Pyrotechnické směsi pro předpínaěe bezpečnostních pásů

Oblast techniky

Vynález se týká složení pyrotechnické směsi generujících snížené množství toxických zplodin, využitelných v bezpečnostních systémech pasivní ochrany zejména v automobilním průmyslu jako jsou předpínaěe bezpečnostních pásů, inflátory airbagů apod.

Dosavadní stav techniky

V současné době se používají předpínaěe bezpečnostních pásů s propelenty na bázi nitrocelulózy. Hořením nitrocelulózy vznikají velmi rychle zplodiny zvyšující v předpínaěi tlak, kterého se i5 využívá k následnému posunu pohyblivých částí systému. Tím dojde k utažení bezpečnostního pásu. Propelenty na bázi nitrocelulózy se využívají především pro svou vysokou schopnost zplynění a také pro dostupnou technologii výroby ověřenou v průběhu několika desítek let

Jejich nevýhoda, zejména při běžných civilních aplikacích je, že při hoření generují vysoký obsah toxických zplodin - zejména oxidy dusíku a oxid uhelnatý - Čímž zatěžují životní prostředí a škodí lidskému zdraví.

Jsou sice známé, např. z CZ PV 2001-4006 a CZ PV 1996-887, určité skupiny látek a jejich specifické kombinace potenciálně použitelné jako pyrotechnické směsi pro předpínaěe bezpeěnost25 nich pásů se sníženým obsahem toxických zplodin hoření, ale tato řešení obsahují natolik široce určené skupiny výchozích látek, že se mezi nimi vyskytují i takové kombinace a výrobní postupy, jejichž výsledkem jsou i pyrotechnické směsi, které při hořením v předpínaěi bezpečnostních pásů tvoří zdravotně vysoce závadné zplodiny, které přímo ohrožují životní prostředí a také zdraví uživatelů bezpečnostních pásů.

Cílem vynálezu je jednak vytvořit pyrotechnické směsi pro předpínaěe bezpečnostních pásů se sníženým obsahem toxických zplodin hoření, a jednak zpřesnit okruh látek použitelných pro tento účel.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo pyrotechnickými směsmi pro přepínače bezpečnostních pásů, jejichž podstata spočívá v tom, že se stávaj z 20,0 % hmotn. až 50 % hmotn. paliva tvořeného quanidin40 nitrátem nebo/a nitro-quanidinem nebo/a triaminoquadinnitrátem nebo/a 5-amino-tetrazolem nebo/a quanidinazotetrazolátem nebo/a dusičnanem bis-dikyandiamidem měďnatým, 40,0% hmotn. až 78,0 % hmotn. oxidovadla tvořeného chloristanem sodným nebo/a chloristanem amonným nebo/a chloristanem draselným nebo/a dusičnanem draselným nebo/a dusičnanem sodným nebo/a dusičnanem strontnatým, pojivá v množství 2,0 % hmotn. až 10,0 % hmotn. tvořeného nitrocelulózou nebo/a karboxymetylcelulózou nebo/a hydroxypropylmetylcelulozou nebo/a polyakrylátem nebo/a polyvinylizobutyleterem nebo/a kopolymerem polyizobutyleteru a polyvinychloridu nebo/a étery celulózy nebo/a fluoroelastomerem nebo/a dextrinem nebo/a guargum, přičemž po homogenizaci a úpravě fyzikálních vlastností přidáním 0,1 % hmotn. až 5,0 % hmotn. modifikátoru fyzikálních vlastností tvořeného kopolymerem vinylacetát-etylen nebo/a polyvinylacetátem nebo/a polyakrylátem nebo/a polyalkylamidem nebo/a polytetrafluoretylenem obsahuje částice v rozmezí velikosti 20 až 400 mikrometrů.

Jednotlivé komponenty pyrotechnické směsi se běžnými ťyzikálně-mechanickými procesy upravují a homogenizují, takže ve finální obsahují částice v rozmezí velikosti 20 mikrometrů až

400 mikrometrů, s výhodou 80 mikrometrů až 300 mikrometrů.

Výhodou pyrotechnických směsí podle tohoto vynálezu je skutečnost, že po iniciaci vznikají toxické zplodiny jako oxid uhelnatý a oxidy dusíku v daleko menší míře než u současných propelentů na bázi nitrocelulózy. Rozdíl v množství uvolněných toxických zplodin se pohybuje v řádech, čímž je zaručena znatelně nižší zátěž životního prostředí a zdraví člověka.

Další zřetelnou výhodou je vyšší stabilita pyrotechnických směsí podle tohoto vynálezu při zátěži vysokými teplotami ve srovnání s doposud používanými propelenty na bázi nitrocelulózy.

Vzhledem k těmto výhodným vlastnostem je hlavní oblast použití pyrotechnických směsí podle ío tohoto vynálezu předpokládána v bezpečnostních systémech pasivní ochrany pro automobily i pro další dopravní prostředky, zejména jako součást předpínačů bezpečnostních pásů, omezovače bezpečnostních pásů apod.

Příklady provedení

Příklad I

Pyrotechnická směs byla připravena smísením 25,0 g chloristanu amonného a 17,0 g dusičnanu sodného se směsí 5,0 g quanidinazotetrazolátu a 10,0 g dusičnanu bis-dikyandiamíd měďnatého. Jako pojivá bylo použito sodné soli karboxymetycelulózy v množství 3 g. Do směsi byl následně zapracován modifikátor fyzikálních vlastností, kterým bylo 0,5 g vinylacetátu. Po homogenizaci prohnětením, lisování a řezání získaná pyrotechnická směs zaručuje po iniciaci nízký obsah toxických látek v po výbuchových zplodinách.

Příklad 2

Pyrotechnická směs byla připravena smísením 45,0 g chloristanu amonného o velikostí částic 80 až 300 mikrometrů a směsi paliv 15,0 g quanidin azotetrazolátu a 5,0 g quanidinnitrátu. Jako pojivá bylo použito 5,0 g sodné soli karboxymetycelulózy ve formě vodného roztoku. Do směsi byl následně zapraven modifikátor fyzikálních vlastností, a to 0,5 g kopolymeru vinylacetát-etylen. Po homogenizaci prohnětením, lisování a řezání byla získána pyrotechnická směs, z níž ini35 ciací vznikající povýbuchové zplodiny obsahují nízké množství toxických látek.

Příklad 3

Pyrotechnická směs byla připravena smísením 21,0 g chloristanu amonného, 21,0 g dusičnanu strontnatého o velikosti částic 60 až 500 mikrometrů a 15,0 g quanidinazotetrazolátu jako paliva. Pojivém byly 3,0 g sodné soli karboxymetylcelulózy ve formě vodného roztoku. Do směsi byly následně zapracovány k modifikaci fyzikálních vlastností 0,3 g kopolymeru vinylacetát-etylen a 0,2 g polytetrafluoretylenu. Po homogenizaci prohnětením, lisování a řezání byla získána pyro45 technická směs produkující po iniciaci povýbuchové zplodiny s nízkým obsahem toxických látek použitelná pro předpínače bezpečnostních pásů s možností laborace nasypáváním gravimetricky nebo volu metricky.

Příklad 4

Pyrotechnická směs byla připravena smísením 21,0 g chloristanu amonného, 21,0 g dusičnanu strontnatého o velikosti částic 80 až 300 mikrometrů a 15,0 g quanidinazotetrazolátu. Jako pojivá bylo použito 3,0 g kopolymeru polyvinylbutyletylenpoíyvinylchloridu ve formě acetonového roz55 toku. Do vzniklé směsi bylo následně dále zapracováno k modifikaci fyzikálních vlastností 0,3 g . ί.

kopolymeru vinylacetát-etylen a 0,5 g polytetrafluoretylenu. Po homogenizaci prohnětením, lisování a řezání byla získána pyrotechnická směs zaručující po iniciaci nízký obsah toxických látek v povýbuchových zplodinách použitelná pro předpínače bezpečnostních pásů s možností laborace nasypáváním gravimetricky i nasypáváním volumetricky.

Příklad 5

Pyrotechnická směs byla připravena smísením 21,0 g chloristanu amonného, 21,0 g dusičnanu ío strontnatého o velikosti částic 80 až 500 mikrometrů a 15,0 g quanidinazotetrazolátu jako paliva.

Pojivém byly v tomto případě 3,0 g hydroxypropylmetylcelulózy ve formě vodného roztoku. Do směsi byl dále následně zapracován jako modifikátor fyzikálních vlastností kopolymer vinylacetát-etylen v množství 0,3 g a 0,5 g polytetrafluoretylenu. Po homogenizaci prohnětením, lisování a řezání byla získána pyrotechnická směs z níž iniciací vznikající povýbuchové zplodiny mají nízký obsah toxických látek použitelná pro předpínače bezpečnostních pásů s možností laborace nasypáváním gravimetricky nebo volumetricky.

Průmyslová využitelnost

Pyrotechnické směsi podle tohoto vynálezu jsou využitelné jako aktivní část vyvíječů plynu v bezpečnostních systémech pasivní ochrany v automobilním průmyslu zejména pro předpínače bezpečnostních pásů do automobilů.