JPS5838246A - Isopropylbenzyl cyanoethyl ether and electrical insulating oil containing the same - Google Patents

Abstract

NEW MATERIAL:Isopropylbenzyl cyanoethyl ether of the formula. USE:An electrical insulating oil having a high dielectric constant, relatively good insulating property, dielectric stength, incombustibility and remarkably improved impregnating property compared with that of tricresyl phosphate (TCP). PROCESS:Isopropylbenzyl alcohol is reacted with acrylonitrile in the presence of an alkaline catalyst, e.g. NaOH, at ordinary temperature -70 deg.C to give the aimed compound. The addition of the acrylonitrile at one time in the reaction causes side reactions, e.g. the polymerization of the acrylonitrile. Therefore, the acrylonitrile is preferably added thereto in small portions.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高〜・誘電率と比較的曳好な絶縁性を有する新
規化合物であるイソブービルベンジルシアノエチルエー
テルおよびこの化合物を含有する電気絶縁油に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to isobubyl benzyl cyanoethyl ether, a new compound having a high dielectric constant and relatively good insulation properties, and an electrical insulating oil containing this compound.

電気装置の小型化．軽量化の進歩は著しいものがあるが
，これら電気装置の構成Ｓａの５ちで。Miniaturization of electrical equipment. Although there has been remarkable progress in weight reduction, the structure of these electrical devices is Sa.5.

小型化の最も困難なものの１つはコンデンサーであり．
これが小型化．Ｓ量化のネックとなっている場合が屡々
ある．％にオイルーンデンナーのよ５な比較的高電圧，
高容量のコンデンサーはその形状が太き《、また重量も
大きいので、この小型化は装置全体の゜小型化に大きく
寄与し，その小型化が切望されている。One of the most difficult things to miniaturize is a capacitor.
This is miniaturization. This is often the bottleneck in S quantification. Relatively high voltage such as 5% of oil run denner,
Since high-capacity capacitors are thick in shape and heavy in weight, their miniaturization greatly contributes to the miniaturization of the entire device, and miniaturization is strongly desired.

オイルコンデンナーの小型化のためｋは，電気絶縁油お
よび誘電体材料が共κ誘電率が大きく。In order to miniaturize oil condensers, the electric insulating oil and the dielectric material both have a large dielectric constant.

また絶縁破壊電圧の高い材料であることが好ましい。導
電体材料としては１例えばポリ７ツ化ビニリデン、シア
ノエチル奄ルａ−１．シアノエチル化ヒドロキシセルー
ーズなどの誘電率が１０〜２５のものが既に開発されて
いる。しかしこれらの含浸剤として使用される電気絶縁
油としては。Further, it is preferable that the material has a high dielectric breakdown voltage. Examples of the conductive material include polyvinylidene heptatide, cyanoethyl amyl a-1. Materials having a dielectric constant of 10 to 25, such as cyanoethylated hydroxy cellulose, have already been developed. However, as electrical insulating oils are used as impregnating agents for these.

高絶縁性の絶縁油として用いられる鉱物油や芳香族系炭
化水素油の誘電率は２．２〜２．５であり、また難燃性
電気絶ＩＩｋ油とし【用いられる比較的高誘電率の正リ
ン酸エステル油でも、誘電率はせいぜい１５程度であり
、前述の誘電体に比して着しく低い誘電率しか持たない
。The dielectric constant of mineral oils and aromatic hydrocarbon oils used as highly insulating oils is 2.2 to 2.5, and the dielectric constants of mineral oils and aromatic hydrocarbon oils used as highly insulating oils are 2.2 to 2.5. Orthophosphate ester oil also has a dielectric constant of about 15 at most, which is considerably lower than that of the dielectric materials mentioned above.

更にコンデンサーを組立てた場合のコンデンサー容量な
大にするためには、誘電体材料と含浸油との親和性（含
浸性）も重要である。しかしトリクレジル７オスフエー
ト（ＴＣＰ）のよ５な比較的誘電率の高い正リン酸エス
テル系の油は、高誘電率の誘電材料として最も良く使用
されるポリフッ化ビニリデンフィルムとの親和性が悪く
、含浸油が均一にフィルム面を濡らし難いととによりフ
ィルム面に気泡が残りコンデンサーの耐圧を著しく低下
させる場合が屡々ある。従って含浸油が７フ化ビニリデ
ンフイルムのような高誘電率フィルムと良好な親和性を
有することも好ましい。Furthermore, in order to increase the capacity of the capacitor when assembled, the affinity (impregnability) between the dielectric material and the impregnating oil is also important. However, orthophosphoric acid ester oils with a relatively high dielectric constant such as tricresyl 7 phosphate (TCP) have poor affinity with polyvinylidene fluoride film, which is most commonly used as a dielectric material with a high dielectric constant. It is often difficult for the oil to uniformly wet the film surface, resulting in air bubbles remaining on the film surface and significantly lowering the withstand pressure of the condenser. Therefore, it is also preferred that the impregnating oil has good affinity with high dielectric constant films such as vinylidene heptafluoride films.

更Ｋまた多（の民生用電気器具では離燃性が要求される
が、　ＴＣＰのような正リン酸エステル系油は離燃性を
持ち、すぐれた材料である。そこであらたに％られるよ
り高誘電率の油が、正リン酸エステル系油と任意に流会
することができ、必要な離燃性を保つと共に更に誘電率
や誘電体材料の含浸性の向上された絶縁油となるとすれ
ば一層好まし−１゜ 本発明は上述したコンデンサー含浸油に要求されるｓｋ
の性能を有する新規な化合物に関するものであり、下記
の一般式国で示されるイソプロピルベンジルシアノエチ
ルエーテルおよびこれを含有する電気絶縁油を提供する
ものである。Flame retardant properties are required for consumer electric appliances, and orthophosphate ester oils such as TCP have flammability properties and are excellent materials. If an oil with a dielectric constant can be freely mixed with an orthophosphoric acid ester oil and maintain the necessary flammability, it will become an insulating oil with an improved dielectric constant and impregnating properties for dielectric materials. More preferably -1゜The present invention provides the above-mentioned sk required for the condenser impregnating oil.
The present invention relates to a novel compound having the following performance, and provides isopropyl benzyl cyanoethyl ether represented by the following general formula and an electrical insulating oil containing the same.

本発明のイソプロピルベンジルシアノエチルエーテルは
、イソゾロビルインジルアルコールにアルカリ性触媒の
存在下で７クリロニ）９ルを反応させて得られるもので
、オルソ−、メタ−およびノツーの異性体を有するが、
電気絶縁油として用いる場合には強いて異性体を分−す
る必要はない。The isopropyl benzyl cyanoethyl ether of the present invention is obtained by reacting isozolobyl indyl alcohol with 7 cryloni)9 in the presence of an alkaline catalyst, and has ortho, meta, and notso isomers.
When used as an electrical insulating oil, it is not necessary to separate the isomers.

上記の反ｊ１５に使用するアルカリ触媒として４−１．
水酸化ナトリクム、水酸化カリウム、炭陵ナトリウム、
炭酸カリウムなどを使用し得るが、一般には水酸化すＦ
リウムが用いられる。アクリ四ニトリルは反応終期には
過剰量であることが好ましいが。4-1 as an alkali catalyst used in the above reaction j15.
Sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium charcoal,
Potassium carbonate etc. can be used, but in general hydroxide F
lium is used. Acrytetranitrile is preferably used in an excess amount at the end of the reaction.

反応時に一度に加えると反応Ｍによりアクリ−ニトリル
の重合等の副反応が生成するので、少食ずつ添加するこ
とが好ましい０反応温度は常温乃至７０Ｃが最も良い。If it is added all at once during the reaction, side reactions such as polymerization of acryl-nitrile will occur due to reaction M, so it is preferable to add it in small portions.The best reaction temperature is room temperature to 70C.

本発明のイソプロピルベンジルシアノエチルエーテルの
誘電率は約１７であり、芳香族炭化水素系絶縁油の６〜
７倍、ＴＣＰの約２．５倍という極め【高い値を有し、
ＪＩＥ追−２！１２０に準拠しｃｉｍ定した絶縁破壊電
圧は５６　ＫＶ７２．５閣でＴＣＰ　　と略々同一の耐
電圧性を有している。またスンデンデーフィル五に対す
る含浸性を推定する数値として。The dielectric constant of the isopropyl benzyl cyanoethyl ether of the present invention is about 17, and the dielectric constant of the aromatic hydrocarbon insulating oil is about 6 to 1.
It has an extremely high value of 7 times and about 2.5 times that of TCP,
The dielectric breakdown voltage determined by CIM according to JIE Add-2!120 is 56 KV72.5, which is almost the same as TCP. Also, as a numerical value for estimating the impregnability of Sunden Day Fill 5.

フィルムとの接触角を測定すると、本発明のイソプロピ
ルベンジルシアノエチルエーテルは１例えばポリフッ化
ビニリデンフィルムとの接触角は５゜である、これに対
しＴＯＰ　ＩＤポリフッ化ビｘ９デンフイルムとの接触
角は２４８と極め【大きな値である。さらにコンデンサ
ーの含浸試験に於いても。When measuring the contact angle with a film, the contact angle of the isopropyl benzyl cyanoethyl ether of the present invention with a polyvinylidene fluoride film is 1, for example, 5°, whereas the contact angle with a TOP ID polyvinylidene fluoride film is 248°. [It is a large value.] Furthermore, in capacitor impregnation tests.

本発明の油はＴＯＰ　Ｋ比して格段に優れた含浸性を有
している。更にまた本発明のイソプ０ｅＪＩｙ−！ンジ
ルシアノエチルエーテルは芳香族系炭化水素油。The oil of the present invention has much better impregnating properties than TOP K. Furthermore, the isopOeJIy-! of the present invention! Dilcyanoethyl ether is an aromatic hydrocarbon oil.

正リン酸エステル系油などの公知の絶縁性油と任意の割
合に相溶するので必ｌ！に応じ他の絶縁性油とｓｅｔ、
、望ましい誘電率、耐電圧および不燃性郷を有する電気
絶縁油とすることが可能である。It is a must as it is compatible with known insulating oils such as orthophosphate ester oils in any proportion! Set with other insulating oil as required,
, it is possible to make an electrical insulating oil with desirable dielectric constant, withstand voltage and non-flammability properties.

混合比は重量比として１００：０〜１：９９（後者が他
の絶縁油）とすることができる一本発明のイソプロピル
ベンジルシアノエチルエーテルは上述した電気絶縁油の
みならず、その大きな誘電率を化カルた他の電気的用途
又は大きな誘電率および強い極性を利用する化学反応の
溶媒などにも使用することができる。The mixing ratio by weight can be 100:0 to 1:99 (the latter being other insulating oil). It can also be used in other electrical applications or as a solvent for chemical reactions that take advantage of its large dielectric constant and strong polarity.

以下の実施例によって本発明を具体的に説明する。The present invention will be specifically explained by the following examples.

実施例１ 東京化成製イソプロピルベンジルアルコール（）（う／
メタ比約７：３の異性体混合物）　１０００ｄ、純度９
０嗟、を真空蒸留し、純度９８ｓ、無色透明のイソプロ
ピルベンジルアルコール７００１を得た。Example 1 Isopropylbenzyl alcohol () manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.
mixture of isomers in a meta ratio of approximately 7:3) 1000d, purity 9
The product was vacuum distilled to obtain colorless and transparent isopropylbenzyl alcohol 7001 with a purity of 98s.

イソプロピルベンジルアルコール３００１．アクリｏ二
）グル３２０１．水１Ｑ　ｍｌ、　ＮａＯＨα６Ｉを秤
量し、１０１００Ｏ三ロフッス′：ＩＫ水とＮａＯＨを
投入しＮａＯＨを溶解したのち、イソプロピルベンジル
アルコールを加え、攪拌しながらウォーターバスで５０
ＣＫ加熱しアクリ四ニトリルを反応熱により液温か６０
Ｕ以上にならぬよ５に徐々Ｋｍ下し反応させた。アクリ
１−　＝　）ダル全量を滴下したのち、更に２時間はと
反応させ、ＨＯＩを加えｐＨを７程度になるよう中和し
た・ 過剰の未反応アクリロエトダルを減圧下７０〜９０Ｃの
麺皮で除去した・ 次に反応液に３〜５倍の容柚のクロロフォルムを加え脱
イオン水にて十分洗浄し、イオン性不純物を除去した。Isopropylbenzyl alcohol 3001. Acrylic o2) Guru 3201. Weighed 1Q ml of water and NaOHα6I, added 10,100O3 ml of IK water and NaOH to dissolve the NaOH, added isopropylbenzyl alcohol, and heated in a water bath for 50 minutes with stirring.
Heating CK, acryl tetranitrile is heated to a liquid temperature of 60℃ due to the reaction heat.
I gradually lowered the Km to 5 to make it react. After dropping the entire amount of acryloethodal, it was allowed to react for another 2 hours, and HOI was added to neutralize the pH to about 7. Excess unreacted acryloethodal was removed with noodle wrappers at 70-90C under reduced pressure. Next, 3 to 5 times the volume of chloroform was added to the reaction solution, and the mixture was thoroughly washed with deionized water to remove ionic impurities.

洗浄後、減圧下でクロロホルムを除去後精溜して純度９
９％のイノブーピルベンジルシアノエチルエーテル（Ａ
性体混合物）を得た。After washing, chloroform is removed under reduced pressure and purified to purity 9.
9% inobupyrbenzylcyanoethyl ether (A
A mixture of chemical substances) was obtained.

このものは比重（２３Ｕ）（１９９９，水銀柱１■にお
ける沸点１１０Ｃ〜１２０Ｃ，２５，６Ｃにおける屈折
率ｔ５０４２であった。尚このイソプレピルベンジルシ
アノエチルエーテルの赤外線図は第１図の通りである。This product had a specific gravity of 23 U (1999), a boiling point of 110 C to 120 C, and a refractive index of t5042 at 25.6 C at 1 square of mercury.The infrared diagram of this isoprepyl benzyl cyanoethyl ether is shown in FIG.

実施Ｆｉ２（電気物性の測定） 実施例１で得たイソプロピルベンジルシアノエチルエー
テル１００重量部に２０重量部の予め１００Ｃで２０時
間熱処理して脱水した活性白土を加え、室温で２０分間
攪拌混合したのち、活性白土を１紙を用いてＰ別したも
のおよび白土処理前のものを試料とした・ まず誘電率εおよび誘電損失ｔａｎδは横筒電機製のＪ
ＩＳ（５−２３２０に準拠した液体誘電体測定用セル・
を用いて室温で１ＫＨｚ″ｃ測定した。導電率σ（８／
ａｘ　）は同じセルを用い、東亜電波製超絶縁計により
室温でｎ、ｃ、５ｏｏｖ印加１分後の値を測定した。ま
た絶縁破壊電圧はＪＩ８　Ｇ−２３２０により測定した
。ｌｌｌ１定値は表１の通りである。Implementation Fi2 (Measurement of electrical properties) To 100 parts by weight of isopropyl benzyl cyanoethyl ether obtained in Example 1, 20 parts by weight of activated clay, which had been dehydrated by heat treatment at 100C for 20 hours, was added, and the mixture was stirred and mixed at room temperature for 20 minutes. The samples were activated clay separated by P using one paper and before clay treatment. First, the dielectric constant ε and dielectric loss tan δ were determined using J made by Yokotsutsu Electric.
Liquid dielectric measurement cell compliant with IS (5-2320)
Conductivity σ(8/
ax) was measured using the same cell using a super megohmmeter made by Toa Denpa at room temperature, 1 minute after applying n, c, and 5 oov. Further, the dielectric breakdown voltage was measured according to JI8 G-2320. The lll1 constant values are shown in Table 1.

！１１１　絶縁油の電気特性 （註）　　ＫＩＢ−４００は呉羽化学製アルキルナフタ
リン系絶縁ｒＩＩ（ジイソプロピルナ７タレン異性体混
合物主成分）である。! 111 Electrical properties of insulating oil (Note) KIB-400 is an alkylnaphthalene-based insulating rII (diisopropylna-7-talene isomer mixture main component) manufactured by Kureha Chemical.

！１ｌ１１１１ｃ他の公知絶縁油および本発明イソプロ
ビルペンジルシアノエチルエ、−チルと近似の構造を有
スるベンジルシアノエチルエーテル（ベンジルアル；−
ルのシアノエチル化物。純度９９．３１！　）の電気物
性を比較のため示したが１本発明化合物はＴＣＰおよび
ＫＩＳ等の公知の絶縁油に比し【格段に大きな誘電率を
有するｋも拘らず、絶縁破壊電圧はＴＣＰと同等であり
、また誘電率も絶縁体の範囲内であり、直流コンデンサ
ー用絶縁油としては極めて有用である。一方インジルシ
アノエチルエーテルは誘電率は高いが、絶縁破壊電圧が
低（、また導電率もはば半導体領域にあり、絶縁油とし
ては不適当である。! 1l1111c Other known insulating oils and benzyl cyanoethyl ether (benzyl al;-
cyanoethylated product of le. Purity 99.31! ) are shown for comparison.1 Compared to known insulating oils such as TCP and KIS, the compound of the present invention has a much larger dielectric constant, but its dielectric breakdown voltage is the same as that of TCP. Also, its dielectric constant is within the range of an insulator, making it extremely useful as an insulating oil for DC capacitors. On the other hand, indyl cyanoethyl ether has a high dielectric constant but a low dielectric breakdown voltage (and conductivity is in the semiconductor region), making it unsuitable as an insulating oil.

実施例３　（誘電体フィルムとの接触角測定）実施例１
で合成したイソプレピルベンジルシアノエチルエーテル
のコンデンｔフィルムへの親和性をみるために接触角を
測定した。結果をａ２に示した。Example 3 (Measurement of contact angle with dielectric film) Example 1
The contact angle of isoprepylbenzyl cyanoethyl ether synthesized in step 1 was measured to determine the affinity for the condensate film. The results are shown in a2.

用いたフィルムはポリプレピレン（ｐｐ）　、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＩＣＴ）、ポＭフッ化ビ二リデ
ン（ＰＶＤＦ）であった。The films used were polypropylene (pp), polyethylene terephthalate (PICT), and polyvinylidene fluoride (PVDF).

比較例としてトリクレジルフォスフェート、アルキルナ
フタレン、ベンジルシアノエチルエーテルについてもあ
わせて例示した。As comparative examples, tricresyl phosphate, alkylnaphthalene, and benzyl cyanoethyl ether were also illustrated.

表２　誘電体フィルムに対する接触角 測定温度 ＰＶＤＦ　７４ｆｉＡ２５Ｃ ＰＰ、Ｐ訂フィルム５０Ｃ 実施例４　（コンデンサフィルム含浸性）コンデンサフ
ィルムに対する含浸性をみるために、巾６０　ｍ、／ｍ
　ｄリッツ化ビニリデン（具現化学１１１ＫＦ　９μコ
ンデンサフイルム）と中５８ｍ／ｍアルン箔電極な対に
してガラス棒ＫＥく５００回はと巻きあげた峰デルコン
デンサを２５Ｃ１常圧下で絶縁油に完全に浸して含浸性
テスシを行なった結果１本発明によるイノプロピルベン
ジルシアノエチルエーテルは強（巻き締められた内層部
でも２時間でフィルム巾の中央部まで完全にオイルが滲
透し、はぼ完全な含浸（常圧含浸なので、多少気泡が残
る）が行なわれたのに対し、　ＴＣＰの場合は内層部の
中央に中２５　ｍ／ｍの未含浸部分が残存した。Table 2 Contact angle measurement temperature for dielectric film PVDF 74fiA25C PP, P film 50C Example 4 (Capacitor film impregnation property) In order to check the impregnation property for capacitor film, width 60 m/m
A Minedel capacitor, which had been wound up 500 times with a glass rod made of vinylidene nitride (Gyugen Kagaku 111KF 9μ capacitor film) and a medium 58m/m Arun foil electrode, was completely immersed in 25C1 insulating oil under normal pressure. Result of impregnating test 1 The inopropyl benzyl cyanoethyl ether according to the present invention has strong properties (even in the tightly wound inner layer, the oil completely permeates to the center of the film width in 2 hours, and it is almost completely impregnated (at normal pressure). However, in the case of TCP, an unimpregnated area of 25 m/m remained in the center of the inner layer.

実施例５ 実施例１で合成したイノプロピルベンジルシアノエチル
エーテルをＴＣＰまたはＫＩＳ　−４００と混合したと
ころ、任意の割合で混合することが確認された。混合に
より得られた絶縁油の電気物性の一例を表３に示した。Example 5 When inopropyl benzyl cyanoethyl ether synthesized in Example 1 was mixed with TCP or KIS-400, it was confirmed that they could be mixed in any ratio. Table 3 shows an example of the electrical properties of the insulating oil obtained by mixing.

表３　イソプロピル４レジ〃シアノエチルエーテルに他
の絶縁油を混食した混合絶縁油の電気物性豪　混合絶縁
油中の他の絶縁油の重量−Table 3 Electrical properties of mixed insulating oil made by mixing isopropyl 4 resin cyanoethyl ether with other insulating oil Weight of other insulating oil in mixed insulating oil -

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明によるイソプロビルベンジルシ（ほか３
名）Figure 1 shows the isoprobil benzyl group (and 3
given name)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１１一般式山 で示されるイツプＩｌｌ／Ｊ／ベンジルシアノエチルエ
ーテル。 （２）一般式因 で示されるイソプ田ビにインジルシアノエチルエーテル
を含有する電気絶縁油。 （３）　　一般式因で示されるイツゾ■ビにインジルシ
アノエチルエーテルと他の電気絶縁油との渦食物よりな
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電気絶
縁油。 （４）他の電気絶縁性油は芳香族系炭托水素油若しくは
芳香族系正リン酸エステル油より選ばれた少なくとも１
種の絶縁性油であることを特徴とする請求[Claims] (Ill/J/benzyl cyanoethyl ether represented by the general formula 11. (2) Electrical insulating oil containing indyl cyanoethyl ether in the isoptyl ether represented by the general formula. (3) The electrical insulating oil according to claim 2, characterized in that it consists of a mixture of indyl cyanoethyl ether and other electrical insulating oils represented by the general formula. (4) Other electrical insulating oils The insulating oil is at least one selected from aromatic hydrocarbon oil or aromatic orthophosphate oil.
A claim characterized in that it is a seed insulating oil.