CZ22614U1 - Balivo do pyrotechnické sloze a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany - Google Patents
Balivo do pyrotechnické sloze a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany Download PDFInfo
- Publication number
- CZ22614U1 CZ22614U1 CZ201124565U CZ201124565U CZ22614U1 CZ 22614 U1 CZ22614 U1 CZ 22614U1 CZ 201124565 U CZ201124565 U CZ 201124565U CZ 201124565 U CZ201124565 U CZ 201124565U CZ 22614 U1 CZ22614 U1 CZ 22614U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- pyrotechnic composition
- fuel
- group
- pyrotechnic
- nitrate
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 46
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims description 10
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenyl acetate Chemical group C=C.CC(=O)OC=C HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000000882 C2-C6 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003601 C2-C6 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 claims description 2
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 claims description 2
- SQSPRWMERUQXNE-UHFFFAOYSA-N Guanylurea Chemical class NC(=N)NC(N)=O SQSPRWMERUQXNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 claims description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 2
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims description 2
- DLINORNFHVEIFE-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;zinc Chemical compound [Zn].OO DLINORNFHVEIFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M sodium perchlorate Chemical compound [Na+].[O-]Cl(=O)(=O)=O BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910001488 sodium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[6-(trimethylazaniumyl)hexyl]azanium;bromide Chemical compound [Br-].C[N+](C)(C)CCCCCC[N+](C)(C)C GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229940105296 zinc peroxide Drugs 0.000 claims description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 12
- PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N Sodium azide Chemical compound [Na+].[N-]=[N+]=[N-] PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- -1 aminoimino Chemical group 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical class OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N Benzyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-(2-methylpropoxy)propane Chemical compound CC(C)COCC(C)C SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 2
- VVJKKWFAADXIJK-UHFFFAOYSA-N Allylamine Chemical compound NCC=C VVJKKWFAADXIJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N allyl alcohol Chemical compound OCC=C XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N copper;dinitrate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- HSHXDCVZWHOWCS-UHFFFAOYSA-N N'-hexadecylthiophene-2-carbohydrazide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCNNC(=O)c1cccs1 HSHXDCVZWHOWCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical class [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 150000002357 guanidines Chemical class 0.000 description 1
- 229940083094 guanine derivative acting on arteriolar smooth muscle Drugs 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229940079865 intestinal antiinfectives imidazole derivative Drugs 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- LFLZOWIFJOBEPN-UHFFFAOYSA-N nitrate, nitrate Chemical class O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O LFLZOWIFJOBEPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002897 organic nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Description
Palivo do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany
Oblast techniky
Technické řešení se týká použití komplexních sloučenin jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnické slože pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů, která obsahuje palivo, okysličovadlo, pojivo a případně i technologické přísady.
Dosavadní stav techniky
Pro zmírnění následků havárií a nehod se zejména v automobilovém průmyslu používají bezpečnostní systémy pasivní ochrany, jako jsou airbagy, předpínače bezpečnostních pásů, iniciátory ochranného pohybu dílů karoserie (např. aktivní kapota) a další. Tyto bezpečnostní systémy pasivní ochrany jsou zpravidla založeny na rychlé a předem definované reakci ochranných prvků na detekované nebezpečí. Rychlost reakce bezpečnostních systémů pasivní ochrany je zpravidla dosahována stlačeným plynem z tlakové nádoby nebo hořením pyrotechnické slože. Tím se dosáhne rychlé a včasné reakce bezpečnostních systémů pasivní ochrany, např. naplnění airbagu, pohybu předpínačů bezpečnostních pásů, pohybu aktivní kapoty apod., což ve svém důsledku vede ke zmírněni následků nehod a havárií.
Nevýhodou použití stlačeného plynu z tlakové nádoby je relativně vysoká hmotnost zařízení a potřebný velký objem tlakové nádoby, což nepříznivě ovlivňuje nárůst hmotnosti celého zařízení, tj. i vozidla. Další nevýhodou je obtížná a nebezpečná manipulace s tlakovou nádobou s plynem pod vysokým tlakem. Je zřejmé, že zde existuje také nemalé riziko exploze samotné tlakové nádoby pri nehodě či havárii, což je dalším výrazným nedostatkem tohoto řešení.
Další možností, jak naplnit záchranný systém plynem (v případě airbagu) nebo aktivovat předpínač pásu, je použití pyrotechnických složí. Používány jsou zejména systémy na bázi nitrocelulózy nebo azidu sodného. Systémy na bázi nitrocelulózy obsahují nitrocelulózu jako hlavní složku náplně, dále jsou tvořeny modifikátory hoření, stabilizátory a technologickými přísadami (Gottwald, W.: CA 2652645, 2009. Blomquist, H.: US 2002084010, 2002. Meistrock, W. a Weichard, M.: DE 4234276, 1993. Granier, G. a kol.: FR 2569686,1986).
Nevýhodou stávajících nitrocelulózových pyrotechnických složí je vznik toxických zplodin při jejich hoření. Tyto zplodiny obsahují především oxidy dusíku a oxid uhelnatý, které jsou pri aktivaci bezpečnostního systému uvnitř kabiny vozu nebezpečné pro zdraví posádky i okolí. Další nevýhodou je relativně nízká termická stabilita používaných nitrocelulózových pyrotechnických složí.
Pyroslože na bázi azidu sodného (NaN3) obsahují jako hlavní složku azid sodný, který se při aktivaci záchranného systému rozloží na plynný dusík. Dalšími komponentami jsou látky ze skupiny oxid železitý, oxid měďnatý, oxid křemičitý nebo dusičnany alkalických kovů, které reagují s primárně vzniklým sodíkem za vzniku relativně neškodných pevných látek jako železo, měď, alkalicko-silikátová skla. (Volk, F.: Symp. Chem. Probl. Connected Stabil. Explos. 9, Sem. Proč. 1993, pp. 1 až 11, Margretetorp, 1992. Madlung, A.: J. Chem. Educ. 73, 347 až 348, 1996). U pyrotechnických složí obsahujících azid sodný je nevýhodná značná toxicita azidu sodného, který je klasifikován jako látka vysoce toxická (T+), což přináší potíže při následné recyklaci opotřebeného automobilu a existuje také riziko vážné otravy při neodborné manipulaci s relativně dostupnou náplní pyropatrony airbagu.
V literatuře se také uvádí použití organických dusíkatých látek ve směsi s oxidovadly. Často obsahují tyto organické látky rovněž energetickou skupinu, typicky nitroskupinu nebo jsou ve formě soli kyseliny dusičné - nitrátu. Přehled mnoha z nich je uveden v patentu US 6210505 (2001). Konkrétně lze ze značného množství v literatuře uváděných sloučenin jmenovat nej častěji používané, a to deriváty guanidinu (Schmid, H.; Eisenreich N.: Propellants, Explos., Pyr. 25,
-1CZ 22614 Ul
230 až 235, 2000. Zeuner, S.; Schropp. R.; Roedig. K.-H.; Reimann. U.: DE 10230402, 2004. Hosey, E.O.: US 2009/0020197, 2009) a 5-aminotetrazolu (Wood, J.C.; Wood, E.H. US 6 328 830,2001).
Dalším řešením pyrotechnických složí je použití komplexních sloučenin s ligandem obsahujícím dusík. V jedné molekule je obsažena jak složka palivová (ligand), tak oxidující, kterou je dusičnan, chloristan nebo chlorečnan. Nejčastěji jde o komplexní sloučeniny mědi, ligandem je dusíkatá sloučenina, například deriváty imidazolu (Mendenhall, I.V.; Taylor, R.D.: US 2007/0240797, 2007), 5-aminotetrazolu (Taylor, R.D.; Mendenhall, I.V.: WO 2006/047085, 2006) nebo dikyandiamidu (Butt, R.J.; Renz, R.R., Jr.: US 5 659 150,1997).
Takto byly použity rovněž dusičnany bis(l-amidino-O-alkylisomočovina)měd’naté ve směsi s oxidovadly (chloristan draselný a amonný, dusičnan strontnatý nebo draselný), pojivý a technologickými přísadami (Zigmund. J.; Matyáš, R.; Jalový, Z.; Šelešovský J.: CZ 19514 Ul, 2009). Určitou nevýhodou pyrotechnických složí v uvedeném užitném vzoru 19514 je poměrně nízké slučovací teplo dusičnanů bis(l-amidino-O-alkylisomočovina)měďnatých. Vyšší slučovací teplo složek pyrosloží je výhodnější, protože se tak zvyšuje celkové množství energie potřebné k požadované funkci bezpečnostního systému.
Cílem předkládaného technického řešení je odstranit nebo alespoň minimalizovat nedostatky dosavadního stavu techniky.
Podstata technického řešení
Předmětem technického řešení je palivo do pyrotechnické slože pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů, jímž je komplexní sloučenina obecného vzorce I,
Cu2+(L)m(A’)2 (I) kde ligand L je derivát 1-amidinoisomočoviny obecného vzorce Π,
Ul - NH or
NH X (Π) v němž
R je vybrán ze skupiny zahrnující C4 až C8 cykloalkyl, C2 až C6 alkenyl, C2 až C6 alkynyl, C6 až Cjo aryl, (Ci až C4)alkyl(C6 až Ci0)aryl přičemž m = 1 až 2,
A jsou vybrány ze skupiny zahrnující NO3‘ a C1O4, tyto skupiny A“ mohou být jednak vázány kovalentní nebo koordinačně kovalentní vazbou k centrálnímu atomu kovu, nebo mohou být ve formě aniontu separovaného z primární koordinační sféry centrálního atomu, popřípadě mohou být spojeny s ostatními ligandy nebo rozpouštědly pomocí vodíkových vazeb, a sloučeniny se mohou vyskytovat rovněž ve formě jejich hydrátů.
Ve výhodném provedení je R vybrán ze skupiny zahrnující allyl, cyklopentyl, benzyl.
Ligandy L obecného vzorce Π jeví v uvedených komplexních sloučeninách cis-trans a aminoimino isomerii, takže se mohou vyskytovat v různých isomemích formách, například Da - Ho, které mají vždy stejný souhrnný vzorec. Ligandem L se v tomto textu míní jakýkoliv izomer.
-2H,N
NH OR r γ
NH NH ll-a
N NH2 ll-d
CZ 22614 Ul
NH2 NH ll-a h3NUxNH °R ¥ Y
N NH ll-c
H2NÍ/NH OR
i. Y
NH NH ll-f
| ΗΧγΛγ™ NH NH2 ιι-β | Η„Ν ^N. OR π NH NH2 ll-h | HjN^NHÍ OR X 1- 114 |
| H2NyNH^OR NH2 NH | H3NyN^0R NH NH | h2n^-n^or NH NH2 |
| IH | ll-k | IN |
| H2Ny^°R NH' NH2 ll-m | VY NH NH ll-n | HNyNH 0R NH2 NH ll-o |
ί .1
Sloučeniny obecného vzorce I lze připravit reakcí měďnaté soli CuA2, dikyandiamidu a přísluš5 ného alkoholu ROH, která je v literatuře popsána pro analogické sloučeniny k I, kde R = alkyl (Kawano, K.; Odo, K.: Yuki Gosei Kagaku Kyokashi 20, 568 až 573 1962. Dutta R.L., Ráy P.: J. Indián Chem. Soc. 36, 567 až 575 1959. Ray R.K.; Bandyopadhyay M.K.; Kauffinan, G.B.: Polyhedron 8, 757 až 762,1989).
Přípravu lze shrnout následující rovnicí:
CuA2 k
NH
VY η2ι< ^nh— io
| H | 2* | H |
| H’N'<Vc | ||
| 11 III | II II | |
| HN N | + 2 ROH | HN NH |
| \ / Cu NX XNH | > Hf< XNH | |
| (A )j | ||
| in Π | II II | |
| %-c'nh2 | ||
| H | H |
-3CZ 22614 Ul
Výhodou sloučenin obecného vzorce I oproti dusičnanům bis(l-amidino-O-alkylisomočovina)měďnatým (UV 19514) je vyšší slučovací teplo, sloučeniny obecného vzorce I mají rovněž dobrou termickou stabilitu a vyšší obsah dusíku než používaná nitrocelulóza. Vyšší slučovací teplo složek pyrosloží je výhodnější, protože se tak zvyšuje celkové množství energie potřebné k požadované funkci bezpečnostního systému.
Výše uvedené je dokladováno v tabulce 1, kde jsou porovnány vlastnosti nitrocelulózy s obsahem dusíku 12,5 %, dusičnanu bis(l-amídino-0-isopropylisomočovina)měďnatého (UV 19514), dusičnanu bis(l-amidino-<9-allylisomočovina)měd’natého a dusičnanu bis(l-amidino-č?-benzylisomočovina)měďnatého. Slučovací tepla byla vypočtena na základě změřeného spalného tepla ío automatickým spalným kalorimetrem LGT MS 10 A. Termická stabilita byla měřena pomocí diferenční termické stability (DTA), navážka byla 50 mg vzorku, lineární rychlost zahřívání °C.min*l.
Vyššího slučovacího tepla je dosaženo volbou substituentů R v ligandech L obecného vzorce Π. Tyto substituenty obsahují cykly, násobné vazby nebojsou aromatické. Tyto skupiny přispívají k celkově vyššímu slučovacímu teplu celé sloučeniny oproti substituentům, kde R jsou alkyly (Joback, K.G.; Reid, R.C.: Chem. Eng. Comm. 57, 233 až 243, 1987). Příprava látek je stejná jako syntéza látek, kde R jsou alkyly (Kawano, K.; Odo, K.: Yuki Gosei Kagaku Kyokashi 20, 568-573 1962. Dutta R.L., Ráy P.: J. Indián Chem. Soc. 36, 567 až 575 1959. Ray R.K.; Bandyopadhyay M.K.; Kauffman, G.B.: Polyhedron 8,757-762,1989).
2o Tabulka 1: Porovnání vlastností nitrocelulózy ΠΙ, dusičnanu bis(l-amidino-0-isopropylisomočovina)měďnatého IV (UV 19514), dusičnanu bis(l-amidino-č?-allylisomočovina)měďnatého V a dusičnanu bis(l-amidino-O-benzylisomočovina)měďnatého VI
| Látka | III | IV (UV 19514) | V (tento dokument) | VI (tento dokument) |
| Molekulový vzorec | Cl2Hi4N$O22 (monomer) | C10H24CUN10O8 | CjoH2oCuNioOg | C18H24CUN ioOg |
| Molekulová hmotnost (g.mol*) | 562,9 | 475,9 | 471,9 | 572,0 |
| Obsah dusíku (hmotnostní %) | 12,5 | 29,4 | 29,7 | 22,4 |
| Počátek rozkladu DTA (°C) | 170 | 225 | 220 | 170 |
| Slučovací teplo fliíaú | -2534 | -2795 | -1967 | -1980 |
η (III - plně esterifikovaná NC)
-4CZ 22614 Ul
IV
H
HzN^N^G-R
H (NO3')2
VI
R = CH(CH3)2 (isopropyl) R = CH2-CH=CH2 (allyl) R = CH2-C6H3 (benzyl)
Předmětem vynálezu je dále pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů, obsahující palivo, okysličovadlo a pojivo, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje jako palivo sloučeninu obecného vzorce I nebo směs sloučenin obecného vzorce I, s výhodou v množství 5 až 45 % hmotn.
Ve výhodném provedení vynálezu je okysličovadlo vybráno ze skupiny zahrnující chloristan draselný, chloristan amonný, chloristan sodný, dusičnan draselný, dusičnan strontnatý, dusičnan sodný, peroxid zinečnatý a jejich směsi.
Ve výhodném provedení vynálezu je pojivo vybráno ze skupiny zahrnující karboxymethylcelulózu, hydroxypropylmethylcelulózu, nitrocelulózu, étery celulózy, polyvinylizobutyleter, fluoroelastomer, dextrin, guarovou gumu, kopolymer polyvinylizobutyleter-polyvínylchlorid a jejich směsi.
Pyrotechnická slož podle předkládaného technického řešení může případně dále obsahovat technologické přísady, které jsou odborníkovi v oboru dobře známé. Vhodnými technologickými přísadami jsou například modifikátory fyzikálních vlastností, jako je kopolymer vinylacetátethylen. Dále je možno použít jako technologickou přísadu například grafit pro snížení elektrostatického náboje pyroslože a usnadnění dávkování, oxid železitý jako katalyzátor hoření, dibutylftalát pro snížení křehkosti pyroslože.
Ve výhodném provedení technického řešení obsahuje pyrotechnická slož 5 až 45 % hmotn. paliva, 40 až 90 % hmotn. okysličovadla, 4 až 20 % hmotn. pojivá a do 5 % hmotn. technologických přísad.
Pyrotechnická slož podle předloženého technického řešení se připravuje smísením okysličovadla s palivem nebo směsí paliv, poté se přidá pojivo ve formě vodného roztoku a případně technologické přísady. Vzniklá směs se následně prohněte, lisuje a řeže.
Výhodou pyrotechnické slože podle tohoto technického řešení je nízký obsah toxických zplodin v plynných zplodinách hoření, který se dosáhne bilancováním pyroslože na nulovou kyslíkovou bilanci. Výhodou je také nízká cena výchozích surovin a jejich snadná dostupnost.
Příklady provedení technického řešení
Příklad 1
Příprava dusičnanu bis(l-amidino-č>-allylisomočovina)měd’natý
Do roztoku dikyandiamidu (17,5 g, 0,2 mol) v 900 ml allylaminu se postupně během jedné hodiny za laboratorní teploty přidává roztok trihydrátu dusičnanu měďnatého (25,0 g, 0,1 mol) ve 150 ml allylalkoholu. Vzniklá směs se zahřívá za varu po dobu dvou hodin. Po ochlazení na laboratorní teplotu se zfiltruje vzniklá pevná látka a promyje se ethanolem. Získá se 35,5 g (73 %) dusičnanu bis( 1 -amidino-0-allylisomoČovina)měd’natého.
Elementární analýza CioH2oCuNi0Og: Vypočteno C 25,24; H 4,27; Cu 13,47; N 29,68.
Nalezeno C 25,40; H 4,65; Cu 13,52; N 28,89.
-5CZ 22614 Ul
Počátek rozkladu 220 °C (DTA, 50 mg vzorku, rychlost zahřívání 5 °C.min').
Příklad 2
Příprava dusičnanu bis(l-amidino-O-benzylisomočovina)měďnatý
Do roztoku dikyandianmidu (25,2 g, 0,3 mol) v 900 ml benzylalkoholu se postupně během jedné hodiny za laboratorní teploty přidává roztok trihydrátu dusičnanu měďnatého při 100 °C po dobu 5 hodin. Po ochlazení na laboratorní teplotu se zfiltruje vzniklá pevná látka a promyje se ethanolem. Získá se 70 g (82 %) dusičnanu bis(l-amidino-č?-benzylisomočovina)měďnatého.
Elementární analýza CigF^CuNioOg.* Vypočteno C 37,80; H 4,23; Cu 11,11; N 22,38.
Nalezeno C 38,22; H 4,20; Cu 11,11; N 23,70.
ío Počátek rozkladu 170 °C (DTA, 50 mg vzorku, rychlost zahřívání 5 °C.min'1).
Příklad 3
Pyrotechnické slože byly připraveny smícháním okysličovadla (popř. směsi okysličovadel) s palivem tvořeným sloučeninami obecného vzorce I. Pojivo bylo přidáno ve formě vodného roztoku. Do směsi může být na závěr zapracován modifikátor fyzikálních vlastností, a to kopolymer vinylacetát-ethylen. Po homogenizaci prohnětením, lisování a řezání byla získána konečná pyrotechnická slož, z níž po iniciaci a shoření vznikají plynné zplodiny s nízkou toxicitou. Složení konkrétních pyrotechnických složí je uvedeno v následující tabulce č. 2.
Tabulka 2
| Složky | Obsah v % hmot. | ||||
| slož č.l | slož Č.2 | slož č.3 | slož č.4 | slož Č.5 | |
| KC1O4 | 21,3 | 30 | 20 | ||
| NH4CIO4 | 40 | 40 | 30 | 20,3 | |
| SiíNOjh | 32,3 | 41,3 | 40 | 10,3 | 30 |
| kno3 | 20 | ||||
| dusičnan bis(l-amidino-č>allylisomočovina)měďnatý (V) | 15 | 12 | 12 | ||
| dusičnan bis(l-amidino-<9- benzylisomočovina)měďnatý (VI) | 6 | 5 | |||
| Chloristan bis(l-amidino-0- benzylisomočovina)měďnatý (VII) | 6 | 5 | |||
| Pojivo | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 |
| Dibutylftalát | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Fe2O3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Grafit | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| V inylacetát-ethylen | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
-6CZ 22614 Ul
2*
<cio; h
VII R = CH2-C6H5(benzyl)
Složení uvedených pyrotechnických složí je blízko vyrovnané kyslíkové bilanci, což zabezpečuje minimální objem toxických plynů ve zplodinách hoření.
Výhodou pyrotechnické slože podle tohoto technického řešení je nízký obsah toxických zplodin 5 v plynných produktech hoření uvedené slože, který je u nejvíce sledovaných plynů jako oxid uhelnatý a oxidy dusíku významně nižší než u současné používaných pyrotechnických složí na bázi nitrocelulózy.
Vzhledem k vyššímu slučovacímu teplu sloučenin obecného vzorce I, které jsou ekonomicky nejdražší položkou pyrotechnické slože, může být jejich množství sníženo, přičemž se i tak získá ío dostatečné množství energie ke správné funkci záchranného systému.
Průmyslová využitelnost
Pyrotechnická slož podle tohoto technického řešení je využitelná jako aktivní část vyvíječů plynu v bezpečnostních systémech pasivní ochrany v automobilech a dalších dopravních prostředcích, zejména pro předpínaČe bezpečnostních pásů, airbagy apod.
Claims (6)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Palivo do pyrotechnické slože pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, jímž je komplexní sloučenina obecného vzorce I,Cu2+(L)m(A-)2 (I) kde ligand L je derivát 1-amidinoisomoČoviny obecného vzorce Π,HoN. ORY ¥NH NH (H) v němžR je vybrán ze skupiny zahrnující C4 až C8 cykloalkyl, C2 až C6 alkenyl, C2 až C6 alkynyl, C6 až Cio aryl, (Ci až C4)alkyl(C6 až Ci0)aryl, přičemž m = 1 až 2,A jsou vybrány ze skupiny zahrnující NO3“ a C1O4~, a sloučenina může být rovněž ve formě svých hydrátů.
- 2. Pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů, obsahující palivo, okysličovadlo, pojivo a případně tech25-7CZ 22614 Ul nologické přísady, vyznačeni tím, že obsahuje jako palivo sloučeninu obecného vzorce I nebo směs sloučenin obecného vzorce I podle nároku 1.
- 3. Pyrotechnická slož podle nároku 2, vyznačená tím, že okysličovadlo je vybráno ze skupiny zahrnující chloristan draselný, chloristan amonný, chloristan sodný, dusičnan drasel5 ný, dusičnan strontnatý, dusičnan sodný, peroxid zinečnatý a jejich směsi.
- 4. Pyrotechnická slož podle nároku 2, vyznačená tím, že pojivo je vybráno ze skupiny zahrnující nitrocelulózu, karboxymethylcelulózu, hydroxypropylmethylcelulózu, étery celulózy, polyvinylizobutyleter, fluoroelastomer, dextrin, guarovou gumu, kopolymer polyvinylizobutyleter-polyvinylchlorid a jejich směsi.ío
- 5. Pyrotechnická slož podle nároku 2, vyznačená tím, že obsahuje technologické přísady, s výhodou vybrané ze skupiny zahrnující kopolymer vinylacetát-ethylen, grafit, oxid železitý a dibutylftalát.
- 6, Pyrotechnická slož podle nároku 2, vyznačená tím, že obsahuje 5 až 45 % hmotn. paliva, 40 až 90 % hmotn. okysličovadla, 4 až 20 % hmotn. pojivá a do 5 % hmotn. technologic15 kých přísad.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201124565U CZ22614U1 (cs) | 2011-07-04 | 2011-07-04 | Balivo do pyrotechnické sloze a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201124565U CZ22614U1 (cs) | 2011-07-04 | 2011-07-04 | Balivo do pyrotechnické sloze a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ22614U1 true CZ22614U1 (cs) | 2011-08-22 |
Family
ID=44506056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201124565U CZ22614U1 (cs) | 2011-07-04 | 2011-07-04 | Balivo do pyrotechnické sloze a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ22614U1 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307025B6 (cs) * | 2015-03-13 | 2017-11-22 | Explosia A.S. | Modifikátor hoření do homogenních tuhých pohonných hmot a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy |
| CZ307254B6 (cs) * | 2012-11-14 | 2018-05-02 | Austin Detonator, S.R.O. | Iniciační látka zejména pro průmyslové rozbušky s dobou zpoždění výbuchu do 9000 ms od iniciace, způsoby její výroby, a průmyslová elektrická rozbuška a průmyslová neelektrická rozbuška |
-
2011
- 2011-07-04 CZ CZ201124565U patent/CZ22614U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307254B6 (cs) * | 2012-11-14 | 2018-05-02 | Austin Detonator, S.R.O. | Iniciační látka zejména pro průmyslové rozbušky s dobou zpoždění výbuchu do 9000 ms od iniciace, způsoby její výroby, a průmyslová elektrická rozbuška a průmyslová neelektrická rozbuška |
| CZ307025B6 (cs) * | 2015-03-13 | 2017-11-22 | Explosia A.S. | Modifikátor hoření do homogenních tuhých pohonných hmot a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1890986B1 (de) | Pyrotechnisches mittel | |
| Steinhauser et al. | “Green” pyrotechnics: a chemists' challenge | |
| EP0964842B1 (en) | Gas generant complex oxidizers with multimetal cations | |
| JP5226210B2 (ja) | ガスの発生における置換された塩基性金属硝酸塩 | |
| Wurzenberger et al. | Nitrogen-rich copper (II) bromate complexes: an exotic class of primary explosives | |
| KR19990036055A (ko) | 기체 발생제용 금속 착물 | |
| EP4095120A1 (en) | Compounds and preparation method therefor and use thereof as energetic materials | |
| CN105777460A (zh) | 气体发生剂组合物 | |
| JP2008507472A5 (cs) | ||
| EP1789371A4 (en) | ALKALIMETAL PERCHLORATE CONTAINING GAS GENERATORS | |
| CN103443055B (zh) | 气体发生剂组合物 | |
| JP2000103691A (ja) | ガス発生剤組成物 | |
| US6024812A (en) | Pyrotechnic mixture as propellant or a gas charge with carbon monoxide-reduced vapors | |
| CZ22614U1 (cs) | Balivo do pyrotechnické sloze a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany | |
| JP2002012493A (ja) | ガス発生剤組成物 | |
| Oyler | Green primary explosives | |
| CZ305190B6 (cs) | Použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany | |
| EP3218330A1 (de) | Thermisches frühzündmittel | |
| JP3173795B2 (ja) | ガス発生剤 | |
| US6673172B2 (en) | Gas generant compositions exhibiting low autoignition temperatures and methods of generating gases therefrom | |
| US20070181236A1 (en) | Gas-generating pyrotechnical compositions and pyrotechnical compounds for automotive safety | |
| CZ22613U1 (cs) | Pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany | |
| JP3915462B2 (ja) | ガス発生剤組成物及びエアバッグ | |
| US6964715B2 (en) | High impetus, high burn rate gas generant propellant and seatbelt pretensioner incorporating same | |
| CZ2008654A3 (cs) | Pyrotechnická slož pro bezpecnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu ci predpínaci bezpecnostních pásu |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20110822 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20150612 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20180704 |