本发明涉及合成的酯组合物，并且涉及包括该酯组合物的介电流体组合物，以及涉及用于制备酯组合物的方法和用于制备包括该酯组合物的介电流体组合物的方法，并且涉及包括该介电流体组合物的电气装置。
背景技术：
：介电流体在电气装置，诸如变压器中的应用是众所周知的。在全球范围内，在变压器中使用介电流体以提供电气绝缘，提供冷却并且防止变压器内升温过高，以抑制电晕和电弧，并且从而延长变压器的使用寿命。已知的用于这种应用的介电流体包括矿物油类流体、天然酯类流体以及合成酯类流体。已知的合成酯包括由醇与一种或多种羧酸的反应所产生的那些酯。与矿物油类流体相比，这种合成酯类介电流体具有多个优点，但是仍然需要具有改进性质(尤其是它们的倾点、闪点和粘度性质)的合成酯。因此，总是存在对这样酯组合物的需要和期望：该酯组合物相对于现存的组合物能够呈现出改进的性质，这些改进的性质能够使该组合物更有效地作为介电流体，并且避免现存组合物中具有的问题，并且能够使该组合物的制备更经济。技术实现要素：因此，根据本发明的第一个方面，提供了一种酯组合物，其中，所述酯组合物包括由以下物质的反应所得到的多种酯：i)一种或多种多元醇，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地为直链或支链的C2-C8多元醇；以及ii)第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸，其中，所述第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸各自独立地为直链或支链的C4-C12羧酸。根据本发明的一个实施方式，所述一种或多种多元醇各自可为C2多元醇、C3多元醇、C4多元醇、C5多元醇、C6多元醇、C7多元醇，或C8多元醇。典型地，所述一种或多种多元醇各自选自直链或支链的C2至C5多元醇，并且可具有C2至C3骨架，以及具有或不具有一个或多个烃侧基。当任一种多元醇为支链的时，它们典型地具有一个或多个C1或C2侧基，典型地为C1侧基。典型地，使用支链的C5多元醇。通过非限制性的实施例，上述多元醇可选自季戊四醇、新戊二醇(NPG)、丙三醇、丁二醇、乙二醇和丙二醇。更典型地，仅使用一种多元醇；上述多元醇典型地包括季戊四醇或NPG之一；更典型地，上述多元醇包括季戊四醇；或者上述多元醇仅由季戊四醇组成。根据本发明的又一实施方式，典型地，上述第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸各自独立地选自直链或支链的C4羧酸、C5羧酸、C6羧酸、C7羧酸、C8羧酸、C9羧酸、C10羧酸、C11羧酸和C12羧酸。根据本发明的一个实施方式，上述多元醇可与不同于上述第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸的一种或多种其它羧酸反应。可替代地，根据本发明的另一实施方式，仅使用上述第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸。根据一个实施方式，上述第一羧酸为C7羧酸、C8羧酸或C9羧酸。上述第一酸可为C8酸，诸如支链C8酸。第一酸可具有C6骨架和侧基，该侧基可为C2侧基，该侧基可位于C2-位。上述第一酸可为，例如2-乙基己酸(2EHA)。根据一个实施方式，上述第二羧酸为直链或支链的C6羧酸、C7羧酸或C8羧酸，诸如C7酸，进一步典型地为直链线性C7酸，即，正庚酸。根据一个实施方式，上述第三羧酸为直链或支链的C8羧酸、C9羧酸或C10羧酸，诸如C9酸，进一步更典型地为直链线性C9酸，即，正壬酸。根据一个实施方式，上述酯组合物包括由多元醇与(i)支链C8羧酸作为所述第一羧酸、(ii)线性C7羧酸作为所述第二羧酸、以及(iii)线性C9羧酸作为所述第三羧酸发生反应所形成的酯。根据一个实施方式，所述多元醇包括季戊四醇或由季戊四醇组成，所述第一羧酸为2EHA，所述第二羧酸为正庚酸，以及所述第三羧酸为正壬酸。根据一个实施方式，反应酸混合物具有约40％至85％摩尔量的第一羧酸(诸如2EHA)，和约5％至60％摩尔量的第二羧酸和第三羧酸的组合(诸如n-C7羧酸和n-C9羧酸)；更典型地，具有约45％至60％摩尔量的第一羧酸，和约10％至55％摩尔量的第二羧酸和第三羧酸的组合；更典型地，具有约50％摩尔量的第一羧酸，和约50％摩尔量的所述第二羧酸和所述第三羧酸的组合。由一种或多种多元醇与三种羧酸的反应所得到的产物不是纯物质，而是包括多种可能酯结构的混合物。该酯混合物是该反应过程的自然结果。例如，季戊四醇包含四个醇官能团，因此，季戊四醇与三种酸(诸如，2EHA、C7酸和C9酸)的反应将产生包括来自三种不同酸的官能团的不同组合的多种不同的四酯结构。上述酯组合物可包括少量未反应的醇和/或酸，作为杂质。典型地，上述酯组合物基本上不含有醇和/或酸。本发明的酯组合物具有介电性质，并且适用于用作介电流体。当利用BrookfieldDV-IPrime粘度计在40℃下测量时，本发明的酯组合物典型地具有35cP或更小的粘度；更典型地，在40℃下，本发明的酯组合物具有33cP或更小的粘度；更典型地，在40℃下，本发明的酯组合物具有30cP或更小的粘度；进一步更典型地，在40℃下，本发明的酯组合物具有28cP或更小的粘度。恰当地，所述粘度包括动态粘度。本发明的酯组合物典型地具有-20℃或更低的倾点；更典型地，本发明的酯组合物具有-30℃或更低的倾点；更典型地，本发明的酯组合物具有-40℃或更低的倾点；进一步更典型地，本发明的酯组合物具有-50℃或更低的倾点。当根据ISO3016的标准来测量倾点时，本发明的酯组合物典型地具有-50℃至-62℃，或甚至更低的测量倾点。当根据ISO2592的标准测量时，本发明的酯组合物典型地具有280℃或更高的COC(克立夫兰敞口杯)着火点；更典型地，本发明的酯组合物具有300℃或更高的COC着火点；进一步典型地，本发明的酯组合物具有310℃或更高的COC着火点。根据本发明的第二个方面，提供一种介电流体组合物，包括：(I)酯组合物，其中所述酯组合物包括由以下物质的反应所得到的多种酯：i)一种或多种多元醇，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地为直链或支链的C2-C8多元醇；以及ii)第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸，其中，所述第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸各自独立地为直链或支链的C4-C12羧酸；以及(II)一种或多种添加剂。可在该介电流体组合物中使用的(i)一种或多种多元醇以及(ii)第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸与在上文中本发明的第一个方面涉及的酯组合物中的限定相同。上述添加剂典型地选自抗氧化剂、金属钝化剂和降凝剂，以及它们的组合。典型地，上述介电流体组合物包括：以所述介电流体组合物的重量计，至少95％的酯组合物(I)。恰当地，上述介电流体组合物包括：以该组合物的重量计，至少96％的酯组合物(I)，例如以该组合物的重量计，至少97％、至少98％或至少99％的酯组合物(I)。典型地，上述介电流体组合物包括：以该组合物的重量计，至少99.5％的酯组合物(I)。典型地，上述介电流体组合物包括以下量的添加剂(II)：以该组合物的重量计，总量约0.0001％至约1％的一种或多种抗氧化剂；和/或以该组合物的重量计，总量约0.0001％至约1％的一种或多种金属钝化剂；和/或以该组合物的重量计，总量约0％至约1％的一种或多种降凝剂。如果需要，也可使用这些添加剂中的两种或更多种的组合。典型地，上述介电流体组合物包括：以该组合物的重量计，至少约0.0001％的量的抗氧化剂；更典型地，以该组合物的重量计，至少约0.001％、至少约0.01％、至少约0.1％、至少约0.25％的量的抗氧化剂，例如，以该组合物的重量计，约0.25％的量的抗氧化剂。上述抗氧化剂可包括酚类抗氧化剂，诸如空间受阻的酚类抗氧化剂。抗氧化剂可包括丁基化羟基甲苯(BHT)和/或丁基化羟基苯甲醚(BHA)，或者可以为空间受阻的酚类抗氧化剂的化学类似物。典型地，上述介电流体组合物包括：以该组合物的重量计，至少约0.0001％的量的金属钝化剂；更典型地，以该组合物的重量计，至少约0.001％、至少约0.002％、至少约0.005％的量的金属钝化剂，例如，以该组合物的重量计，约0.005％的量的金属钝化剂。典型地，金属钝化剂包括甲苯三唑衍生物，其可包括Irgamet39TM(购自BASF的甲苯三唑衍生物)。恰当地，上述介电流体组合物包括选自抗氧化剂和金属钝化剂的一种或多种添加剂(II)。上述介电流体组合物可基本上不含或完全不含降凝剂。可替代地，上述介电流体组合物可包括降凝剂。典型地，酯组合物(I)适用于作为介电流体，而无需与降凝剂组合。典型地，上述介电流体组合物包括：以该组合物的重量计，至少约95％的组合量的酯组合物(I)和添加剂(II)；典型地，以该组合物的重量计，至少约99％的组合量的酯组合物(I)和添加剂(II)；更典型地，以该组合物的重量计，至少约99.9％的组合量的酯组合物(I)和添加剂(II)。典型地，上述介电流体组合物仅由酯组合物(I)和添加剂(II)组成。典型地，上述介电流体组合物包括：以该组合物的重量计，至少95％的组合量的酯组合物、抗氧化剂和金属钝化剂；更典型地，以该组合物的重量计，至少99％的组合量的酯组合物、抗氧化剂和金属钝化剂；更典型地，以该组合物的重量计，至少99.9％的组合量的酯组合物、抗氧化剂和金属钝化剂。典型地，上述介电流体组合物由酯组合物、抗氧化剂和金属钝化剂组成。介电流体组合物可包括少量或痕量未反应的醇和/或酸，作为杂质。恰当地，介电流体组合物基本上不含醇和/或酸。当利用BrookfieldDV-IPrime粘度计在40℃下测量时，本发明的介电流体组合物典型地具有35cP或更小的粘度；更典型地，在40℃下，本发明的介电流体组合物具有33cP或更小的粘度；更典型地，在40℃下，本发明的介电流体组合物具有30cP或更小的粘度；进一步更典型地，在40℃下，本发明的介电流体组合物具有28cP或更小的粘度。恰当地，所述粘度包括动态粘度。本发明的介电流体组合物典型地具有-20℃或更低的倾点；更典型地，本发明的介电流体组合物具有-30℃或更低的倾点；更典型地，本发明的介电流体组合物具有-40℃或更低的倾点；进一步更典型地，本发明的介电流体组合物具有-50℃或更低的倾点。当根据ISO3016的标准来测量倾点时，本发明的介电流体组合物典型地具有-50℃至-62℃，或甚至更低的测量倾点。典型地，当根据ISO2592的标准测量时，本发明的介电流体组合物具有280℃或更高的COC(克立夫兰敞口杯)着火点；更典型地，本发明的介电流体组合物具有300℃或更高的COC着火点；进一步典型地，本发明的介电流体组合物具有310℃或更高的COC着火点。根据本发明的第三个方面，提供了一种用于制备酯组合物的方法，其中，所述方法包括使以下物质反应以形成多种酯：i)一种或多种多元醇，其中所述一种或多种多元醇各自独立地为直链或支链的C2-C8多元醇；以及ii)第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸，其中，所述第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸各自独立地为直链或支链的C4-C12羧酸。可在该介电流体组合物中使用的(i)一种或多种多元醇以及(ii)第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸与在上文中关于本发明的第一方面的酯组合物中的限定相同。典型地，上述方法包括使多元醇与羧酸进行反应，其中，该酸以至少10摩尔％的量过量；更典型地，以至少20摩尔％的量过量，例如以30摩尔％的量过量。典型地，所述方法包括使上述一种或多种多元醇和上述第一羧酸、第二羧酸、第三羧酸的混合物回流。回流可进行约3小时～9小时的时段，并且回流温度可在约245℃和255℃之间，例如在248℃和252℃之间。反应混合物在约200℃时开始回流。典型地，所述方法包括在氮气气氛下进行回流。典型地，上述方法包括去除在该方法中所形成的水。在回流阶段之后可去除任何过量的酸。在回流阶段之后，如果需要，可将反应混合物调节至中性pH，即，约6至8之间。典型地，上述方法包括对酯组合物进行处理以得到该中性pH。典型地，上述方法包括加入氧化铝和/或漂白土粉和/或抗氧化剂。上述酯组合物可在该方法期间进行过滤。可在加热下，典型地在过滤之前，加入该抗氧化剂。根据本发明的第四个实施方式，提供了一种用于制备包括酯组合物的介电流体组合物的方法，其中，所述方法包括使所述酯组合物与一种或多种添加剂组合。其中，所述酯组合物包括由以下物质的反应所得到的多种酯：i)一种或多种多元醇，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地为直链或支链的C2-C8多元醇；以及ii)第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸，其中，所述第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸各自独立地为直链或支链的C4-C12羧酸。可在该介电流体组合物中使用的(i)一种或多种多元醇以及(ii)第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸与在上文本发明的第一个方面的酯组合物中的限定相同。上述一种或多种添加剂可选自抗氧化剂、金属钝化剂和降凝剂，以及它们的组合。各种添加剂和它们相应的量也已经在上文中本发明的第二方面的介电流体组合物中限定。典型地，所述方法包括加入抗氧化剂，该抗氧化剂可在加热或不加热的情况下加入。所述抗氧化剂可在对酯组合物进行任何过滤之前或之后来加入。如果金属钝化剂作为添加剂来加入，则金属钝化剂可在对酯组合物进行任何过滤之前或之后来加入。介电流体可用于电气装置中。电气装置可为变压器，诸如高压变压器。本发明还提供了包括该如本发明的第二方面限定的介电流体组合物的电气装置。根据本发明的另一实施方式，提供上文所限定的酯组合物在介电流体中的应用或作为介电流体的应用。具体实施方式现将通过以下实施例来阐述本发明，以下实施例仅用于示例性的目的而不用于限制本发明的范围。实施例1如下制备用作介电流体的酯组合物：使正庚酸(C7)、正壬酸(C9)和2-乙基己酸的混合物与季戊四醇进行反应来形成酯。根据以下方法，制备约860g的酯组合物：将200g的季戊四醇与397.8g的正庚酸、127.4g的正壬酸和594.2g的2-乙基己酸进行混合。对酸和醇的量进行选择以使酸的混合物相对于醇过量36摩尔％，并且使酸相对于彼此以下表1中示出的摩尔百分比存在。表1酸摩尔％C738C9102-EHA52随后，通过使季戊四醇和酸混合物在氮气气氛下，于248℃至252℃下回流5小时来生产酯组合物。利用Dean-Stark装置来去除在反应中所形成的水。在回流阶段完成后，通过真空蒸馏去除过量的酸，并且确定酯组合物的酸值、羟基值和颜色。结果示出在下表3中。随后，对酯组合物进行进一步处理以制备介电流体组合物。随后，在氧化铝、漂白土粉F160和F115FF以及空间受阻的酚类抗氧化剂的存在下，在80℃下搅拌该酯组合物1小时，其中，氧化铝的量为对反应混合物进行中和以去除任意残留的酸所需的量，漂白土粉F160和F115FF用于清洁样品。随后，对组合物进行过滤。将甲苯三唑衍生物金属钝化剂39加入到上述组合物中。随后，对组合物脱气约30分钟，直至上述组合物的水分含量低于80ppm。根据下表2示出的测试方法对上述组合物进行电学和物理测试。结果示于表3中。表2性质测试方法水含量IEC60814酸值改良的IEC62021-2羟基值IR分光仪颜色ISO221190℃下的介损(Tandelta)IEC6024790℃下的VRIEC60247击穿电压IEC6015640℃下的粘度BrookfieldDV-IPrime粘度计20℃下的密度ISO3675COC着火点ISO2592PMCC闪点ISO2719倾点改良的ISO3016表3物理和电学性质值水含量(ppm)50酸值(mgKOH/g)0.022羟基值(mgKOH/g)0.5颜色(HU)5790℃下的介损(Tandelta)0.00890℃下的VR(GΩm)32.6击穿电压(kV)93.540℃下的粘度(cP)26.420℃下的密度(g/cm3)0.973COC着火点(℃)312PMCC闪点(℃)268倾点(℃)-56由上可以看出，实施例1的介电组合物具有使其完全适用于作为介电流体的物理性质和电学性质，并且这些物理性质和电学性质能够与商购产品的性质相媲美。在本说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中所公开的每个特征可被作用相同的替代特征、等价物或类似目的来替代，除非另有说明。因此，除非另有说明，否则所公开的每个特征仅为一通用系列等价物或相似特征中的一个实例而已。当然，应当理解的是，本发明并不受限于前文特定的仅为示例性的实施方式。本发明涵盖在本说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的任意新的特征或这些特征的组合，或者涵盖如此公开的任意方法或过程的步骤中任意一新步骤或步骤的任意新组合。当前第1页1 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