这种常规的认识以US专利4，284，522(’522专利)为例，该专利公开了一种组合物和方法，用于形成介电流体组合物，其中将不同分子量的天然及合成烃类选择性共混，以便达到平缓的分子量分布。根据’522专利，较宽的分子量分布改进了介电流体的物理和化学性能。然而，尽管较宽范围分子量的化合物可能改进了流体的某些特性，但对流体的各种其它物理和化学参数有不利影响，例如它损害了流体组合物的流动特性。在另一篇介电流体的公开文献US专利4，082，866中，讲述了应当避免具有末端烯键的化合物。在US专利4，033，854中讲述了高精制油不会显出介电流体所需要的性能，除非加入一种芳族烃。同样，US专利4，072，620讲述了必需要芳族化合物来保持满意程度的氢气吸收性，其是电晕电阻的指标。芳族化合物的存在或添加将不允许这些材料具备食用级的资格。本专利技术的另一个目的是提供一种新的食用级、可生物降解的介电流体，该介电流体在使用温度下显出低粘度。本专利技术的再一个目的是提供一种新的食用级、可生物降解的介电流体，该介电流体显出改进的热交换性和杰出的电性能。本专利技术的还一个目的是一种新的食用级、可生物降解的介电流体，该介电流体包括提高的烃气吸收性。本专利技术的又一个目的是提供一种新的食用级、可生物降解的介电流体，该介电流体可用于为使用常规介电流体流体而设计的设备。本专利技术的再一个目的是提供一种新的食用级、可生物降解的介电流体，该介电流体的生产是经济可行的。在一个优选的实施方案中，本专利技术的目的和优点是通过提供包括使用含至少约50％烯式特征的不饱和(即未氢化的)聚α烯烃或普通α烯烃及其异构体、特别是较高重量级份的组合物和方法来实现的。这些化合物先前一般被用作反应性烯烃的中间体，并且含有末端烯键。由于该物料在完全低于0℃的温度下保持液态，它们被用于制造其低温流动性呈临界的衍生物。然而，本专利技术者注意到这些化合物还具有低粘度、低倾点、和有价值的负脱气趋势，说明这些化合物出人意料地是可用于共混到具有显著改进性能的介电流体中的合适底料。另外，这些可市售获得的材料也满足食用级规范测试，即FDA规则21 CFR 178．3610(2)规定的最小赛波特色度和紫外线吸收限度。这些非毒性、食用级、可生物降解的流体还显出了具有低功率系数、电应力下杰出的耐放气性(gassing)、高水耐受性、没有泵抽问题并且可与聚丁烯、烷基苯或矿物油相容，进一步有助于其作为介电流体的组分使用。前述烯烃和精制油的共混物也可以在本专利技术的实践中使用。流体中各种类型分子的百分比不是关键，只要所得混合物具有所需的流动性能和良好的介电性能即可。对这些附加组分的唯一要求是所添加的精制油必须具有USDA H1许可，并且经FDA 21 CFR 178.3620的同意和可以根据21 CFR使用。这种类型的油的非详尽例子包括(但不限制于此)天然和合成的烃类，如低粘度氢化聚α烯烃(PAO)；工业级白色矿物油；以及其它加工除去至少基本上所有不期望芳族化合物(如果没有全部除去的话)和消除至少基本上所有硫、氮和氧化合物的油。总体来说，这些材料可以作为稀释添加剂和作为组分共混和配合到各种润滑剂中，制造成与常规烃介电流体具有改进相容性的流体。它们为透明和透亮的，并且不含芳族化合物，从而使它们为非毒性、具有低成雾性和极低温度下的流动性和非常快的水分离。上述单独的烯烃或者烯烃共混物还可以与食用级聚丁烯共混，来产生具有卓越氢气吸收性的低倾点流体，这对本领域技术人员来说应当是显而易见的。通过将它们与本领域技术人员已知的吸收介质接触，除去不饱和物或共混物中的极性污染物。接触方法可以用淤浆形式的吸收介质来完成，或者通过让流出物经过渗滤型装置。在接触过程之后，用抗氧化剂补强流体。因此，制造本专利技术介电流体的组合物和方法明显优于现有技术。首先，该组合物和方法提高了所得流体的氢气吸收性，并且使其可作为由USDA H1批准的“食用级”类型的介电流体使用。其次，本专利技术的组合物及其方法，相比目前可获得的石油产品或聚丁烯流体，还保持了使用温度下的较低粘度。这种较低粘度允许在电缆和其它为使用常规流体如烷基苯而设计的电设备中使用本专利技术的流体。第三，本专利技术的组合物及其方法，可获得具有高介电强度和低解离损失的介电流体。专利技术详述本专利技术涉及制备具有低粘度和倾点为约-15℃以下的食用级、可生物降解的介电流体。该介电流体具有高介电强度和低解离损失。总体来说，该介电流体由商购的不饱和烃来制备，即合成生产的烃，其中具有窄分子量范围的烃类或正常α烯烃及其异构体，特别是用于金属加工流体的较高重量级份，即C14、C16和C18烃，从其中除去至少基本上所有(如果不是所有的话)的极性污染物，例如通过与吸收介质接触。向该物料添加选自食用级饱和烃如工业白油、或饱和聚α烯烃、和/或市售不饱和烃如普通α烯烃的食用级饱和或不饱和烃。然后，向该加工的烃添加抗氧化剂。总的来说，该介电流体是可生物降解的，并且由可商购获得的得自石油的天然不饱和链烷烃来制备。一种可适合本专利技术使用的烃是购自Chevron的Synfluid Dimer C10，其是一种癸烯的二聚物。任何较低分子量的不饱和聚α烯烃(C16-C24)均可以单独或者以混合物的形式使用，这对具有本领域现状知识的技术人员来说应当是显而易见的。另一组适合本专利技术使用的烃是获自Chevron的Gulftenes，特别是C14-C18。将这些市售的烃用本领域技术人员已知的适宜吸收介质即漂白土加工，来除去极性污染物。接触过程可以用淤浆形式的吸收介质来完成，或者通过让流出物经过渗滤型装置。同样，可以使用任何其它本领域技术人员已知可除去至少基本上所有极性污染物的方法，其并不背离本专利技术的范围。在除去极性污染物之后，用食用级抗氧化剂补强处理后的烯烃类石油流出物。本专利技术实践中所用的抗氧化剂是任何已知可用于介电流体的抗氧化剂。优选的抗氧化剂是受阻酚，使用浓度为小于约2.0％体积，优选约0.05-约0.50％体积。受阻酚化合物优选是2，6-二叔丁基化对甲酚。或者是，可以使用食用级的能够增加石油和/或合成油氧化稳定性的多种相关化合物之任何一种。可用于这里的可商购获得的氧化抑制剂的实例包括(但不限于此)TenoxBHT，Eastman化学公司，Kingsport，Tennessee制造；和CAO-3，PMCSpecialties，Fords，New Jersey制造。通常来说，当向烯烃添加饱和组分时，抗氧化剂与饱和组分，聚α烯烃(PAO)或工业白油，一本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备食用级、可生物降解的介电组合物的方法，该方法包括处理不饱和的烃，以除去至少基本上一部分的极性污染物，可选地向所说的处理过的不饱和烃添加抗氧化剂，并且可选地添加与所说的第一种不饱和烃不同的第二种食用级饱和或不饱和烃。

【技术特征摘要】
US 1997-10-16 08/9513921．制备食用级、可生物降解的介电组合物的方法，该方法包括处理不饱和的烃，以除去至少基本上一部分的极性污染物，可选地向所说的处理过的不饱和烃添加抗氧化剂，并且可选地添加与所说的第一种不饱和烃不同的第二种食用级饱和或不饱和烃。2．权利要求1的方法，其中所说的抗氧化剂包括受阻酚化合物。3．权利要求2的方法，其中所说的受阻酚化合物包括2，6-二叔丁基对甲酚。4．权利要求2的方法，其中向所说第一种处理过的不饱和烃的受阻酚的量为约0.05-约0.5％体积。5．权利要求1的方法，其中所说的第二种烃选自工业白油、饱和聚α烯烃及其混合物。6．权利要求5的方法，其中向所说组合物添加的所说第二种烃的量为约30-约90％重量。7．权利要求1的方法，其中所说的第一种烃包括得自石油的烃。8．权利要求1的方法，其中所说的组合物的倾点为小于约-15℃。9．权利要求1的方法，其中所说的组合物的介电强度大于约35Kv，解离损失25℃下小于约0.08％并且100℃下小于约0.25％，并且40℃下粘度小于约...

【专利技术属性】
技术研发人员：R萨皮恩扎，R西尔弗斯坦，
申请(专利权)人：电流体有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]