本发明涉及用于使用某些氟胺使电作用零件介电绝缘的方法，以及包含此类化合物的组合物和装置。
以液态或气态的介电绝缘介质被应用于多种多样的电装置中(例如在开关装置或变压器中)的电作用零件的绝缘。
sf6和n2的混合物广泛地作为介电绝缘介质应用。过去已经做出了提供替代介电绝缘介质的努力。
wo2014/096414涉及使用某些氟化化合物(例如，氟化醚和过氧化物)使电作用零件介电绝缘的方法。
jp08291299明确描述了nf(cf3)(c2f5)作为蚀刻气体用于清洁在化学气相沉积中的膜的用途。因此，nf(cf3)(c2f5)被分解并且被用作用于基团(例如氟基团)的来源。
本发明的目的是提供用于使电作用零件电绝缘的改进的方法和/或组合物。
有利地，本发明的方法和组合物示出了改进的绝缘、灭弧和/或切换性能。还有利地，当绝缘介质被释放到大气中时，本发明的方法和组合物示出了有利的环境影响，例如，如通过改进的全球变暖潜势(gwp)和/或改进的臭氧消耗测量的。还有利地，本发明的方法和组合物示出了改进的毒理学行为，如例如通过较高的lc50和/或较高的职业暴露限值测量的。此外，这些方法和组合物有利地示出了绝缘介质的改进的露点、蒸气压、沸点、介电强度、和/或热稳定性。附加地，根据本发明的组合物有利地示出了针对所使用的建筑材料(例如用于电作用零件)的改进的化学惰性和/或改进的热传递特性。
这些以及其他目的通过如在权利要求书中概括的本发明来解决。
因此，本发明的第一方面涉及一种用于使电作用零件介电绝缘的方法，其中将该电作用零件安排在气密壳体中，该气密壳体包含绝缘介质，该绝缘介质由具有通式(i)的化合物组成、基本上由具有通式(i)的化合物组成，或包含具有通式(i)的化合物：f-n(cnhmf(2n+1)-m)(cn’hm’f(2n’+1)-m’)，其中，n是1、2、3、4、或5并且m是在0与2n之间的整数，并且其中n’是2、3、4、或5并且m’是在0与2n’之间的整数。
因此，根据以上通式的化合物含有被两个可任选氟化的烷基基团取代的氟胺官能团(f-n)。
如在此使用的术语“基本上由……组成”旨在表示包含所限定的组分以及痕量的其他组分的组合物，其中其他组分的存在不改变所限定的主题的本质特征。
优选地，根据本发明的化合物是全氟化的，即m和m’是0。因此，所有的氢原子被氟原子替代。
还优选地，n是1，即一个烷基官能团是-chmf(2n)-m、更优选地一个烷基官能团是-cf3。
还优选地，n’是2，即一个烷基官能团是-c2hm’f(2n’+1)-m’、更优选地一个烷基官能团是-c2f5。
在优选的实施例中，n和n’是相同的。在替代优选的实施例中，n和n’是不同的，更优选n’是n+1。
在优选的实施例中，m和m’是相同的。在替代优选的实施例中，m和m’是不同的。
最优选地，具体通式(i)的化合物是nf(cf3)(c2f5)、五氟乙基-三氟甲基氟胺或n-氟代全氟(乙基,甲基)胺。
在本发明的框架中，单数旨在包括复数，并且反之亦然。
具有通式(i)的化合物可以如在bishop,b.c.等人，journaloftheamericanchemicalsociety[美国化学学会杂志]，1963，85，第1606-08页；robson,p.等人，journaloftheamericanchemicalsociety，1961，83，第5010-15页，moldavskii,d.d.，journaloforganicchemistryoftheussr[ussr的有机化学杂志]，第7卷，第44-46页以及sartori,p.，journaloffluorinechemistry[氟化学杂志]，1997，83，第1-8页中所述的进行制备。
优选地，在本发明方法中使用的绝缘介质包含具有式(i)的化合物和至少一种选自以下列表的另外的化合物，该列表由以下项组成：惰性气体、全氟化或部分氟化的酮、全氟化或部分氟化的醚、全氟化或部分氟化的酯、全氟化或部分氟化的氰基化合物和烃化合物。更优选地，该至少一种化合物是选自下组的惰性气体，该组由以下项组成：空气、合成空气、空气组分、n2、o2、co2、n2o、he、ne、ar、xe和sf6；优选地该至少一种化合物是n2。
术语“惰性气体”旨在表示不与根据本发明的化合物反应的气体。优选地，该惰性气体选自以下列表，该列表由以下项组成：空气、合成空气、空气组分、n2、o2、co2、n2o、he、ne、ar、xe或sf6；更优选地，该惰性气体是n2。
优选地，该至少一种化合物是全氟化或部分氟化的酮。术语“酮”旨在表示将至少一个羰基与被附接到该羰基的碳上的两个碳原子结合的化合物。其应包括饱和化合物和包括双键和/或三键的不饱和化合物。酮的至少部分氟化的烷基链可以是直链或支链的。术语“酮”还应包括具有环状碳骨架的化合物。术语“酮”可以包含附加的链内杂原子，例如，至少一个杂原子是碳骨架的一部分和/或被附接到碳骨架上。更优选地，该至少一种化合物是全氟化酮。合适的全氟化酮的实例包括1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)-丁-2-酮；1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-十氟戊-2-酮；1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-十氟戊-3-酮、1,1,1,4,4,5,5,5,-八氟-3-双-(三氟甲基)-戊-2-酮；并且最优选七氟异丙基-三氟甲基-酮。
还优选地，该至少一种化合物是全氟化或部分氟化的醚。术语“醚”旨在表示结合至少一个“-c-o-c-”部分的化合物。尤其合适的实例包括五氟-乙基-甲基醚和2,2,2-三氟乙基-三氟甲基醚。
还优选地，该至少一种化合物是全氟化或部分氟化的酯，即结合至少一个“-c(o)o-”部分的化合物。合适的化合物是本领域已知的，尤其合适的实例包括三氟乙酸的甲基、乙基和三氟甲基的酯。
还优选地，该至少一种化合物是全氟化或部分氟化的氰基化合物，即结合结构“-c≡n”的至少一个部分的化合物。优选地，该氰基化合物是全氟化的，更优选地该氰基化合物选自以下列表，该列表由以下项组成：全氟化的甲基、乙基、异丙基、丙基、丁基、异丁基和叔丁基的腈。
还优选地，该至少一种化合物是全氟化或部分氟化的烃化合物。“烃化合物”旨在表示饱和的或不饱和的烃，其除了氟取代之外还可以被其他卤素原子(例如cl、br、和/或i)取代。适合的实例包括chf3、c2f4、cf3cf2cf2cf2i、以及cf2cl2。
术语“电作用零件”必须被非常广泛地理解。优选地，该电作用零件涵盖用于产生、分配或使用电能的任何零件，前提是它包含气密壳体，其中介电绝缘介质提供承受电压或电流的零件的介电绝缘。优选地，这些电作用零件是中电压或高电压零件。术语“中电压”指的是在1kv至72kv的范围内的电压；术语“高电压”指的是超过72kv的电压。虽然这些是本发明的框架中的优选的电作用零件，但是这些零件还可以是被涉及的具有低于1kv的电压的低电压零件。
必须指出的是，本发明的电作用零件可以是“独立”零件，或者它们可以是例如装置的零件的组件的一部分。现在这将进行详细解释。
电作用零件可以是开关，例如快速接地开关，切断器，负载断连开关或压气式断路器，特别是中电压断路器(gis-mv)、发电机断路器(gis-hv)、高电压断路器，汇流条，套管，气体绝缘电缆，气体绝缘传输线，电缆接头，电流互感器，电压互感器或电涌放电器。
电作用零件还可以是旋转电机、发电机、发动机、驱动器、半导体设备、计算机、电力电子设备或高频零件的一部分，例如天线或点火线圈。
本发明的方法尤其适合用于中电压开关装置和高电压开关装置。
在本发明的方法中使用的绝缘介质当在本发明的方法中使用时，优选地是处于气态。然而，取决于条件(例如温度和压力)，在该条件下进行该方法，该绝缘介质还可以是至少部分地处于液态。
在电作用零件中，该绝缘介质优选地是在等于或大于0.1巴(绝对值)的压力下。该绝缘介质优选地是在等于或低于30巴(绝对值)的压力下。优选的压力范围是从1至20巴(绝对值)。
处于气相的具有通用结构(i)的化合物的分压尤其取决于其在绝缘介质中的浓度。如果介电绝缘介质由具有通用结构(i)的化合物组成，则其分压等于总压力并且对应于以上给出的范围。如果该介质包括惰性气体，则具有通用结构(i)的化合物的分压相应地是较低的。等于或低于10巴(绝对值)的具有通用结构(i)的化合物的分压是优选的。
还优选的是，该化合物或该混合物分别是使得在电装置的气氛中的气候条件或温度下、在电零件的压力下，在该介电绝缘介质中的组分基本上没有冷凝发生。术语“基本上没有冷凝”表示该介电绝缘介质的按重量计至多5％、优选地按重量计至多2％冷凝。例如，选择具有式(i)的化合物的量、惰性气体的种类和量，使得具有式(i)的化合物的分压低于其中在-20℃下观察到具有式(i)的化合物的冷凝的压力。
在第二方面，本发明涉及一种组合物，该组合物由以下项组成、基本上由以下项组成、或包含以下项：至少一种具有通式(i)的化合物：f-n(cnhmf(2n+1)-m)(cn’hm’f(2n’+1)-m’)，其中，n是1、2、3、4、或5并且m是在0与2n之间的整数，并且其中n’是2、3、4、或5并且m’是在0与2n’之间的整数；以及至少一种另外的化合物，其选自下组，该组由以下项组成：惰性气体、全氟化或部分氟化的酮、全氟化或部分氟化的醚、全氟化或部分氟化的酯、全氟化或部分氟化的氰基化合物和烃化合物。
优选地，该组合物由以下项组成、基本上由以下项组成、或包含以下项：nf(cf3)(c2f5)和至少一种选自下组的化合物，该组由以下项组成：惰性气体、全氟化或部分氟化的酮、全氟化或部分氟化的醚、全氟化或部分氟化的酯、全氟化或部分氟化的氰基化合物和烃化合物。
更优选地，该组合物由以下项组成、基本上由以下项组成、或包含以下项：nf(cf3)(c2f5)和至少一种选自下组的化合物，该组由以下项组成：空气、合成空气、空气组分、n2、o2、co2、n2o、he、ne、ar、xe或sf6；优选地由以下项组成、基本上由以下项组成、或包含以下项：nf(cf3)(c2f5)和n2。
在第三目的中，本发明涉及一种用于产生、分配和/或使用电能的装置，其中该装置包括被安排在气密壳体中的电作用零件，并且所述气密壳体含有绝缘介质，该绝缘介质包含至少一种具有通式(i)的化合物、基本上由其组成，或由其组成：f-n(cnhmf(2n+1)-m)(cn’hm’f(2n’+1)-m’)，其中，n是1、2、3、4、或5并且m是在0与2n之间的整数，并且其中n’是2、3、4、或5并且m’是在0与2n’之间的整数；或含有绝缘介质，该绝缘介质由如上所定义的本发明的组合物组成、基本上由该组合物组成，或包含该组合物。优选地，该绝缘介质由nf(cf3)(c2f5)组成、基本上由nf(cf3)(c2f5)组成，或包含nf(cf3)(c2f5)。还优选地，该装置是中电压或高电压开关装置。
本发明的另一个目的涉及如在此所述的本发明的化合物或混合物作为介电绝缘介质或作为介电绝缘介质的成分的用途以及它们作为干蚀刻剂(例如，腔室清洁剂)，确切地，作为nf3的替代物用于等离子体增强的腔室清洁的用途。
本发明的另一个目的是具有通式(i)的化合物作为以下项的用途：作为在制造闭孔聚氨酯、苯酚泡沫和热塑性泡沫中作为起泡剂的碳氟化合物或氢氟碳化合物的替代物，作为气溶胶中的推进剂，作为传热介质，作为灭火剂，作为如用于热泵的动力循环工作流体，作为用于聚合反应的惰性介质，作为用于从金属表面除去微粒的流体，作为可以例如用于将润滑剂的细膜放置在金属零件上的载体流体，作为从抛光表面如金属除去磨光研磨化合物的磨光研磨剂，作为用于如从珠宝或金属零件除去水的置换干燥剂，作为常规电路制造技术中的抗蚀剂显影剂(包括氯型显影剂)，或作为用于光致抗蚀剂的剥离剂(当与例如氯代烃如1,1,1-三氯乙烷或三氯乙烯一起使用时)。
本发明的另一个目的是具有通式(i)的化合物作为使电作用零件绝缘的介电介质的用途：f-n(cnhmf(2n+1)-m)(cn’hm’f(2n’+1)-m’)其中，n是1、2、3、4、或5并且m是在0与2n之间的整数，并且其中n’是2、3、4、或5并且m’是在0与2n’之间的整数。优选的电作用零件可以是开关，例如快速接地开关，切断器，负载断连开关或压气式断路器，特别是中电压断路器(gis-mv)、发电机断路器(gis-hv)、高电压断路器，汇流条，套管，气体绝缘电缆，气体绝缘传输线，电缆接头，电流互感器，电压互感器或电涌放电器。
如果通过援引方式并入本申请的任何专利、专利申请、和公开物的披露内容与本申请的说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度，则本说明应该优先。
以下实例进一步解释了本发明，而无意限制本发明。
实例
实例1a：nf(cf3)(c2f5)的制造
根据sartori,p.，journaloffluorinechemistry，1997，83，第1-8页制备nf(cf3)(c2f5)。
实例1b：组合物的制造
如在wo98/23363中描述的，在包含静态混合器和压缩机的装置中制造由体积比为1:4的nf(cf3)(c2f5)和n2组成的均匀混合物。
实例2：提供含有实例1的介电绝缘介质的接地电缆
将实例1b的组合物直接进料到用于高电压的接地电缆中，直到实现电缆中10巴(绝对值)的总压力。
实例3：含有体积比为1:4的nf(cf3)(c2f5)和n2的开关装置
使用含有被气密金属外壳包围的开关的开关装置。将实例b1的组合物物经由阀门传递到气密金属外壳中，直到实现18巴(绝对值)的压力。