CZ20024237A3 - Premature firing powder for thermal fuses for airbag gas generators - Google Patents

Premature firing powder for thermal fuses for airbag gas generators Download PDF

Info

Publication number
CZ20024237A3
CZ20024237A3 CZ20024237A CZ20024237A CZ20024237A3 CZ 20024237 A3 CZ20024237 A3 CZ 20024237A3 CZ 20024237 A CZ20024237 A CZ 20024237A CZ 20024237 A CZ20024237 A CZ 20024237A CZ 20024237 A3 CZ20024237 A3 CZ 20024237A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
parts
powder according
premature
amount
Prior art date
Application number
CZ20024237A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ296114B6 (en
Inventor
Eduard Gast
Peter Semmler
Bernhard Schmid
Christian Recker
Original Assignee
Nigu Chemie Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nigu Chemie Gmbh filed Critical Nigu Chemie Gmbh
Priority to CZ20024237A priority Critical patent/CZ296114B6/en
Publication of CZ20024237A3 publication Critical patent/CZ20024237A3/en
Publication of CZ296114B6 publication Critical patent/CZ296114B6/en

Links

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

The present invention relates to a rapid ignition powder for thermal fuses intended for use in airbag gas generators, which powder is capable of a thermally controlled ignition of gas-producing mixtures far below the critical temperature, said mixtures usually being used in gas generators. The inventive powder has a weight loss substantially lower than 3 %percent by weight when kept for more than 400 hours at warm storage temperatures of 110 degC and still remains completely functional. The inventive rapid ignition powder contain at least one fuel selected from the group including 2-thiohydantoin and 2-thiobarbituric acid, at least one oxidant, at least one stabilizing agent and optionally processing agents, auxiliary fuels and filling agents.

Description

Předčasně zapalující prášek pro tepelné pojistky pro generátory plynů pro airbagyPremature igniting powder for thermal fuses for airbag gas generators

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká předčasně zapalujícího prášku pro tepelné pojistky k bezproudému vznícení plynových vsázek používaných v generátorech plynů pro airbagy v automobilech.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to premature igniting powder for thermal fuses for the instantaneous ignition of gas charges used in automobile airbag gas generators.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Plynové vsázky používané v generátorech plynů pro airbagy automobilů mají většinou vysokou tepelnou stabilitu. Pro řízené vznícení plynové vsázky za vysoké okolní teploty, například v případě požáru v automobilu, se používají tak zvané tepelné pojistky. Taková tepelná pojistka zajišťuje, že před a po instalaci, to jest v automobilu, se výsledný generátor plynu nezapálí teprve nekontrolované zvýšenou teplotou, což by pak mohlo vést k netěsnosti nebo dokonce roztržení krytu generátoru plynu, zejména v případě krytu z hliníku. Tedy, tepelná pojistka zajišťuje, že reakce plynové vsázky se tepelně spustí hluboko pod touto kritickou teplotou. Takto se předčasnou reakcí a kontrolovaným vznícením plynové vsázky předejde destrukci krytu generátoru plynu a odstraní nebezpečí s tím spojená.The gas charges used in gas generators for car airbags usually have high thermal stability. The so-called thermal fuses are used for the controlled ignition of the gas charge at high ambient temperatures, for example in the event of a car fire. Such a thermal fuse ensures that before and after installation, i.e. in a car, the resulting gas generator does not ignite only at an uncontrolled elevated temperature, which could then lead to leakage or even tearing of the gas generator housing, especially in the case of an aluminum housing. Thus, the thermal fuse ensures that the gas charge reaction is thermally triggered well below this critical temperature. Thus, by premature reaction and controlled ignition of the gas charge, destruction of the gas generator housing is prevented and the associated hazards are eliminated.

Jedno z možných provedení tepelné pojistky sestává z pouzdra naplněného předčasně zapalujícím práškem, což je pyrotechnická směs v množství 0,1 až 0,5 g, například ve formě granulátu, která se sama vznítí za teploty mezi 150 °C a 200 °C a uvolní dostatečné množství tepla k zapálení vlastní roznětky a/nebo plynové vsázky.One possible embodiment of the thermal fuse consists of a housing filled with a premature igniting powder, which is a pyrotechnic mixture in an amount of 0.1 to 0.5 g, for example in the form of a granulate, which ignites itself at a temperature between 150 ° C and 200 ° C and releases sufficient heat to ignite the igniter and / or gas charge.

• * · • · • · · · · ·• * · · · · · · · · · · · · ·

- 2 V případě nárazu vozidla se pyrotechnické generátory plynu pro airbagy obvykle zapalují proudovým impulsem ze snímače. Vznícení je podporováno roznětkou, která spolu s horkým plynem a pevnými částicemi vznikajícími za této situace zapálí téměř synchronně přítomnou plynovou vsázku, která je většinou ve formě tablet. Plynová vsázka při svém vyhoření vytvoří plyn pro naplnění ochranného polštáře. Samozapalná teplota plynových vsázek, které se nyní používají, činí kolem 400 °C u plynových vsázek obsahujících azidy a dosud kolem 300 °C u plynových vsázek bez azidů.- 2 In the event of a vehicle collision, pyrotechnic airbag gas generators are usually ignited by a current pulse from the sensor. The ignition is supported by an igniter which, together with the hot gas and the solid particles produced in this situation, ignites the gas mixture present almost synchronously, which is mostly in the form of tablets. The gas charge, when burned, creates gas to fill the protective cushion. The auto-ignition temperature of the gas feedstocks now in use is about 400 ° C for azide-containing gas feedstocks and up to about 300 ° C for azide-free gas feedstocks.

Podle dosavadního stavu techniky se až dosud jako předčasně zapalující prášek pro tepelné pojistky používal stabilizovaný nitroceluózový prášek, který má samozápalnou teplotu (bod rozkladu) v rozsahu 150 °C až 200 °C. Zmíněný nitroceluózový prášek však nesplňuje požadavky na stabilitu, které v poslední době klade automobilový průmysl. Tepelná pojistka by měla obstát při skladování po dobu více než 400 hodin za teploty 107 °C (224 °F, US-patent 5,460,671, sloupec 3) při ztrátě hmotnosti menší než 3 % a při zachování plné fukčnosti. Nitroceluóza však má tendenci se pomalu rozkládat dokonce i za nižších teplot a nezajišťuje tedy funkceschopnost jako předčasně zapalující prášek po delší dobu, která se však požaduje pro automobily.In the prior art, stabilized nitrocellulose powder having a self-igniting temperature (decomposition point) in the range of 150 ° C to 200 ° C has hitherto been used as a premature igniting powder for thermal fuses. However, the nitrocellulose powder does not meet the stability requirements recently imposed by the automotive industry. The thermal fuse should withstand storage for more than 400 hours at 107 ° C (224 ° F, US-Patent 5,460,671, column 3) with a weight loss of less than 3% while maintaining full functionality. However, nitrocellulose tends to decompose slowly even at lower temperatures and thus does not provide functionality as a premature igniting powder for a longer period of time, which is required for cars.

Z dokumentu DE 197 30 873 jsou známy tepelné pojistky, o kterých se uvádí, že jsou schopny tepelně regulovaně zapálit směsi generující plyn, které se obvykle používají v generátorech plynů, hluboko pod kritickou teplotou, přičemž údajně netrpí nedostatky jako nitroceluóza. Pro tyto tepelné pojistky se používají látky nebo směsi látek zvolené ze skupin sloučenin obsahujících oxaláty, peroxodisulfáty (persulfáty), manganistany, nitridy, boritany, bismutitany, formiáty, dusičnany, sulfamáty, • «DE 197 30 873 discloses thermal fuses which are said to be capable of thermally controlled ignition of gas generating compositions commonly used in gas generators, well below a critical temperature while allegedly not suffering from deficiencies such as nitrocellulose. Substances or mixtures of substances selected from the group of compounds containing oxalates, peroxodisulphates (persulphates), permanganates, nitrides, borates, bismutites, formates, nitrates, sulphamates are used for these thermal fuses.

- 3 bromáty nebo peroxidy. Podle dokumentu DE 197 30 873 se dále mohou použít oxidovatelné složky, například explozivní látky s nízkým bodem detonace nebo rozkladu, s výhodou kalciumbistetrazolamin, 3-nitro-l,2,4-triazol-5-on (ΝΤΟ), 5aminotetrazolnitrát, nitroguanidin (NIGU), guanidin-nitrát nebo bis-tetrazolamin. Látky s nižším bodem detonace nebo dekompozice než použitá směs generující plyn, které se však samy rozkládají endotermálním způsobem, vyžadují nejméně jedno palivo a případně redukční činidlo, pokud se mají použít v tepelné pojistce. Jako příklady paliv se uvádějí výše zmíněné oxidovatelné složky. Jako redukční činidlo se například může použít kovový prášek, s výhodou titanový prášek. K ovlivnění detonačních bodů sě kromě jiného mohou přidat oxidační činidla, například dusičnan draselný nebo chloristan draselný nebo směsi těchto oxidačních činidel.- 3 bromates or peroxides. According to DE 197 30 873, oxidizable components can also be used, for example explosives with a low detonation or decomposition point, preferably calciumumbistetrazolamine, 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one (ΝΤΟ), 5 aminotetrazolonitrate, nitroguanidine ( NIGU), guanidine nitrate or bis-tetrazolamine. Substances with a lower detonation or decomposition point than the gas generating mixture used, but which decompose themselves endothermally, require at least one fuel and possibly a reducing agent if they are to be used in a thermal fuse. Examples of fuels are the oxidizable components mentioned above. For example, a metal powder, preferably a titanium powder, may be used as the reducing agent. Oxidizing agents, for example potassium nitrate or potassium perchlorate or mixtures of these oxidizing agents, may be added to influence the detonation points.

US patent 5,460,671 popisuje zapalovací prášek sestávající ze směsi výbušného a oxidačního činidla. Oxidační činidla jsou zvolena ze skupiny obsahující chlorečnany alkalických kovů nebo alkalických zemních kovů nebo jejich směsi, zejména chlorečnan draselný nebo sodný. Příkladem paliv jsou uhlovodíky jako je Dglukóza, D-galaktóza, D-ribóza a podobně.US Patent 5,460,671 discloses an ignition powder consisting of a mixture of an explosive and an oxidizing agent. The oxidizing agents are selected from the group consisting of alkali metal or alkali earth metal chlorates or mixtures thereof, especially potassium or sodium chlorate. Examples of fuels are hydrocarbons such as D-glucose, D-galactose, D-ribose and the like.

Z dokumentu WO 99/41213 je znám předčasně zapalující prášek, který je tvořen směsí nejméně jednoho paliva, nejméně jednoho oxidačního činidla, nejméně jednoho stabilizačního činidla a případně prostředků usnadňujících zpracování, pomocných paliv a plniv. Palivo je zvoleno ze skupiny obsahující thiomočovinu a její deriváty, jako je Ν,N'-difenylthiomočovina. Jako oxidační činidla se mohou použít chlorečnany, chloristany a dusičnany sodíku, draslíku a stroncia. Příkladem stabilizačních činidel jsou mezi jinými deriváty celuózy, polystyrol a kopolymery polystyrolu, polyamidy a polyakryláty. Tyto prášky vyhovují • ·WO 99/41213 discloses a premature igniting powder consisting of a mixture of at least one fuel, at least one oxidizing agent, at least one stabilizing agent and optionally processing aids, auxiliary fuels and fillers. The fuel is selected from the group consisting of thiourea and its derivatives, such as Ν, N'-diphenylthiourea. Sodium, potassium and strontium chlorates, perchlorates and nitrates can be used as oxidizing agents. Examples of stabilizing agents are, among others, cellulose derivatives, polystyrol and polystyrol copolymers, polyamides and polyacrylates. These powders are suitable for •

- 4 zmíněným požadavkům na stabilitu v automobilovém průmyslu a při zachování plné funkceschopnosti snesou uložení po dobu 400 hodin za teploty 107 °C při ztrátě hmotnosti menší než 3 % hmotn.The above-mentioned stability requirements in the automotive industry, while maintaining full functionality, can withstand bearings for 400 hours at 107 ° C with a weight loss of less than 3% by weight.

Úkolem vynálezu je nalezení předčasně zapalujícího prášku, který bude mít zvýšenou stabilitu, která bude vyšší než výše zmíněná stabilita a bude vyhovovat stále se zpřísňujícím požadavky na stabilitu v automobilovém průmyslu. Zejména se má dosáhnout toho, aby ztráta hmotnosti při skladování za teploty přesahující 107 °C po dobu nejméně 400 hodin byla menší než 3 % hmotn. Po přehřátí generátoru plynu na teplotu nad 240 °C má být tento předčasně zapalující prášek, kterého má být v předčasně zapalovací jednotce použito malé množství 0,1 až 0,5 g, schopen vznítit plynovou vsázku airbagu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a premature igniting powder which has an increased stability which is higher than the aforementioned stability and which meets the increasingly stringent stability requirements in the automotive industry. In particular, it is intended that the weight loss when stored at a temperature exceeding 107 ° C for at least 400 hours is less than 3% by weight. After the gas generator has overheated to a temperature above 240 ° C, this premature igniting powder, to which a small amount of 0.1 to 0.5 g is to be used in the premature ignition unit, is capable of igniting the airbag gas charge.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedený úkol řeší předčasně zapalující prášek pro teplotní bezpečnostní zařízení, obsahující:A premature igniting powder for thermal safety devices comprising:

(A) nejméně jedno palivo zvolené ze skupiny obsahující 2thiohydantoin (1) a kyselinu 2-thiobarbiturovou (2),(A) at least one fuel selected from the group consisting of 2-thiohydantoin (1) and 2-thiobarbituric acid (2),

(B) nejméně jedno oxidační činidlo zvolené ze skupiny obsahující chlorečnany, chloristany a dusičnany sodíku, draslíku a stroncia, to jest NaNO3, KNO3, Sr(NO3)2, NaC103, KC1O3, Sr(C103)2, NaC104, KC1O4, Sr(C104)2, « ·(B) at least one oxidizing agent selected from the group consisting of sodium, potassium and strontium chlorates, perchlorates and nitrates, i.e. NaNO 3 , KNO 3 , Sr (NO 3 ) 2 , NaClO 3 , KClO 3 , Sr (CO 3 ) 2 , NaC10 4 , KC1O 4 , Sr (C10 4 ) 2

- 5 (C) nejméno jedno stabilizační činidlo zvolené ze skupiny obsahující deriváty celuózy, jako jsou ethery a estery celuózy, polystyrén a kopolymery polystyrénu, polyamidy, polyakryláty, polykarbonáty, polypropyleny, polybutyleny, polyoxymethyleny, polyacetáty a sloučeniny polyvinylu.- (C) at least one stabilizing agent selected from the group comprising cellulose derivatives such as cellulose ethers and esters, polystyrene and polystyrene copolymers, polyamides, polyacrylates, polycarbonates, polypropylenes, polybutylenes, polyoxymethylenes, polyacetates and polyvinyl compounds.

Oxidační činidlo (B) je s výhodou zvoleno ze skupiny obsahující KC1O3 a KNO3 a jejich směsi.The oxidizing agent (B) is preferably selected from the group consisting of KClO 3 and KNO 3 and mixtures thereof.

Stabilizační činidlo (C) je s výhodou zvoleno ze skupiny obsahující acetobutyrát celuózy a dikyanodiamid a jejich směsi.The stabilizing agent (C) is preferably selected from the group consisting of cellulose acetobutyrate and dicyanodiamide and mixtures thereof.

Je výhodné, jestliže palivem (A) je 2-thiohydantoin, oxidačním činidlem (B) je KNO3 a/nebo KC1O3 a stabilizačním činidlem (C) je dikyanodiamid a/nebo acetobutyrát celuózy.Preferably, the fuel (A) is 2-thiohydantoin, the oxidizing agent (B) is KNO 3 and / or KCl 3, and the stabilizing agent (C) is dicyanodiamide and / or cellulose acetobutyrate.

Jiná výhodná možnost spočívá v tom, že palivem (A) je kyselina 2-thiobarbiturová, oxidačním činidlem (B) je KNO3 a/nebo KC1O3 a stabilizačním činidlem (C) je dikyanodiamid a/nebo acetobutyrát celuózy.Another preferred option is that the fuel (A) is 2-thiobarbituric acid, the oxidizing agent (B) is KNO 3 and / or KClO 3, and the stabilizing agent (C) is dicyanodiamide and / or cellulose acetobutyrate.

Kromě toho je výhodné, jestliže předčasně zapalující prášek dále obsahuje zpracovávací přísady (D) zvolené ze skupiny obsahující stearáty vápníku a hořčíku, grafit, parafiny s vysokým bodem varu a estery kyseliny citrónové a acylcitrónové v množství 0,5 až 5, s výhodou 0,5 až 3 hmotnostních dílů.In addition, it is preferred that the premix igniting powder further comprises processing ingredients (D) selected from the group consisting of calcium and magnesium stearates, graphite, high boiling paraffins and citric and acyl citric acid esters in an amount of 0.5 to 5, preferably 0, 5 to 3 parts by weight.

Předčasně zapalující prášek kromě toho může obsahovat pomocná paliva (E) zvolená ze skupiny obsahující elementární hliník, zirkon, titan, hořčík, zinek a železo v množství 0,5 až 20, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů.In addition, the premature igniting powder may contain auxiliary fuels (E) selected from the group consisting of elemental aluminum, zirconium, titanium, magnesium, zinc and iron in an amount of 0.5 to 20, preferably 0.5 to 10 and especially 0.5 to 5 parts by weight.

« *«*

- 6 Dále, předčasně zapalující prášek také může obsahovat plniva (F) zvolená ze skupiny obsahující A12O3, TiO2, ZrO2, Fe2O3, Si3N4 a nitrid boru v množství 0,5 až 12, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů.Further, the premature igniting powder may also contain fillers (F) selected from the group consisting of Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 , Si 3 N 4 and boron nitride in an amount of 0.5 to 12, preferably 0.5 to 10 and in particular 0.5 to 5 parts by weight.

Stabilizačním činidlem (C) je s výhodou acetobutyrát celuózy, který jako zpracovávací přísadu (D) obsahuje triethylester kyseliny citrónové, zejména v poměru acetobutyrát celuózy : triethylester kyseliny citrónové přibližně 3:1.The stabilizing agent (C) is preferably cellulose acetobutyrate, which contains as processing additive (D) triethyl citrate, particularly in a ratio of cellulose acetobutyrate: triethyl citrate of about 3: 1.

Palivo (A) je v předčasně zapalujícím prášku přítomno v množství 20 až 40, s výhodou 25 až 35 a zejména 27 až 32 hmotnostních dílů.The fuel (A) is present in the premature igniting powder in an amount of 20 to 40, preferably 25 to 35, and especially 27 to 32 parts by weight.

Oxidační činidlo (B) je v předčasně zapalujícím prášku přítomno v množství 40 až 80, s výhodou 50 až 75 a zejména 60 až 75 hmotnostních dílů.The oxidizing agent (B) is present in the premature igniting powder in an amount of 40 to 80, preferably 50 to 75 and especially 60 to 75 parts by weight.

Stabilizační činidlo (C) je v předčasně zapalujícím prášku přítomno v množství 0,5 až 20, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů.The stabilizing agent (C) is present in the premix igniting powder in an amount of 0.5 to 20, preferably 0.5 to 10, and in particular 0.5 to 5 parts by weight.

Předmětem vynálezu je také použití popsaného předčasně zapalujícího prášku pro tepelné pojistky generátorů plynu pro airbagy.The invention also relates to the use of the described premature igniting powder for the thermal fuses of gas generators for airbags.

Palivo (A) se v předčasně zapalujícím prášku podle vynálezu pro tepelné pojistky nachází v množství 20 až 40 hmotnostních dílů , s výhodou 25 až 35 a zejména 27 až 32 hmotnostních dílů. Oxidační činidlo (Β), s výhodou chlorečnan draselný a dusičnan draselný, je přítomno v množství 40 až 80, s výhodou 50 až 75 a zejména 60 až 75 hmotnostních dílů. Ze stabilizačních činidel (C) • ·The fuel (A) is present in the premature igniting powder according to the invention for thermal fuses in an amount of 20 to 40 parts by weight, preferably 25 to 35 parts and in particular 27 to 32 parts by weight. The oxidizing agent (Β), preferably potassium chlorate and potassium nitrate, is present in an amount of 40 to 80, preferably 50 to 75 and especially 60 to 75 parts by weight. Of stabilizing agents (C) • ·

- Ί • · * · · ·- Ί · · *

9» 99 9 9 je zvláště vhodný acetobutyrát celuózy. K polyamidům jako stabilizačním činidlům (C) patří kromě běžných polyamidů podle vynálezu také amidové deriváty, jako je dikyandiamid (kyanoguanidin). Stabilizační činidla (C) jsou v předčasně zapalujícím prášku přítomna v množství 0,5 až 20, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů. Zpracovávací přísady jsou případně v předčasně zapalujícím prášku obsaženy v množství 0,5 až 5, s výhodou 0,5 až 3 hmotnostních dílů. Stabilizačním činidlem (C) může být acetobutyrát celuózy, který jako zpracovávací přísadu (D) obsahuje triethylester kyseliny citrónové, zejména v poměru acetobutyrát celuózy : triethylester kyseliny citrónové přibližně 3:1. Předčasně zapalující prášek kromě toho může obsahovat pomocná paliva (E) v množství 0,5 až 20, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů. Dále, předčasně zapalující prášek také může obsahovat plniva (F) v množství 0,5 až 12, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů.Cellulose acetobutyrate is particularly suitable. The polyamides as stabilizing agents (C) include, in addition to the conventional polyamides according to the invention, also amide derivatives such as dicyandiamide (cyanoguanidine). The stabilizing agents (C) are present in the premix igniting powder in an amount of 0.5 to 20, preferably 0.5 to 10, and in particular 0.5 to 5 parts by weight. The processing additives are optionally present in an amount of from 0.5 to 5, preferably from 0.5 to 3, parts by weight in the premature igniting powder. The stabilizing agent (C) may be cellulose acetobutyrate which contains processing additive (D) with triethyl citrate, particularly in a ratio of cellulose acetobutyrate: triethyl citrate of about 3: 1. In addition, the premature ignition powder may contain auxiliary fuels (E) in an amount of 0.5 to 20, preferably 0.5 to 10, and in particular 0.5 to 5 parts by weight. Furthermore, the premature igniting powder may also contain fillers (F) in an amount of 0.5 to 12, preferably 0.5 to 10, and in particular 0.5 to 5 parts by weight.

Použití předčasně zapalujících prášků pro tepelné pojistky podle vynálezu se neomezuje pouze na oblast airbagů, protože se mohou použít také pro spouštění mechanických pohybů a také jako tlakové a pojistné prvky.The use of premature igniting powders for the thermal fuses according to the invention is not limited to the airbag area, since they can also be used for triggering mechanical movements and also as pressure and locking elements.

Toxicita všech surovin použitých v teplotních bezpečnostních * zařízeních podle vynálezu odpovídá švýcarským třídám 3, 4 a 5 jedů. Při použití uvedených kombinací surovin a jejich malého množství není nebezpečí ohrožení cestujících v motorovém vozidle produkty reakcí uvedených směsí. Směsi, které nebyly využity, mohou být snadno zpracovány nebo recyklovány běžnými prostředky. Teplotní bezpečnostní zařízení podle vynálezu je velmi dobře kompatibilní s ostatními směsemi pro generování plynu nebo pyrotechnickými vsázkami, například dusičnanem boru nebo • · • ·The toxicity of all the raw materials used in the thermal safety devices according to the invention corresponds to Swiss classes 3, 4 and 5 of the poisons. When using these combinations of raw materials and their small quantities, there is no risk of endangering the occupants of the motor vehicle by the reaction of said mixtures. Mixtures that have not been used can be easily processed or recycled by conventional means. The thermal safety device according to the invention is very well compatible with other gas generating mixtures or pyrotechnic charges, for example boron nitrate or

- 8 dusičnanem draselným a může být aplikováno jako přísada granulátu nebo tablet nebo může být uloženo v pouzdru s výhodou z hliníku nebo oceli. Teplota a průběh dekompozice předčasně zapalujícího prášku jsou ovlivněny čistotou a velikostí částic zmíněných surovin a také použitými různými směsemi oxidačních činidel a výbušnin.Potassium nitrate and may be applied as a granulate or tablet additive or may be housed in a housing preferably of aluminum or steel. The temperature and course of the decomposition of the premature igniting powder are influenced by the purity and particle size of said raw materials, as well as by the various mixtures of oxidizing agents and explosives used.

Dlouhodobá tepelná stabilita a teplota vznícení jsou ovlivněny zejména druhem stabilizačního činidla a jeho podílem ve směsi.The long-term thermal stability and the ignition temperature are mainly influenced by the type of stabilizing agent and its proportion in the mixture.

U pyrotechnických směsí je z dokumentu DE 195 05 568 známo kombinovat například thiomočovinu s chlorečnanem draselným. Tyto směsi však nesplňují požadavky automobilového průmyslu na stabilitu při skladování po dobu 400 hodin za teploty 107 °C viz srovnávací příklad 1 v Tabulce I. Dosažení požadované stability bez znatelného zvýšení teploty samovznícení může být dosaženo pouze zavedením reakčních složek podle vynálezu do tepelně odolného stabilizačního činidla (dokument WO 99/41213). V tomto směru je známo kombinovat thiomočovinu s chlorečnanem draselným jako oxidačním činidlem s dikyandiamidem a acetobutyrátem celuózy jako stabilizačním činidlem. Tyto směsi splňují v současné době ještě automobilovým průmyslem kladené požadavky na skladovatelnost po dobu 400 hodin za teploty 107 °C - viz srovnávací příklady 2, 3, 4 v Tabulce I.In the case of pyrotechnic mixtures it is known from DE 195 05 568 to combine, for example, thiourea with potassium chlorate. However, these mixtures do not meet the automotive storage stability requirements of 400 hours at 107 ° C (see Comparative Example 1 in Table I.). (WO 99/41213). In this regard, it is known to combine thiourea with potassium chlorate as an oxidizing agent with dicyandiamide and cellulose acetobutyrate as a stabilizing agent. These mixtures currently meet the automotive industry's 400 hour shelf life at 107 ° C - see Comparative Examples 2, 3, 4 in Table I.

Teprve použitím speciálních cyklických derivátů thiomočoviny podle vynálezu, které v jádru obsahují nejméně jednu karbonylovou skupinu, jako paliva, vázaného v teplotně odolném stabilizačním činidle, lze však splnit v budoucnosti zvyšované požadavky na stabilitu.However, only the use of special cyclic thiourea derivatives according to the invention which contain at least one carbonyl group in the core as fuels bound in a temperature-resistant stabilizing agent can, however, meet the increased stability requirements in the future.

• · • ♦ · · ·· ··• · • ♦

- 9 Systém, který rázově výrazně exotermně reaguje mezi 150 a 230 °C a splňuje přitom ještě přísnější požadavky na stabilitu lze vytvořit z 2-thiohydantoinu (1), popřípadě kyseliny 2thiobarbiturové, v kombinaci oxidačními činidly a vhodnými stabilizačními činidly.A system which reacts strongly exothermically between 150 and 230 ° C and meets even more stringent stability requirements can be formed from 2-thiohydantoin (1) or 2-thiobarbituric acid, in combination with oxidizing agents and suitable stabilizing agents.

Přísadou pomocných paliv (Ε) , jako jsou kovové prášky z hliníku, zirkonu, titanu, hořčíku, zinku, železa a podobně, může být příznivě ovlivněno vytváření horkých částeček. Jiná možnost vytváření horkých částeček, která je ovšem na úkor celkové energie směsí pro tepelné pojistky, spočívá v přísadě plniv (F) , jako je Al2O3, TiO2, ZrO2, Fe2O3, Si3N4, nitrid boru a podobně. Použitím zpracovávacích látek (D), jako jsou stearáty vápníku a hořčíku, grafit, parafiny s vysokým bodem varu a estery kyseliny citrónové a acylcitronové, se obvykle zvýší zápalná teplota.Addition of auxiliary fuels (Ε) such as metal powders of aluminum, zirconium, titanium, magnesium, zinc, iron and the like may favor the formation of hot particles. Another possibility of forming hot particles, which, however, at the expense of the total energy of the thermal fuse mixtures, consists in the addition of fillers (F) such as Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 , Si 3 N 4 , nitride boron and the like. The use of processing agents (D), such as calcium and magnesium stearates, graphite, high boiling paraffins and citric and acylcitronic acid esters, generally increases the ignition temperature.

PříkladyExamples

Následující příklady ilustrují podstatu vynálezu, aniž by omezovaly rozsah tohoto vynálezu.The following examples illustrate the nature of the invention without limiting the scope of the invention.

Srovnávací příklady 1 až 4 a příklady 5, 6 :Comparative Examples 1 to 4 and Examples 5, 6:

Mleté pevné složky směsi uvedené v Tabulce I byly v uvedených poměrech předběžně smíseny ve vertikálním mísícím zařízení a zpracovávány po dobu jedné hodiny s přísadou vody a/nebo rozpouštědla, jako jsou alkoholy C1-C4, například methanol, ethanol, izo-/n-propanol, n-butanol a aceton - viz srovnávací příklad 3, v množství 10 - 20 % hmotn. a s případnou přísadou stabilizačního činidla v heterogenní směs. V závislosti na druhu a množství stabilizačního činidla lze vyrobit granulát nebo tablety připravené pro použití, které je pouze třeba prosít. Lze • · · • · • · • · « ···· ·*The ground solids of the mixture shown in Table I were premixed in the proportions in a vertical mixer and treated for one hour with the addition of water and / or solvent such as C1-C4 alcohols such as methanol, ethanol, iso- / n-propanol %, n-butanol and acetone - see Comparative Example 3, in an amount of 10 - 20 wt. and optionally adding a stabilizing agent in a heterogeneous mixture. Depending on the type and amount of the stabilizing agent, granules or tablets ready for use can only be sieved. Can be · · · · · · · · · · · · ·

- 10 • · ♦ • · • ···· <- 10 • · ♦ • · · ···· <

však připravit také vysoce viskózní směs, kterou lze tvarovat vytlačováním a následně řezat. Příprava směsi se ukončí sušením za teploty 90 °C po dobu jedné až dvou hodin.however, a highly viscous mixture can also be prepared which can be extruded and then cut. The preparation is completed by drying at 90 ° C for one to two hours.

Před a po uložení po dobu 400 hodin za teploty 107 °C (srovnávací příklady), popřípadě po dobu 400 hodin za teploty 110 °C (příklady) se pomocí diferenciální měřicí kalorimetrie (metoda DSC) vyhodnotilo chování směsi za tepla.Before and after storage for 400 hours at 107 ° C (comparative examples) or for 400 hours at 110 ° C (examples), the heat performance of the mixture was evaluated by differential measurement calorimetry (DSC method).

Tabulka ITable I

příklad example 1 (srovnání) hmotn. 1 (comparison) wt. 2 (srovnání) hmotn. 2 (comparison) wt. dílů parts dílů parts KC1O3 KC1O 3 70 70 44 44 KNO3 KNO 3 0 0 26 26 thio- močovina thio- urea 30 30 30 30 2-thiohy- dantoin 2-thiohy- dantoin 0 0 0 0 kyselina 2-thio- barbiturová acid 2-thio- barbiturová 0 0 0 0 dikyandi- amid dikyandi- amid 0 0 0 0 hydroxy- hydroxy- 0 0 3 3

3 3 4 4 5 5 6 6 (srovnání) hmotn. (comparison) wt. (srovnání) hmotn. (comparison) wt. hmotn. wt. hmotn wt dílů parts dílů parts dílů parts dílů parts 55 55 70 70 42 42 44 44 15 15 Dec 0 0 25 25 26 26 28 28 28 28 0 0 0 0 0 0 0 0 27 27 Mar: 0 0 0 0 0 0 0 0 28 28

2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 0 0 0 0 0 0

etylceluóza • · · ·ethylcellulose • · · ·

(Natrosole 250 HR od Aqualon Co.) (Natrosole 250 HR from Aqualon Co.) aceto- butyrát celuózy* aceto- butyrate cellulose * 0 0 0 0 0 0 1,7 1.7 3 3 3 3 ztráta loss po 216 Mon 216 po 400 po 400 po 400 po 400 po 4 00 Mon 4 00 po 400 po 400 po 400 po 400 hmotnosti weight hod. throw. hod. throw. hod. throw. hod. throw. hod. throw. hod. throw. po hod. after hour (110°C) (100 ° C) (110°C (110 ° C) za 107 for 107 °C v % ° C in% (popř. za (or after > 3 % > 3% 1,3 % 1.3% 1,9 % 1.9% 2,4 % 2.4% 0,15 % 0.15% 0,25 % 0.25% 110 °C) 110 ° C) po 620 Mon 620 po 620 Mon 620 hod. throw. hod throw (110 °C) (100 ° C) (110 °C) (100 ° C) 0,24 % 0.24% 0,30 % 0,30% vrchol top před before před before před before před before před before před before reakce reaction testem testem testem testem testem testem testem testem testem testem testem testem při DSC analýze; rychlost at DSC analysis; speed 170 °C 170 [deg.] C 197 °C 197 ° C 172 °C Mp 172 ° C 170 °C 170 [deg.] C 184 °C 184 ° C 227 °C 227 ° C zahřívání heating po after PO AFTER PO AFTER Po After PO AFTER PO AFTER 10 °C/min 10 ° C / min testu test testu test testu test testu test testu test testu test - - 190 °C 190 ° C 165 °C 165 [deg.] C 164 °C Mp 164 ° C 178 °C 178 ° C 225 °C 225 [deg.] C

* obsahuje jako pomocný prostředek pro zpracování triethylester kyseliny citrónové (poměr acetobutyrát celuózy : triethylester kyseliny citrónové 3:1)* contains triethyl citrate as processing aid (cellulose acetobutyrate: triethyl citrate 3: 1 ratio)

Z porovnání srovnávacího příkladu 1 se srovnávacími příklady 2 až 4 a příklady 5 a 6 je zřejmé, že požadované stability se dosáhne teprve přísadou stabilizačního činidla. Kompozice podle srovnávacího příkladu 1 vykazovala ztrátu hmotnosti větší než 3 % již po 216 hodinách. Kompozice podle srovnávacích příkladů 2 ·· ·· • · · ♦ • · · • · · • · · ·· ···♦Comparison of Comparative Example 1 with Comparative Examples 2 to 4 and Examples 5 and 6 shows that the desired stability is only achieved by the addition of a stabilizing agent. The composition of Comparative Example 1 showed a weight loss of greater than 3% as early as 216 hours. Composition of Comparative Examples 2 · · · · · · · srovn

- 12 »· »* ·<·· až 4 vykazovaly po 400 hodinách za 107 °C ztrátu hmotnosti meziUp to 4, after 400 hours at 107 ° C, the weight loss between

1,3 a 2,4 % a splňovaly takto současné požadavky na stabilitu. Při skladování za tepla při 110 °C, to jest za teploty vyšší o 3 °C než existující požadavky, vykazují předčasně zapalující prášky podle vynálezu podstatně nižší ztrátu hmotnosti mezi 0,15 a 0,30 %, která dokonce po 620 hodinách je ještě zřetelně nižší než ztráta hmotnosti ve srovnávacích příkladech 2 až 4.1.3 and 2.4%, thus meeting the current stability requirements. When stored hot at 110 ° C, i.e. at a temperature of 3 ° C higher than existing requirements, the premature igniting powders of the present invention exhibit substantially lower weight loss between 0.15 and 0.30%, which is still clearly apparent even after 620 hours less than the weight loss in Comparative Examples 2 to 4.

Kromě toho, teploty vznícení, popřípadě rozkladu předčasně zapalujících prášků podle vynálezu se jak před, tak i po tepelném namáháním nacházejí v požadovaném rozsahu 150 až 230 °C. Předčasně zapalující prášky podle vynálezu podle příkladů 5 a 6 vykazovaly po 400 hodinách za 110 °C změnu teploty rozkladu mezi 0 a 6 °C. Bod rozkladu byl stanoven diferenciální měřicí kalorimetrií (metoda DSC). Šířka pásma stanovení teploty rozkladu činila při použité rychlosti ohřívání 10 °C/min. ± 5 °C.In addition, the ignition or decomposition temperatures of the pre-igniting powders according to the invention are both in the desired range of 150 to 230 ° C both before and after thermal stress. The pre-igniting powders of the invention of Examples 5 and 6 showed a change in decomposition temperature between 0 and 6 ° C after 400 hours at 110 ° C. The decomposition point was determined by differential calorimetry (DSC method). The decomposition temperature bandwidth was 10 ° C / min at the heating rate used. ± 5 ° C.

Claims (13)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Předčasně zapalující prášek pro tepelné pojistky, obsahující:1. Premature igniting thermal fuse powder, comprising: (A) nejméně jedno palivo zvolené ze skupiny obsahující 2thiohydantoin a kyselinu 2-thiobarbiturovou, v množství 20 až 40 hmotnostních dílů, (B) nejméně jedno oxidační činidlo zvolené ze skupiny obsahující NaNO3, KNO3, Sr(NO3)2, NaC103, KC1O3, Sr(C103)2, NaC104, KC1O4, Sr(C104)2, v množství 40 až 80 hmotnostních dílů, (C) nejméně jedno stabilizační činidlo zvolené ze skupiny obsahující deriváty celuózy, jako jsou ethery a estery celuózy, polystyrén a kopolymery polystyrénu, polyamidy, polyakryláty, polykarbonáty, polypropyleny, polybutyleny, polyoxymethyleny, polyacetáty a sloučeniny polyvinylu v množství 0,5 až 20 hmotnostních dílů.(A) at least one fuel selected from the group consisting of 2-thiohydantoin and 2-thiobarbituric acid, in an amount of 20 to 40 parts by weight, (B) at least one oxidizing agent selected from the group consisting of NaNO 3 , KNO 3 , Sr (NO 3 ) 2 , NaC10 3 KC1O 3, Sr (C 10 -C 3) 2, NaC10 4 KC1O 4, Sr (C10 4) 2 in an amount of 40 to 80 parts by weight, (C) at least one stabilizing agent selected from the group comprising derivatives Cellulose such as ethers and cellulose esters, polystyrene and polystyrene copolymers, polyamides, polyacrylates, polycarbonates, polypropylenes, polybutylenes, polyoxymethylenes, polyacetates and polyvinyl compounds in an amount of 0.5 to 20 parts by weight. 2. Předčasně zapalující prášek podle nároku 1, vyznačující se tím, že oxidační činidlo (B) je zvoleno ze skupiny obsahující KC1O3 a KNO3 a jejich směsi.Premature igniting powder according to claim 1, characterized in that the oxidizing agent (B) is selected from the group consisting of KClO 3 and KNO 3 and mixtures thereof. 3. Předčasně zapalující prášek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že stabilizační činidlo (C) je zvoleno ze skupiny obsahující acetobutyrát celuózy a dikyanodiamid a jejich směsi.The premature ignition powder according to claim 1 or 2, characterized in that the stabilizing agent (C) is selected from the group comprising cellulose acetobutyrate and dicyanodiamide and mixtures thereof. 4. Předčasně zapalující prášek podle nároku 1, vyznačující se tím, že palivem (A) je ·· 99A premature igniting powder according to claim 1, characterized in that the fuel (A) is 99 9 9 99 9 9 9 99 9 9 99 9 9 ·9 · 9999 99 • ·9999 98 • · - 14 2-thiohydantoin, oxidačním činidlem (B) je KNO3 a/nebo KC1O3 a stabilizačním činidlem (C) je dikyanodiamid a/nebo acetobutyrát celuózy.2-thiohydantoin, the oxidizing agent (B) is KNO 3 and / or KClO 3 and the stabilizing agent (C) is dicyanodiamide and / or cellulose acetobutyrate. 5. Předčasně zapalující prášek podle nároku 1, vyznačující se tím, že palivem (A) je kyselina 2-thiobarbiturová, oxidačním činidlem (B) je KNO3 a/nebo KC1O3 a stabilizačním činidlem (C) je dikyanodiamid a/nebo acetobutyrát celuózy.A premature igniting powder according to claim 1, characterized in that the fuel (A) is 2-thiobarbituric acid, the oxidizing agent (B) is KNO 3 and / or KClO 3 and the stabilizing agent (C) is dicyanodiamide and / or cellulose acetobutyrate. . 6. Předčasně zapalující prášek podle některého z nároků 1 ažPremature igniting powder according to any one of claims 1 to 6 5, vyznačující se tím, že dále obsahuje zpracovávací přísady (D) zvolené ze skupiny obsahující stearáty vápníku a hořčíku, grafit, parafiny s vysokým bodem varu a estery kyseliny citrónové a acylcitronové v množství 0,5 až 5, s výhodou 0,5 až 3 hmotnostních dílů.5, characterized in that it further comprises processing additives (D) selected from the group comprising calcium and magnesium stearates, graphite, high boiling paraffins and citric and acylcitronic acid esters in an amount of 0.5 to 5, preferably 0.5 to 5, 3 parts by weight. 7. Předčasně zapalující prášek podle některého z nároků 1 ažPremature igniting powder according to any one of claims 1 to 7 6, vyznačující se tím, že dále obsahuje pomocná paliva (E) zvolená ze skupiny obsahující elementární hliník, zirkon, titan, hořčík, zinek a železo v množství 0,5 až 20, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů.6, characterized in that it further comprises auxiliary fuels (E) selected from the group consisting of elemental aluminum, zirconium, titanium, magnesium, zinc and iron in an amount of 0.5 to 20, preferably 0.5 to 10 and in particular 0.5 up to 5 parts by weight. 8. Předčasně zapalující prášek podle některého z nároků 1 ažA premature igniting powder according to any one of claims 1 to 8 7, vyznačující se tím, že dále obsahuje plniva (F) zvolená ze skupiny obsahující Al2O3, TiO2, ZrO2, Fe2O3, Si3N4 a nitrid boru v množství 0,5 až 12, s výhodou 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů.7, characterized in that it further contains fillers (F) selected from the group comprising Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 , Si 3 N 4 and boron nitride in an amount of 0.5 to 12, preferably 0.5 to 10, and in particular 0.5 to 5 parts by weight. 9. Předčasně zapalující prášek podle některého z nároků 1 ažA premature igniting powder according to any one of claims 1 to 9 8, vyznačující se tím, že stabilizačním • · • ·8, characterized in that 9 9 99 9 9 9 9 e · • · ·»♦· • *9 9 e • • • - 15 ·· ·* • · · • · • · • · ···· ·· činidlem (C) je acetobutyrát celuózy, který jako zpracovávací přísadu (D) obsahuje triethylester kyseliny citrónové, zejména v poměru acetobutyrát celuózy : triethylester kyseliny citrónové přibližně 3:1.The agent (C) is cellulose acetobutyrate, which contains as processing additive (D) triethyl citrate, in particular in the ratio of cellulose acetobutyrate: triethyl citrate. about 3: 1. 10. Předčasně zapalující prášek podle některého z nároků 1 ažA premature igniting powder according to any one of claims 1 to 10 9, vyznačující se tím, že palivo (A) je přítomno v množství 25 až 35 a zejména 27 až 32 hmotnostních dílů.9, characterized in that the fuel (A) is present in an amount of 25 to 35 parts by weight. 11. Předčasně zapalující prášek podle některého z nároků 1 ažA premature igniting powder according to any one of claims 1 to 11 10, vyznačující se tím, že oxidační činidlo (B) je přítomno v množství 50 až 75 a zejména 60 až 75 hmotnostních dílů.10, characterized in that the oxidizing agent (B) is present in an amount of 50 to 75 parts by weight, in particular 60 to 75 parts by weight. 12. Předčasně zapalující prášek podle některého z nároků 1 ažA premature igniting powder according to any one of claims 1 to 12 11, vyznačující se tím, že stabilizační činidlo (C) je přítomno v množství 0,5 až 10 a zejména 0,5 až 5 hmotnostních dílů.11, characterized in that the stabilizing agent (C) is present in an amount of 0.5 to 10, in particular 0.5 to 5 parts by weight. 13. Použití předčasně zapalujícího prášku podle některého z nároků 1 až 12 pro tepelné pojistky generátorů plynu pro airbagy.Use of a premature igniting powder according to any one of claims 1 to 12 for thermal fuses of gas generators for airbags.
CZ20024237A 2000-05-26 2000-05-26 Rapid ignition powder for thermal fuses used in airbag gas generators CZ296114B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20024237A CZ296114B6 (en) 2000-05-26 2000-05-26 Rapid ignition powder for thermal fuses used in airbag gas generators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20024237A CZ296114B6 (en) 2000-05-26 2000-05-26 Rapid ignition powder for thermal fuses used in airbag gas generators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20024237A3 true CZ20024237A3 (en) 2003-05-14
CZ296114B6 CZ296114B6 (en) 2006-01-11

Family

ID=5473667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20024237A CZ296114B6 (en) 2000-05-26 2000-05-26 Rapid ignition powder for thermal fuses used in airbag gas generators

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ296114B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CZ296114B6 (en) 2006-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3566296B2 (en) Ignition composition for inflator gas generator
EP0482755B1 (en) Ignition composition for inflator gas generators
KR100411997B1 (en) Low Residual Azide-Glass Gas Generator Compositions
JP3589464B2 (en) Ignition composition for inflator gas generator
WO2000055106A1 (en) Gas generant composition
US20060219340A1 (en) Gas generating system
US5936195A (en) Gas generating composition with exploded aluminum powder
CZ20002897A3 (en) Pre-ignition powder for thermal fuses of airbag gas generators
WO2007016594A2 (en) Autoignition/booster composition
US6007647A (en) Autoignition compositions for inflator gas generators
US6453816B2 (en) Temperature fuse with lower detonation point
EP0914305B1 (en) Temperature fuse
US20080149232A1 (en) Gas generant compositions
US10214460B2 (en) Booster composition
CZ20024237A3 (en) Premature firing powder for thermal fuses for airbag gas generators
US6143101A (en) Chlorate-free autoignition compositions and methods
EP0944562B1 (en) Autoignition compositions for inflator gas generators
US6645326B2 (en) Low temperature autoignition material
JP2003534228A (en) Autoignition compositions useful as thermal fuses for airbag gas generating mixtures
EP1885668B1 (en) Pyrotechnic thermal fuse
US9162933B1 (en) Auto-ignition composition
US20060075681A1 (en) Pyrotechnic composition
US20070169863A1 (en) Autoignition main gas generant
US10919818B1 (en) Auto-ignition composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20000526