[发明专利]低倾点的三羟甲基丙烷酯

说明书

本发明涉及在尤其适合于在要求有效冷却作用的电气设备，例如变压器中用作绝缘油的多元醇酯。特别地，本发明涉及具有9和/或10个碳原子的单羧酸的三羟甲基丙烷酯，其中具有9和/或10个碳原子的单羧酸包含5‑15mol％支链酸和85‑95mol％直链酸，相对于单羧酸的总摩尔数。

本发明涉及尤其适合于在要求有效冷却作用的电气设备，例如变压器中用作绝缘油的多元醇酯。这些酯尤其是具有9和/或10个碳原子以及直链和支链特征比的单羧酸的三羟甲基丙烷酯，所述单羧酸提供所述酯就粘度、倾点和闪点来说的优良性能。

本发明还涉及含有所述酯的绝缘油，和含所述绝缘油的电气设备。

本发明还涉及具有9和/或10个碳原子以及直链和支链的特征摩尔比的单羧酸混合物的三羟甲基丙烷酯的制备方法，和甚至在没有添加影响它们的高温和低温行为的添加剂情况下，在40℃下运动粘度低于35mm²/s，倾点低于-40℃和闪点高于200℃的绝缘油的制备方法。

绝缘油是典型地在电气设备中与固体绝缘材料一起使用的油，为的是电绝缘，耗散因加热电路而生成的热并保护材料避免氧的作用。所述绝缘油因此具有高的热和化学稳定性，抗氧化性，介电强度和导热率。它们因此通常是高性能流体，可根据它们的特征，拟用于各种类型-例如具有尤其高的氧化稳定性的油更加适合于在高功率高电压变压器中使用。

常见的实践是通过合适的处理或添加剂，调节绝缘油的特征；例如可通过限制湿气和杂质的存在并添加氧化抑制剂，来增加氧化稳定性和电性能。

历史上，矿物油(例如萘类)用作绝缘油，但最近这些日益被硅酮类，氟化或高分子量的烃和天然或合成酯-基油替代。酯-基油尤其具有比矿物油低的风险，例如较低的可燃性，较大的湿气耐受性和较小的环境影响，因为它们是可生物降解和可再生的，且得到较小毒性的燃烧副产物。

然而，与这些优点相反，所述酯-基油通常具有高的粘度和高的倾点，这限制了它们使用的可能性。油的粘度和倾点事实上应当足够低，以确保有效和均匀的热分散和低温流度。可通过在该分子的长度和支化上的作用，调节这些性能；然而，这通常导致难以平衡其他性能，从而引起尤其高温性能，例如闪点下降。高闪点和低挥发性反而是稳定性和安全度的重要指示标度，因为它们降低火灾和爆炸的风险和因此当评价油的性能时构成决定性因素。

现已令人惊奇地发现，具有9和/或10个碳原子的直链和支链单羧酸且与总的单羧酸相比，支链酸的摩尔百分比为5-15％的三羟甲基丙烷酯具有赋予它们尤其适合于用作变压器油，且不需要特定添加剂来改变这种性能的粘度值和与尤其低倾点有关的闪点的组合。

本发明因此涉及具有9和/或10个碳原子的单羧酸的三羟甲基丙烷酯，所述具有9和/或10个碳原子的单羧酸包括相对于单羧酸的总摩尔数，5-15mol％支链酸和85-95mol％直链酸，其具有赋予它们尤其适合于用作变压器油的粘度，倾点和闪点性能。

所述支链酸是沿着该链具有支链的具有9个碳原子(C9)和/或10个碳原子(C10)的饱和与不饱和单羧酸，所述支链酸相同或不同。实例是3,5,5-三甲基己酸，7-甲基辛酸，2,2-二甲基庚酸，3,3-二甲基庚酸，8-甲基壬酸，2,2-二甲基辛酸及其混合物，尤其优选3,5,5-三甲基己酸。

支链C9和/或C10单羧酸占单羧酸总摩尔数的5-15％，优选8-12％，更优选占单羧酸总摩尔数的9-11％。

所述直链酸是具有9个碳原子(C9)和/或10个碳原子(C10)为直链的单羧酸，且直链优选具有9个碳原子。优选源自于可再生资源的酸，例如由脂肪酸，植物油或其衍生物的氧化裂解工艺获得的壬酸，例如在专利申请EP 666 838，EP 2 155 646，EP 1 926 699，WO2011/080296，WO 2011/080297，WO 2013/079849中描述的那些。还优选的是饱和C9单羧酸，且纯度优选大于95％，并优选含有小于3％辛酸和小于3％癸酸。