專利名稱:工業(yè)用有機(jī)類憎水液體的膠凝劑的制作方法
本發(fā)明涉及工業(yè)用膠凝劑及制備這種膠凝劑的方法和注入電氣設(shè)備的方法。
有機(jī)類憎水液體，特別是礦物油類或其類似物，由于具有防水性和電絕緣性，而常常用作為浸漬劑和/或填料，例如用作為電纜絕緣紙，用于電纜連接，電路變壓器等用途。在這種連接中，聚集的液態(tài)特別有利，因?yàn)檫@使充滿所有空間不余任何間隙成為可能，特別是在電氣設(shè)備中，這種間隙可能是有害的。而且，許多有機(jī)類憎水液體具有能滲入最小間隙的特點(diǎn)，這是一個(gè)優(yōu)越之處。另一方面，使用液體作為浸漬或填充材料要求向其中加入該液體的外圍完全密封。這種要求實(shí)際上常會(huì)遇到困難。為了防止發(fā)生這些困難，在先有技術(shù)中是使用常溫下為固體的液體且必須在高溫下使用。在實(shí)際應(yīng)用中，在高溫下工作和提供相應(yīng)的加熱設(shè)備很不方便，經(jīng)冷卻后，液體轉(zhuǎn)變?yōu)椴荒茉僮冃位騼H有少量變形的固體，在某些情況下這是不希望的。因此，開發(fā)出工業(yè)用膠凝劑，將其加入有機(jī)類憎水液體，一定時(shí)間后以該液體形成一種不能再經(jīng)漏洞滲出并保持可以變形的凝膠。已經(jīng)知道，這種膠凝劑含有有機(jī)鋁化合物，特別是含有多氧代鋁化合物，并與羥基或羧基反應(yīng)生成觸變(搖溶)膠體。例如以這種方法可使涂料具有典型而合乎需要的觸變性能。所說(shuō)的這種多氧化鋁化合物由英國(guó)曼凱姆公司(Manchem Ltd)出售。
有機(jī)類憎水液體，特別是礦物油和類似物常常不包含羥基或羧基，使得上述膠凝劑不能直接與這些液體反應(yīng)。在所有電氣應(yīng)用方面特別是這樣，因?yàn)橐话阌糜陔姎夥矫娴慕n和填充材料，不能含有羥基或羧基。因此，在這種情況下，常常隨著加入有機(jī)鋁化合物的同時(shí)通常以液體的形式附帶加入一種含有凝膠反應(yīng)所需要的基團(tuán)的反應(yīng)劑。例如，含有羥基成羧基的溶劑，適合作為反應(yīng)劑。在實(shí)際應(yīng)用中，附帶加入反應(yīng)劑是不方便的，而且可能易于發(fā)生加料錯(cuò)誤。上述有機(jī)鋁化合物與潮氣反應(yīng)相當(dāng)強(qiáng)烈，因此，必須在不透空氣的密封條件下貯存和運(yùn)輸，并且必須非常小心地進(jìn)行操作，這就很難向其加料。
在凝膠反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)劑的活性基團(tuán)轉(zhuǎn)化為電學(xué)上能接受的化合物，以此該液體的絕緣性逐漸改進(jìn)為原有值。這可由容易測(cè)得的介電損失系數(shù)(the dielectric loss factor)的增加看出。通常，電路負(fù)載要在直到凝膠液體的電絕緣性能改善到原有程度才能工作，這要持續(xù)好幾天。直到有關(guān)設(shè)備開始工作這么長(zhǎng)的等待時(shí)間是不方便的，這會(huì)浪費(fèi)時(shí)間并產(chǎn)生很大費(fèi)用。
本發(fā)明的目的就是要提供一種主要用于電氣應(yīng)用方面的工業(yè)用膠凝劑，這種膠凝劑更便于使用并能縮短以前所述的等候時(shí)間。
概括地說(shuō)，本發(fā)明提供一種用于有機(jī)類憎水液體，特別是礦物油或類似物的工業(yè)用膠凝劑，其特征在于，膠凝劑是以脂肪酸的有機(jī)多氧代鋁鹽和借以反應(yīng)的反應(yīng)劑為基礎(chǔ)，特別是反應(yīng)劑含有羥基和羧基，由適當(dāng)選擇的多氧化鋁鹽和反應(yīng)劑的反應(yīng)獲得的固體物質(zhì)。
另一方面，提供了一種制備用于與水不混溶的有機(jī)液體，特別是用于礦物油或類似物的一種工業(yè)用膠凝劑的方法，其特征在于，以脂肪酸的有機(jī)多氧代鋁鹽和借以反應(yīng)的有機(jī)反應(yīng)劑，特別是含有羥基或羧基的反應(yīng)劑為基礎(chǔ)，使適當(dāng)選擇的脂肪酸的多氧代鋁鹽與反應(yīng)劑反應(yīng)制成形成膠凝劑的固體反應(yīng)產(chǎn)物，并最適當(dāng)?shù)胤鬯樵摦a(chǎn)物。
再一方面，提供了一種用非導(dǎo)電有機(jī)液體，特別是礦物油或類似物浸漬電氣設(shè)備，特別是電纜連接的方法，這種方法包括向電氣設(shè)備的孔槽中加入帶有膠凝劑的該液體，其特征在于，使用一種上述固體粉末狀膠凝劑。
本發(fā)明的膠凝劑是一種固體物質(zhì)，它是多氧代鋁鹽與反應(yīng)劑的反應(yīng)產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明顯然可以看出，因?yàn)檫@種膠凝劑的性質(zhì)是一種反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)，因此它對(duì)潮氣不敏感，易于使用和貯存，且在加入所要稠化的液體中后，很短時(shí)間內(nèi)就可產(chǎn)生所需要的凝膠而不必含有能與多氧代鋁鹽反應(yīng)的基團(tuán)，所得到的凝膠的電絕緣性允許馬上對(duì)凝膠施加電負(fù)載，以使有關(guān)電氣設(shè)備進(jìn)行工作。根據(jù)本發(fā)明，該膠凝劑是一種近于惰性的固體物質(zhì)，它不經(jīng)特別保護(hù)就能貯存和使用。根據(jù)本發(fā)明，最好將該膠凝劑粉碎。然后，只需將其噴入或摻入要膠凝的液體中，以此在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)，如1小時(shí)內(nèi)，就可發(fā)生凝膠。通過(guò)適當(dāng)選擇多氧代鋁鹽和反應(yīng)劑，即可獲得在礦物油中的膠凝時(shí)間不超過(guò)1小時(shí)的粉末狀膠凝劑。
根據(jù)本發(fā)明的膠凝劑，顯然可看出，在多氧代鋁鹽與反應(yīng)劑間反應(yīng)所需反應(yīng)時(shí)間被改為制備膠凝劑，因?yàn)橐话阍摲磻?yīng)需要在120℃的高溫下反應(yīng)數(shù)小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明，在制造該膠凝劑時(shí)，這些反應(yīng)條件并無(wú)不利。在實(shí)際應(yīng)用上，只需要很短的凝膠時(shí)間，這一事實(shí)是明確和令人吃驚的。
更特別的是，根據(jù)本發(fā)明，可由部分實(shí)驗(yàn)確定多氧代鋁鹽和反應(yīng)劑對(duì)，以此制備的膠凝劑在礦物油中的凝膠時(shí)間有可能低于10分鐘。就此而論，在實(shí)際應(yīng)用方面，凝膠時(shí)間取決于本發(fā)明固體物質(zhì)膠凝劑的顆粒大小，這也具有重要性。因此，可選擇對(duì)應(yīng)于所需凝膠時(shí)間的顆粒大小，較小的顆粒大小與較短的凝膠時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
使用本發(fā)明的膠凝劑時(shí)，不需升高溫度。在室溫或環(huán)境溫度下就足以使膠凝劑與上述液體混合。不需要加入更多的類似溶劑等物質(zhì);相應(yīng)地也免除了添加這些材料所遇到的與貯存和環(huán)境污染有關(guān)的問(wèn)題。凝膠制備以后，由絕緣油類如烴類油得到的凝膠很快就能具有良好的電絕緣性能，以此能使加有凝膠的設(shè)備不必耽擱就能進(jìn)行工作。該凝膠具有很好的耐溫性能，并能在至少約150℃下保證不會(huì)分解。
根據(jù)本發(fā)明，由一種膠凝劑提供了特別有利的性能，該膠凝劑由化學(xué)式為
的硬脂酸多氧代鋁與化學(xué)式為
的2-乙基己酸進(jìn)行一種基本化學(xué)計(jì)量反應(yīng)制得。該膠凝劑的比重通常就在需要使其凝膠的液體，如礦物油的比重范圍之內(nèi)?？稍谝欢ǚ秶鷥?nèi)根據(jù)有機(jī)鋁鹽的合成程度確定比重。如其密度可稍高于需凝膠的液體的比重。用摻和方法時(shí)，這樣做特別有利。例如，比重可以是約0.97g/cm3。
根據(jù)本發(fā)明制備工業(yè)用膠凝劑的特征，在于使適當(dāng)選擇脂肪酸的多氧代鋁鹽與反應(yīng)劑反應(yīng)生成固體反應(yīng)產(chǎn)物，從而形成膠凝劑，并將該產(chǎn)物盡可能粉碎。因此，該制備僅需簡(jiǎn)單的操作步驟。
為使作為固體反應(yīng)產(chǎn)物所獲得的膠凝劑不影響其他方面的性能，應(yīng)適當(dāng)?shù)厥苟嘌醮X鹽與化學(xué)計(jì)量的反應(yīng)劑基本上完全反應(yīng)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果使用具有5個(gè)或更少原子的低級(jí)烴類基團(tuán)取代的反應(yīng)劑，特別是使用一種低級(jí)烴類基團(tuán)取代的有機(jī)酸類液體反應(yīng)劑，則該反應(yīng)進(jìn)行特別迅速。使用一種最高為10個(gè)碳原子的低級(jí)烷基酸作為該有機(jī)酸比較適合，具有5至10個(gè)碳原子較好，乙基或丙基己酸最好。實(shí)際上已發(fā)現(xiàn)，2-乙基己酸反應(yīng)劑是有用的。
多氧代鋁鹽與反應(yīng)劑間的反應(yīng)適合于在約100℃至140℃的溫度下進(jìn)行，在約120℃最好。這樣就可在很短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)順利反應(yīng)并且沒(méi)有分解危險(xiǎn)。
用非導(dǎo)電有機(jī)液體，特別是礦物油或類似物浸漬電氣設(shè)備，特別是電纜連接時(shí)，使用本發(fā)明的脫凝劑非常簡(jiǎn)單，并且具有特別的效益;其中，加有膠凝劑的液體在電氣設(shè)備的孔槽中凝膠。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的固體、粉狀膠凝劑即用于此目的。例如，將該膠凝劑噴入或填入已裝有有機(jī)液體的孔槽中。然而，將膠凝劑加入有機(jī)液體中的方法比先加入孔槽中要好;根據(jù)本發(fā)明，在把有機(jī)液體加入孔槽之前，先把膠凝劑迅速加入該液體中。然后，該低粘度混合物保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以便能象液體那樣，流入所有孔槽和縫隙。
應(yīng)當(dāng)特別注意，不是任何的有機(jī)鋁化合物和羧酸的結(jié)合都能產(chǎn)生膠凝劑。例如，如果以同樣的鋁化合物與硬脂酸反應(yīng)代替上述硬脂酸多氧代鋁與2-乙基己酸的反應(yīng)，也能得到一種固體產(chǎn)物，但將該產(chǎn)物粉碎成粉末并在室溫下與礦物油摻和，將不會(huì)形成凝膠。但如果在反應(yīng)之前用礦物油與鋁鹽和硬脂酸摻和，并將混合物置于120℃下三、四分鐘，則會(huì)形成一種凝膠。因此，當(dāng)偏離在此敘述的實(shí)施例時(shí)，需要靠實(shí)驗(yàn)逐一確定與所用的有機(jī)鋁鹽相適合的反應(yīng)劑。
權(quán)利要求
1.一種以有機(jī)脂肪酸類的多氧代鋁鹽和有機(jī)類反應(yīng)劑，特別是具有羥基和羧基的反應(yīng)劑為基礎(chǔ)進(jìn)行反應(yīng)，以此制備一種用于與水不混溶的有機(jī)類液體，特別是用于礦物油或類似物的工業(yè)用膠凝劑的方法，其特征在于，使適當(dāng)選擇的脂肪酸多氧代鋁鹽與反應(yīng)劑反應(yīng)為形成膠凝劑的固體反應(yīng)產(chǎn)物，并最適宜地粉碎該產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述方法，其中所述有機(jī)反應(yīng)劑是一種有多達(dá)10個(gè)碳原子的低級(jí)烷基酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述方法，其中所述烷基酸包括5至10個(gè)碳原子。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述方法，其中所述的膠凝劑是由化學(xué)式為
的2-乙基己酸以基本化學(xué)計(jì)量進(jìn)行反應(yīng)而獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，其中所述膠凝劑的特征在于它所具有的比重范圍在將要凝膠的液體比重或比其稍高的比重范圍之內(nèi)。
6.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求
所述方法，其中所述膠凝劑的特征在于它應(yīng)被磨成碎末。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述膠凝劑，其中所述膠凝劑的特征，在于其顆粒大小應(yīng)根據(jù)所需的凝膠時(shí)間來(lái)選擇，較小的顆粒大小相應(yīng)于較短的凝膠時(shí)間。
8.根據(jù)以前所述任一項(xiàng)權(quán)利要求
的方法，其中所述膠凝劑的特征在于它能使礦物油的凝膠時(shí)間低于1小時(shí)，這是因?yàn)檫m當(dāng)選擇多氧代鋁鹽和反應(yīng)劑的結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述方法，其特征在于使用一種低級(jí)烴類基團(tuán)取代的有機(jī)酸形式的液體反應(yīng)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述方法，其特征在于使用一種低級(jí)烴基取代的低級(jí)烷基酸作為反應(yīng)試劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述方法，其特征在于使用乙基或丙基己酸作為反應(yīng)劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述方法，其特征在于使用2-乙基己酸作為反應(yīng)劑。
13.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求
所述方法，其特征在于在約100℃至140℃進(jìn)行該反應(yīng)。
14.一種用非導(dǎo)電有機(jī)液體，特別是礦物油或類似物浸漬電氣設(shè)備，特別是電纜接頭的方法，該方法包括將加有膠凝劑的有機(jī)液體用于電氣設(shè)備的孔槽，其特征在于使用一種權(quán)利要求
1中所述的固體粉末狀膠凝劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14所述方法，它包括在將有機(jī)液體加入孔槽之前，先將膠凝劑加入該有機(jī)液體，其特征在于在將有機(jī)液體加入孔槽之前，先將膠凝劑迅速加入該有機(jī)液體。
專利摘要
用于有機(jī)類憎水液體，特別是礦物油或類似物的工業(yè)用膠凝劑它以脂肪酸的有機(jī)多氧代鋁鹽與使其反應(yīng)的有機(jī)反應(yīng)劑，特別是具有羧基和羥基的反應(yīng)劑為基礎(chǔ)，其特征在于該膠凝劑是由適當(dāng)選擇的多氧代鋁鹽與反應(yīng)劑反應(yīng)制得的一種固體物質(zhì)。
文檔編號(hào)C10M117/02GK86104509SQ86104509
公開日1987年2月4日 申請(qǐng)日期1986年7月1日
發(fā)明者岡瑟·約翰 申請(qǐng)人:明尼蘇達(dá)州采礦制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan