BRPI0620039A2 - sais do ácido estifìnico - Google Patents
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Abstract
SAIS DO áCIDO ESTIFINICO. A presente invenção refere-se aos sais do ácido estifínico, processos para sua produção e seu uso.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SAIS DO A- CIDO ESTIFÍNICO".
A presente invenção refere-se aos sais do ácido estifínico, pro- cessos para sua produção e seu uso.
Materiais de ignição convencionais, que são usados, por exem- plo, em sistemas de segurança de automóveis, têm a desvantagem, de que devido as baixas temperaturas de decomposição, eles não podem ser usa- dos no compartimento do motor de um automóvel. No compartimento do mo- tor de um automóvel são alcançadas temperaturas de 140°C e mais, o que exige uma temperatura de decomposição de um material de ignição superior a 300°C. Dinitrobenzofuroxanato de potássio, por exemplo, tem uma tempe- ratura de decomposição de aproximadamente 220°C e por isso, é inadequa- do para esse fim.
O objeto da presente invenção foi pôr um material à disposição, que é apropriado como material de ignição e supera as desvantagens do estado da técnica. Outros objetos consistiram em pôr um material de ignição à disposição, que tenha uma temperatura de decomposição, que seja supe- rior a 300°C, que seja livre de metais pesados, que seja apropriado tanto para sistemas mecânicos de ignição, como também para elétricos, que pos- sa ser usado, por exemplo, em sistemas de segurança de automóveis, mu- nição e cartuchos propulsores para dispositivos que atuam como explosivos e/ou cuja fabricação seja possível através de processos técnicos simples.
De acordo com a invenção, esses objetos são resolvidos de ma- neira surpreendente, através das características das reivindicações 1, 4, 11 e 12. Concretizações preferidas encontram-se nas sub-reivindicações.
Surpreendentemente, foi verificado, que esses objetos são re- solvidos através dos sais de metais alcalinos e alcalino-terrosos de acordo com a invenção, do ácido estifínico (2,4,6-trinitro-1,3-dihidroxibenzeno) - a seguir, mencionados abreviadamente estifinatos - sua produção e uso de acordo com a invenção.
Estifinato de potássio, estifinato de cálcio, bem como seu sal misto estifinato de potássio-cálcio são preferidos como material de ignição de acordo com a invenção.
A produção do material de ignição de acordo com a invenção, é realizada partindo de uma solução aquosa de estifinato de magnésio:
- no caso da produção de estifinato de cálcio, através da precipitação da so- lução de estifinato de magnésio mediante adição de nitrato de potássio;
- no caso da produção de estifinato de cálcio, através da precipitação da so- lução de estifinato de magnésio mediante adição de nitrato de cálcio; o esti- finato de cálcio básico forma-se durante a adição de hidróxidos de metais alcalinos na suspensão de estifinato de cálcio;
- no caso da produção de estifinato de potássio-cálcio através da precipita- ção da solução de estifinato de potássio sob adição estequiométrica de nitra- to de cálcio; o estifinato de potássio-cálcio básico forma-se durante a adição de hidróxidos de metais alcalinos na suspensão de estifinato de potássio- cálcio.
Esses estifinatos podem ser utilizados de acordo com a inven- ção, como material de ignição, tanto individualmente, quanto também em mistura entre si e/ou eventualmente em mistura com os aditivos usuais, tais como, por exemplo, agentes de oxidação, agentes de redução, sensibiliza- dores, adesivos, aditivos ricos em energia, bem como moderadores de com- bustão e auxiliares de processamento.
Como aditivos para a utilização dos materiais de acordo com a in- venção, como material de ignição, por exemplo, em sistemas de ignição, podem ser utilizados, por exemplo:
1. agentes de oxidação (individuais ou em misturas): nitratos dos metais alcalinos e alcalino-terrosos ou do amônio, tal como nitrato de sódio ou nitrato de potássio, percloratos dos metais alca- linos e alcalino-terrosos ou do amônio, peróxidos dos metais alcalino- terrosos ou do zinco, preferivelmente peróxido de zinco.
2. Agentes de redução (individuais ou em misturas): alumínio, titânio, hidreto de titânio, boro, hidreto de boro, zircô- nio, hidreto de zircônio, silício, grafita, carvão ativado, fuligem, preferivelmen- te titânio. 3. Sensibilizadores (individuais ou em misturas): tetrazeno, dinitrobenzofuroxanato de potássio, diazodinitrofenol.
4. Adesivos (individuais ou em misturas): adesina, celulose, bem como seus derivados, polivinilbutirais, polinitropolifenileno, éter polinitrofenílico, plexigum, acetato de polivinila e copolímeros, preferivelmente adesina.
5. Aditivos ricos em energia (individuais ou em misturas): hexogênio, octogênio, nitropenta e nitrocelulose.
6. Moderadores de combustão e auxiliares de processamento (individuais ou em misturas):
pó de esferas de nitrocelulose, acetatos de acetonila, salicilatos, silicatos, géis de sílica, nitreto de boro, preferivelmente pó de esferas de nitrocelulose.
Ao üsar os materiais de acordo com a invenção como material de ignição, este se destaca pela liberdade de metais pesados, alta estabili- dade térmica e no caso do estifinato de cálcio e estifinato de potássio-cálcio, pela taxa de cálcio, que devido à formação de cálcio nos resíduos de com- bustão com base nas propriedades tribológicas favoráveis do carbonato de cálcio, é vantajosa para sistemas de armas. As temperaturas de decomposi- ção dos estifinatos de acordo com a invenção, encontram-se em aproxima- damente 335°C. O material de ignição pode ser aceso tanto mecanicamente, quanto também eletricamente.
Individualmente, o objeto da invenção é:
- um sal de metal alcalino e/ou de metal alcalino-terroso do ácido estifínico como material de ignição, em que se trata de estifinato de potássio, estifinato de cálcio ou de seu sal misto estifinato de potássio-cálcio, preferi- velmente de estifinato de cálcio e estifinato de potássio-cálcio básico;
- um estifinato de potássio-cálcio, que contém 10 até 15, preferi- velmente 12 até 14 % em peso, de potássio e 5 até 10, preferivelmente 6 até 8 % em peso, de cálcio;
- um estifinato de potássio-cálcio básico, que contém 10 até 15, preferivelmente 11 até 13 % em peso, de potássio e 10 até 15, preferivel- mente 11 até 13 % em peso, de cálcio; - um processo para a produção de estifinato de potássio através da precipitação da solução aquosa de estifinato de magnésio mediante adi- ção de nitrato de potássio;
- um processo para a produção de estifinato de cálcio através da precipitação da solução aquosa de estifinato de magnésio mediante adição de nitrato de cálcio;
- um processo para a produção de estifinato de cálcio básico através da adição de hidróxidos de metais alcalinos a uma suspensão de estifinato de cálcio;
- um processo para a produção de estifinato de potássio-cálcio através da precipitação da solução de estifinato de potássio mediante adição de nitrato de cálcio, preferivelmente através de adição estequiométrica de nitrato de cálcio;
- um processo para a produção de estifinato de potássio-cálcio básico através da adição de hidróxidos de metais alcalinos a uma suspensão de estifinato de potássio-cálcio;
- o uso de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do áci- do estifínico e/ou um ou mais sais mistos de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do ácido estifínico como materiais de ignição;
- o uso de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do áci- do estifínico e/ou um ou mais sais mistos de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do ácido estifínico como componente de conjuntos de igni- ção, preferivelmente como material de ignição em conjuntos de ignição;
- o uso de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do áci- do estifínico e/ou um ou mais sais mistos de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do ácido estifínico em sistemas de ignição para sistemas de segurança de automóveis, munição e/ou cartuchos propulsores para disposi- tivos que atuam como explosivos;
- o uso de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do áci- do estifínico e/ou um ou mais sais mistos de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do ácido estifínico em sistemas de ignição para sistemas de segurança de automóveis, preferivelmente naqueles, que são utilizados no compartimento do motor de um veículo;
- o uso de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do áci- do estifínico e/ou um ou mais sais mistos de sais de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos do ácido estifínico em sistemas de ignição, que são aciona- dos eletricamente.
A seguir, a invenção é exemplarmente esclarecida, sem limitar a invenção aos exemplos:
Exemplo 1: Estifinato de potássio-cálcio: Estifinato de potássio-cálcio básico, preparado através da preci- pitação da solução de estifinato de potássio e adição estequiométrica de ni- trato de cálcio, foi examinado com a espectroscopia de absorção atômica. Foram encontradas as seguintes proporções de potássio e cálcio: potássio: cerca de 13 % em peso cálcio: cerca de 7 % em peso
Exemplo 2: Estifinato de potássio-cálcio básico; Estifinato de potássio-cálcio, preparado através da adição de hidróxidos de metais alcalinos a uma suspensão de estifinato de potássio- cálcio, foi examinado com a espectroscopia de absorção atômica. Foram encontradas as seguintes proporções de potássio e cálcio: potássio: cerca de 11,5 % em peso cálcio: cerca de 12 % em peso
As temperaturas de decomposição, sensibilidades ao atrito e golpe das substâncias são apresentadas na tabela 1. A medição das sensibi- lidades ao atrito e golpe foi efetuada pelos métodos da Bundesanstalt für Materialforschung (BAM), enquanto a medição das temperaturas de decom- posição foi efetuada com a análise termogravimétrica (Fa. Mettler) com uma taxa de aquecimento de IO0C por minuto. Tabela 1:
<table>table see original document page 7</column></row><table>
Claims (12)
1. Sal do ácido estifínico caracterizado pelo fato de este é um sal de metal alcalino e/ou alcalino-terroso do ácido estifínico, preferivelmente estifinato de potássio, estifinato de cálcio, o sal misto estifinato de potássio- cálcio, de modo particularmente preferido o estifinato de cálcio básico ou estifinato de potássio-cálcio básico.
2. Estifinato de potássio-cálcio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que este contém 10 até 15, preferivelmente 12 até 14% em peso, de potássio e 5 até 10, preferivelmente 6 até 8% em peso, de cálcio.
3. Estifinato de potássio-cálcio básico de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que este contém 10 até 15, preferivel- mente 11 até 13% em peso, de potássio e 10 até 15, preferivelmente 11 até 13% em peso, de cálcio.
4. Processo para a produção de sais do ácido estifínico como definidos na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que para a produção de estifinato de potássio de solução de estifinato de magnésio acrescenta-se nitrato de potássio e para a produção de estifinato de cálcio de solução de estifinato de magnésio aquosa, acrescenta-se nitrato de cálcio.
5. Processo para a produção de estifinato de cálcio básico como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o hidróxido de metal alcalino é acrescentado a uma suspensão de estifinato de cálcio.
6. Processo para a produção de estifinato de potássio-cálcio como definido na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o nitra- to de cálcio, preferivelmente uma quantidade estequiométrica de nitrato de cálcio é acrescentado a uma solução de estifinato de potássio.
7. Processo para a produção de estifinato de potássio-cálcio bá- sico como definido na reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de se acrescentar hidróxido de metal alcalino a uma suspensão de estifinato de potássio-cálcio.
8. Utilização de um ou mais sais do ácido estifínico como defini- do em pelo menos uma das reivindicações 1 até 3 como material de ignição.
9. Utilização de um ou mais sais do ácido estifínico como defini- do em pelo menos uma das reivindicações 1 até 3 como componente de conjuntos de ignição, preferivelmente como material de ignição em conjuntos de ignição.
10. Utilização de um ou mais sais do ácido estifínico como defi- nido em pelo menos uma das reivindicações 1 até 3 em sistemas de ignição para sistemas de segurança de veículos, munição e/ou cartuchos propulso- res para dispositivos que atuam como explosivos.
11. Utilização de um ou mais sais do ácido estifínico como defi- nidos em pelo menos uma das reivindicações 1 até 3 em sistemas de igni- ção para sistemas de segurança de veículos, preferivelmente naqueles, que são utilizados no compartimento do motor de um veículo.
12. Utilização de um ou mais sais do ácido estifínico como defi- nidos em pelo menos uma das reivindicações 1 até 3 em sistemas de igni- ção, que são acionados eletricamente.
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