CZ305190B6 - Použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany - Google Patents
Použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305190B6 CZ305190B6 CZ2011-409A CZ2011409A CZ305190B6 CZ 305190 B6 CZ305190 B6 CZ 305190B6 CZ 2011409 A CZ2011409 A CZ 2011409A CZ 305190 B6 CZ305190 B6 CZ 305190B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- group
- pyrotechnic composition
- fuel
- nitrate
- compounds
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229940123208 Biguanide Drugs 0.000 title description 3
- XNCOSPRUTUOJCJ-UHFFFAOYSA-N Biguanide Chemical compound NC(N)=NC(N)=N XNCOSPRUTUOJCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000004283 biguanides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 19
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims description 14
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 10
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-(2-methylpropoxy)propane Chemical compound CC(C)COCC(C)C SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000004648 C2-C8 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenyl acetate Chemical group C=C.CC(=O)OC=C HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 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
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 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
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 125000004649 C2-C8 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
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 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
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 claims description 2
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 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
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 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
- 229940105296 zinc peroxide Drugs 0.000 claims description 2
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 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
- 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 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- -1 aminoimino Chemical group 0.000 description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N Sodium azide Chemical compound [Na+].[N-]=[N+]=[N-] PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 8
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical compound CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 8
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical class OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N metformin Chemical compound CN(C)C(=N)NC(N)=N XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JLPWQEHTPOFCPG-UHFFFAOYSA-N 1-(diaminomethylidene)-2-methylguanidine Chemical compound CN=C(N)N=C(N)N JLPWQEHTPOFCPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 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 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 1-(1-adamantyl)-3-aminothiourea Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1(NC(=S)NN)C3 XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 2
- NHEURYDTBLNWOY-UHFFFAOYSA-N CNC(=N)NC(=N)N.CNC(=N)NC(=N)N.[N+](=O)([O-])[O-].[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound CNC(=N)NC(=N)N.CNC(=N)NC(=N)N.[N+](=O)([O-])[O-].[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] NHEURYDTBLNWOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 2
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 2
- QNDQILQPPKQROV-UHFFFAOYSA-N dizinc Chemical compound [Zn]=[Zn] QNDQILQPPKQROV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- LHOWRPZTCLUDOI-UHFFFAOYSA-K iron(3+);triperchlorate Chemical compound [Fe+3].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O LHOWRPZTCLUDOI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- MJVUDZGNBKFOBF-UHFFFAOYSA-N n-nitronitramide Chemical compound [O-][N+](=O)N[N+]([O-])=O MJVUDZGNBKFOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 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
- 229910017356 Fe2C Inorganic materials 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-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
- 101000859864 Rattus norvegicus Gamma-crystallin E Proteins 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-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
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 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
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- CHNUOJQWGUIOLD-NFZZJPOKSA-N epalrestat Chemical compound C=1C=CC=CC=1\C=C(/C)\C=C1/SC(=S)N(CC(O)=O)C1=O CHNUOJQWGUIOLD-NFZZJPOKSA-N 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate 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
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 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
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 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
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000000250 methylamino group Chemical group [H]N(*)C([H])([H])[H] 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
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002897 organic nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 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
- XABUTYXAHYMCDK-UHFFFAOYSA-N pyroside Natural products OC1C(O)C(O)C(COC(=O)C)OC1OC1=CC=C(O)C=C1 XABUTYXAHYMCDK-UHFFFAOYSA-N 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
- 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
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZIZZTHXZRDOFM-XFULWGLBSA-N tamsulosin hydrochloride Chemical compound [H+].[Cl-].CCOC1=CC=CC=C1OCCN[C@H](C)CC1=CC=C(OC)C(S(N)(=O)=O)=C1 ZZIZZTHXZRDOFM-XFULWGLBSA-N 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Předkládané řešení se týká použití komplexních sloučenin obecného vzorce M.sup.n+.n.(L).sub.m.n.(A.sup.-.n.).sub.k.n., kde centrálním atomem je kov vybraný ze skupiny zahrnující Cu, Zn, Fe, ligandem L je biguanidový derivát, A.sup.- .n..sup.jsou.n.vybrány ze skupiny zahrnující NO.sub.3.n..sup.-.n., ClO.sub.4.n..sup.-.n., ClO.sub.3.n..sup.-.n., N(NO.sub.2.n.).sup.-.n., jako paliv do pyrotechnických složí pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů. Předmětem předkládaného řešení jsou i pyrotechnické slože obsahující tato paliva, okysličovadla, pojiva a případně technologické přísady. Dále se řešení týká komplexních sloučenin obecného vzorce M.sup.n+.n.(L).sub.m.n.(A.sup.-.n.).sub.k.n..
Description
Oblast techniky
Vynález se týká použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a dále se týká 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 lychlé a včasné reakce bezpečnostních systémů pasivní ochrany, např. naplnění airbagu, pohybu předpínačů bezpečnostních pásů, pohybu aktivní kapoty apod., což ve svém důsledku vede ke zmírnění 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 při nehodě či havárii, což je dalším výrazným nedostatkem tohoto řešení.
Další možností, jak naplnit záchranný systém plynem (v případě airbagu) nebo aktivovat předpínaě pásuje 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 2 652 645, 2009. Blomquist, H.: US 2002084010, 2002. Meistrock, W. a Weichard, M.: DE 42 34 276, 1993. Granier, G. a kol.: FR 2 569 686, 1986).
Nevýhodou stávajících nitrocelulózových pyrotechnických složí je vznik toxických zplodin při jejich hoření. Tyto zplodiny obsahují především oxidy dusíku a oxid uhelnatý, které jsou při 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, které 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 dále 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. 1-11, Margretetorp, 1992. Madlung, A.: J. Chem. Educ. 73, 347-348, 1996). U pyrotechnických složí obsahujících azid sodný je nevýhodná značná toxicita azidu sodného, kteiý 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.
- 1 CZ 305190 B6
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 6 210 505 (2001). Konkrétně lze ze značného množství v literatuře uváděných sloučenin jmenovat nejčastěji používané, a to deriváty guanidinu (Schmid, H.; Eisenreich N.: Propellants, Explos, Pyr. 25, 230-235, 2000. Zeuner, S.; Schropp, R.; Roedig, K.-H.; Reimann, U.: DE 102 30 402, 2004. Hosey, E. O.: US 2009/0020197, 2009) a 5-aminotetrazolu (Wood, J. C.; Wood, Ε. 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-0-alkylmoěovina)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 CZ 19514 Ul je nižší obsah dusíku v palivu, kterým jsou dusičnany bis(l-amidino-0-alkylmočovina)měd’naté, ajejich poměrně nízkému slučovacímu teplu. Vysoký obsah dusíku je vždy žádoucí z důvodu produkce inertního dusíku, který je jako složka plynů v airbazích obecně preferován. Vyšší slučovací teplo složek pyrosloží je výhodnější, protože se tak zvyšuje celkové množství energie potřebné k požadované funkci bezpečnostního systému.
Cílem předkládaného vynálezu je odstranit nedostatky dosavadního stavu techniky.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je použití komplexních sloučenin obecného vzorce I,
Mn+(L)m(A“)k (I) kde centrální atom M je vybrán ze skupiny zahrnující Cu, Zn a Fe;
ligand L je biguanidový derivát obecného vzorce II,
NH NH (Π) v němž
Ri je vybrán ze skupiny zahrnující vodík a Ci až C8 alkyl, C4 až C8 cykloalkyl,
R2 je vybrán ze skupiny zahrnující vodík, Ci až C8 alkyl, C4 až C8 cykloalkyl, C2 až C8 alkenyl,
C2 až C8 alkynyl, C6 až Cio aryl, (C4 až C4)alkyl(C6 až Ci0)aryl, NH2, (CH2)yOH, kde y je 1 až 6,
NR3R4, kde R3 a R4 jsou nezávisle vybrány ze skupiny zahrnující Ci až C8 alkyl, C2 až C8 alkenyl, C2 až C8 alkynyl;
-2CZ 305190 B6
A jsou vybrány ze skupiny zahrnující NO 3, C1O“4, C1O“3 a N(NO2)2“; tyto skupiny A mohu být jednak vázány kovalentní nebo koordinačně kovalentní vazbou k centrálnímu atomu kovu, nebo mohou být ve formě aniontu separovaného z primární koordinační sféty centrálního atomu, popřípadě mohou být spojeny s ostatními ligandy nebo rozpouštědly pomocí vodíkových vazeb;
přičemž je-li M = Cu nebo Zn, pak n=2, m=l až 2, k=2, ío je-li M=Fe, pak n=3, m=l až 3, k=3;
a sloučeniny mohou popřípadě být ve formě hydrátů, jako paliva do pyrotechnické slože pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů.
Ve výhodném provedení vynálezu je Ri vybrán ze skupiny zahrnující vodík, methyl, ethyl, propyl.
S výhodou je R2 vybrán ze skupiny zahrnující methyl, ethyl, propyl, isopropyl, allyl, butyl, isobu20 tyl, cyklopentyl, cyklohexyl, benzyl.
Ligandy L obecného vzorce II jeví v uvedených komplexních sloučeninách cis-trans a aminoimino isomerii, takže se mohou vyskytovat v různých isomemích formách, například Iia - Ilq, které mají vždy stejný souhrnný vzorec. Ligandem L se v tomto textu míní jakýkoliv izomer.
Η2Ν\ΥΝΗ\ζ NR1R2
T Y
NH NH ll-a
H2N^^NH2 NR4R2
Ϊ
N NH ll-b h3n*^nhi nr,r2
V Y
N NH ll-c
H3< NR1R2
T Y
N NH ll-d H2Ny>N^NRlR2
NH2 NH ll-e ^NÍ/NH NR1R2
V. Y
NH NH ll-f h2n
ll-g
ll-h
ll-i
-3 CZ 305190 B6 hX^/NH^NR^ H3N+^N^Nrir2 h2nX.n nr1r2
NH2 NH NH NH' ll-j (l-k
NH NH2 ll-I
H->N. /N. NR1R2
NH NH2 ll-m
H3N>1/N'x>/NR1R2 hn^nh^nr1r2
II
NH NH ll-n
Η<ΧλΝΡΛ h,N
Y
NH NH2 ll-p (/
ll-o
NH NH2 ll-q
Sloučeniny obecného vzorce Ije možné připravit smícháním příslušného ligandu L se solí kationtu kovu M obsahující aniont A, tj. dusičnanem, chloristanem, chlorečnanem, nebo dinitramidem. Ligand L se připraví reakcí dikyandiamidu s příslušným aminem podle literatury (Ray, P.: Chem. Rev. 61, 313-359, 1961. George, A., Nair, H. C.: Asian J. Chem. 20, 4460-4464, 2008. Bicher M., Jinga, D.: Roum. Biotechnol. Lett. 4, 129-135, 1999. Dutta, R. L., Lahiry, S.: Z. Anorg. Allg. Chemie 306, 116-120, 1960. Saha, S. R. a kol.: Ind. J. Chem. 35A, 784-786, 1996). Ligand 1,1dimethylbiguanid (též ΛξΑ-dimethylbiguanid) je komerčně dostupný ve formě hydrochloridu (Aldrich, katalog chemikálií 2009-2010).
Pro účely přípravy nitrátů sloučenin, kde M je Cu nebo Zn, lze postupovat i tak, že se reaguje dikyandiamid s trihydrátem dusičnanu měďnatého, resp. hexahydrátem dusičnanu zinečnatého, v prostředí aminu nebo vodného roztoku aminu za vzniku dusičnanu bis(dikyandiamid)měd’natého (resp. zinečnatého), který posléze reaguje s přítomným aminem za vzniku příslušného biguanidu.
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 ajejich směsi.
Ve výhodném provedení vynálezu je pojivo vybráno ze skupiny zahrnující karboxymethylcelulózu, hydroxypropylmethylcelulózu, nitrocelulózu, éteiy celulózy, polyvinylizobutyleter, fluoroelastomer, dextrin, guarovou gumu, kopolymer polyvinylizobutyleter-polyvinylchlorid a jejich směsi.
Pyrotechnická slož podle předkládaného vynálezu, může případně dále obsahovat technologické přísady, které jsou odborníkovi v oboru dobře známé. Vhodnými technologickými přísadami jsou například modifikátory fyzikálních vlastností, jako je kopolymer vinylacetát-ethylen. Dále je
-4CZ 305190 B6 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 vynálezu obsahuje pyrotechnická slož 5 až 45 % hmotn. paliva, 40 až 90 % hmotn. okysliěovadla, 4 až 20 % hmotn. pojivá a do 5 % hmotn. technologických přísad.
Pyrotechnická slož podle předloženého vynálezu se připravuje smísením okysliěovadla 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 vynálezu je nízký obsah toxických zplodin v plynných zplodinách hoření. Obsah nejvíce sledovaných toxických plynů jako oxid uhelnatý a oxidy dusíku je významně nižší než u současně užívaných pyrotechnických složí na bázi nitrocelulózy a splňuje požadovanou normu (US Car Limits: SAE/USCAR-24, 2004). Výhodou je také nízká cena výchozích surovin a jejich snadná dostupnost. Další výhodou pyrotechnické slože podle technického řešení je její vyšší termická stabilita ve srovnání s doposud používanými pyrotechnickými složemi na bázi nitrocelulózy.
Výhodou sloučenin obecného vzorce I oproti dusičnanům bis(l-amidino-O-alkylmočovina)měďnatým (CZ 19514 Ul) je vyšší obsah dusíku odpovídajících derivátů a vyšší slučovací teplo, sloučeniny obecného vzorce I mají rovněž lepší termickou stabilitu. Vysoký obsah dusíku je vždy žádoucí z důvodu produkce plynného inertního dusíku, který je jako složka plynů v airbazích obecně preferován. 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 dusičnanu bis(l— amidino-O-butylisomočovina)měďnatého (CZ 19514 Ul) a dusičnanu bis(l-butylguanid)měďnatého jakožto strukturně nejbližšího zástupce sloučenin podle předkládaného vynálezu. Slučovací tepla byla vypočtena na základě změřeného spalného tepla automatickým spalným kalorimetrem LGT MS 10 A. Termická stabilita byla měřena pomocí diferenční termické stability (DTA), navážka byla 50 mg vzorku, lineární rychlost zahřívání 5 °C.min_1.
-5CZ 305190 B6
Tabulka 1: Porovnání vlastností nitrocelulózy, dusičnanu bis(l-butylbiguanid)měďnatého a dusičnanu bis( 1 -amidino-O-buty 1 isomočovina)měd’natého
| Látka | Nitrocelulóza (NC), 12,5% N (III) | Dusičnan bis(l-amidino-Obutylisomočovina) měďnatý (IV) (CZ 19514 Ul) | Dusičnan bis( 1 -butylbiguanid) měďnatý (V) (podle vynálezu) |
| Molekulový vzorec | C12H14N6O22 (monomer) | C12H28CUN10O8 | C12H30CUN12O6 |
| Identifikace podle patentu | Mn+(L)m(A')k, kde M=Cu, R,=H, R2=butyl, n=2, m=2, k=2, A =NO3· | ||
| Molekulová hmotnost (g.mor1) | 324,2 + %N/14,14x270 (monomeru) | 504,0 | 502,0 |
| Obsah dusíku (hmotnostní %) | 12,5 | 27,8 | 33,48 |
| Síučovací teplo (kJ.kg1) | -2534 | -2659 | -1673 |
| Počátek rozkladu DTA (°C) | 170 | 190 | 240 |
ch2
I c— .ono2 ono2 .c' ono2 h \l c-c ~C H ono2
-Č u ^\l c
ono2
CH2ONO2 η (III - plně esterifikovaná NC)
| γ- | 2+ | - |
| Η C4h9 Y T HN ^NH Jcu HNZ XNH | (NO3)2 | h2n_/N nh_c4h3 Y Y HN χΝΗ /CU HNX XNH |
| li 1 η9ο4-ο^ν^νη2 H | (IV) | h9c4-nhXxn'/^nh2 Η |
2+ (NO3 )2 (V) ío Objasnění výkresu
Obr. 1 ukazuje porovnání balistiky (nárůstu tlaku) pro pyropatrony obsahující pyroslož z příkladu provedení 2 a pyropatrony s ekvivalentní pyrosloží obsahující palivo podle užitného vzoru CZ 19514 Ul.
-6CZ 305190 B6
- Pyroslož č. 3 z příkladu provedení č. 2 (tabulka č. 3)
....... Pyroslož podle užitného vzoru CZ 19514 Ul
Obr. 2 znázorňuje schéma přípravy substituovaných dusičnanů bis(biguanid)měd’natých.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Příprava sloučenin obecného vzorce I
Sloučeniny obecného vzorce I lze připravit publikovanými postupy smícháním příslušného ligandu L se solí kationtu kovu M obsahující aniont A, tj. dusičnanem, chloristanem, chlorečnanem, nebo dinitramidem. Ligand L se připraví reakcí dikyandiamidu s příslušným aminem podle literatury, v případě 1,1-dimethylbiguanidu (ΛζΑ-dimethylbiguanid) lze využít komerčně dostupný produkt (Ray. P.: Chem. Rev. 61, 313-359, 1961. George, A., Nair, H. C.: Asian J. Chem. 20, 4460-4464, 2008. Bicher M., Jinga, D.: Roum. Biotechnol. Lett, 4, 129-135, 1999. Dutta, R. L., Lahiry, S.: Z. Anorg. Allg. Chemie 306, 116-120, 1960. Saha, S. R. a kol.: Ind. J. Chem. 35A, 784-786, 1996. Badea, V.; Negreanu-Pirjol, T.: Arch. Balkan Med. Union 40, 12-18, 2005).
Pro účely přípravy nitrátů sloučenin, kde M je Cu či Zn pro pyroslože, v tomto patentu byl použit jiný postup, kdy reaguje dikyandiamid s trihydrátem dusičnanu měďnatého, resp. hexahydrátem dusičnanu zinečnatého, v prostředí aminu nebo vodného roztoku aminu za vzniku dusičnanu bis(dikyandiamid)měďnatého, kteiý posléze reaguje s přítomným aminem za vzniku příslušného biguanidu. Na obrázku 2 je uvedena chemická rovnice přípravy látek VI, kde M=Cu. Na příkladu dusičnanu bis(l-butylbiguanid)měďnatého je uveden typický postup přípravy těchto komplexů.
Dusičnan bis(l-butylbiguanid)měďnatý (VI, kde M=Cu, Ri=H, R2=butyl)
Do roztoku dikyandiamidu (28 g, 0,33 mol) ve 400 ml butylaminu se postupně během jedné hodiny za laboratorní teploty přidává roztok trihydrátu dusičnanu měďnatého (40 g, 0,17 mol) v 300 ml butylaminu. Vzniklá směs se zahřívá za varu po dobu 2,5 hodiny. Po ochlazení se oddestiluje 550 ml butylaminu, z destilátu se zfiltruje pevná látka a promyje ethanolem. Získá se 62,5 g (75 %) dusičnanu bis(l-isobutylbiguanid) měďnatého. Z filtrátu se butylaminu regeneruje destilací za sníženého tlaku.
Teplota tání 280 až 282 °C.
Elementární analýza C12H30CuN12O6: Vypočteno C 28,71; H 6,02; Cu 12,66; N 33,48.
Nalezeno C 27,79; H, 5,84; Cu 12,52; N 33,96.
Infračervená spektroskopie (IČ), přístroj Protégé 460 s ATR nástavcem, měření vzorků v pevném stavu, vyhodnocovací software OMNIC. Hodnoty (cm-1): 3401, 3364; 3282, 3117, 2962, 2937, 2875, 1662, 1567, 1473, 1376, 1330, 1281, 1245, 1149, 1053, 1036, 973,823,901, 725.
2+
(NO3')2 (VI)
-7CZ 305190 B6
Výtěžky dalších komplexů VI jsou uvedeny v tabulce 2.
Tabulka 2 Výtěžky komplexů obecného vzorce VI připravených analogicky postupu uvedenému 5 pro dusičnan bis(l-butylbiguanid)měd’natý
| M | Ri | r2 | Výtěžek (%) |
| Cu | H | methyl | 85 |
| Cu | H | allyl | 48 |
| Cu | H | cyklopentyl | 63 |
| Cu | H | isobutyl | 75 |
| Cu | H | cyklohexyl | 73 |
| Cu | H | benzyl | 80 |
| Cu | ethyl | ethyl | 46 |
| Cu | propyl | propyl | 63 |
| Zn | H | butyl | 64 |
Příklad 2
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 patnácti konkrétních pyrotechnických složí je uvedeno v následující tabulkách č. 3 až 5.
-8CZ 305190 B6
Tabulka 3 Příklady provedení pro pyroslože s palivem obsahujícím měďnaté komplexní slouče niny o obecném vzorci I, kde M je Cu
| Složky | Obsah v % hmotn. | ||||
| slož č.l | slož č.2 | slož č.3 | slož č.4 | slož č.5 | |
| KC1O4 | 53 | ||||
| NH4CIO4 | 36 | 33 | 36 | ||
| Sr(NO3)2 | 36 | 33 | 45 | ||
| KNO3 | 36 | ||||
| Dusičnan bis( 1 -methylbiguanid)měďnatý (VII) | 18,5 | 35,5 | |||
| Dusičnan bis( 1 -butylbiguanid)měďnatý (VIII) | 15 | ||||
| Dinitramid bis(l-methylbiguanid)měd’natý (IX) | 11,5 | ||||
| 1,1 -Dimethylbiguanid-diperchloratoměďnatý (X) | 44,5 | ||||
| Pojivo | 10,3 | 13,8 | 9,8 | 14,8 | 8,8 |
| Dibutylftalát | 1 | 1 | |||
| Fe2C>3 | 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 |
Tabulka 4 Příklady provedení pro pyroslože s palivem obsahujícím zinečnaté komplexní slouče niny o obecném vzorci I, kde M je Zn
| Složky | Obsah v % hmotn. | ||||
| slož ě.6 | slož č.7 | slož č.8 | slož č.9 | slož č.10 | |
| KCIO4 | 53 | ||||
| NH4CIO4 | 17,5 | 34 | 45 | ||
| Sr(NO3)2 | 36 | 33 | 20 | ||
| kno3 | 36 | 31 | |||
| ZnO2 | |||||
| Dusičnan bis( 1 -methylbiguanid)zinečnatý (xi) | 18,5 | 22 | 19,5 | 19,5 | |
| Dusičnan bis( 1 -propylbiguanid)zinečnatý (ΧΠ) | 18,5 | 22 | |||
| Chlorečnan bis( 1,1 -dimethyl- | 15 |
-9CZ 305190 B6
| -biguanid)zinečnatý (XIII) | |||||
| Pojivo | 10,5 | 11 | 10 | 14 | 14 |
| Dibutylítalát | 1 | ||||
| Fe2O3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Grafit | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
H,NX
NH-CH3
HN χΝΗ /ΖΠ
HNZ XNH
H3C—NH N
NH, (NO3 )2 (XI) ch3 η I ,N N—CH3
Ύ
HN NH ^Zrf
HNX XNH
H3C—N 'NH,
CH3 h2n.Y znh-c3h7
HN NH /Zn/
HNZ XNH h7c3-nh rr nh2 H (CIO3 )2 (ΧΠΙ) (NO3')2 (xii)
Tabulka 5 Příklady provedení pro pyroslože s palivem obsahujícím železité komplexní sloučeni ny o obecném vzorci I, kde M je Fe
| Složky | Obsah v % hmotn. | ||||
| slož č.ll | slož Č.12 | slož Č.13 | slož č.14 | slož č.15 | |
| KC1O4 | 53 | ||||
| NH4CIO4 | 33 | 12,5 | |||
| Sr(NO3)2 | 37 | 44,5 | 24 | ||
| KNO3 | 36 | 23,5 | |||
| ZnO2 | 13,5 | ||||
| Dusičnan tr i s( 1,1 -dimethylbiguanid)železitý (XIV) | 18,5 | 22 | 22 | ||
| Chloristan tris( 1 -methy lbiguanid)železitý (XV) | 40 | 22 |
- 10CZ 305190 B6
| Chloristan triaqua-( 1,1- -dimethylbiguanid)perchloratoželezitý (XVI) | 40 | ||||
| Pojivo | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Dibutylftalát | Ϊ | ||||
| Fe2O3 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Grafit | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
3*
3+
ch3 (NOj )3 ch3
H NH h2N H2N~/ NH ,N AN\H zCH3
K \ / ANH Λέ—-NH /'
A
HN NH
H,C—NH N (CIO4 )3 (XIV)
H2Nv ch3
N N—CH3
Ύ klLJ
HN χΝΗ (CIO4 )2 (XV) (xvi)
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 v plynných produktech hoření uvedené slože, který je u nejvíce sledovaných plynů jako oxid uhelnatý a oxidy dusíku významně nižší než u současně používaných pyrotechnických složí na bázi nitrocelulózy. Obsah toxických zplodin hoření pyrotechnické slože č. 3 z tabulky č. 3 a polo rovnání s normami US Car Limits (SAE/USCAR-24, 2004) je uveden v následující tabulce č. 6 (emise plynu z 900 mg vzorku pyrotechnické slože ve sběrné nádobě objemu 2,83m3).
- 11 CZ 305190 B6
Tabulka 6 Toxické zplodiny složení pro pyroslož č. 3 o složení uvedeném v tabulce č. 3 a porovnání s požadovanými hodnotami
| Toxické zplodiny hoření | Obsah plynů (ppmv) | US Car Limits (ppmv) |
| CO | 27,6 | 29 |
| CO2 | 63,31 | 1875 |
| NO | 0,41 | 4,6875 |
| no2 | 0,012 | 0,3125 |
| HC1 | 0,028 | 0,3125 |
| nh3 | <0,115 | 2,1875 |
| HCN | <0,057 | 0,2938 |
| H2S | <0,115 | 0,9375 |
| SO2 | <0,012 | 0,3125 |
| HCHO | <0,005 | 0,125 |
| COC12 | <0,002 | 0,071 |
| Cl2 | <0,002 | 0,0625 |
Minimálního obsahu toxických zplodin hoření je dosaženo u pyrotechnické slože s vyrovnanou kyslíkovou bilancí nebo s kyslíkovou bilancí blízkou vyrovnané kyslíkové bilanci.
Průběh závislosti tlaku na čase během hoření v balistické bombě u pyrotechnické slože č. 3 z tabulky č. 3 (dusičnan bis(l-methylbiguanid)měd’natý jako palivo) a její porovnání s ekvivalentní pyrosloží (stejný obsah paliva, kterým je dusičnan bis(l-amidino-O-methylisomočovina)měďnatý) podle užitného vzoru CZ 19514 U1 je uveden na obr. 1.
Průmyslová využitelnost
Pyrotechnická slož podle tohoto vynálezu 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.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (6)
1. Použití komplexních sloučenin obecného vzorce I,
Mn+(L)m(A)k (I) kde centrální atom M je vybrán ze skupiny zahrnující Cu, Zn a Fe;
- 12CZ 305190 B6 ligand L je biguanidový derivát obecného vzorce II,
ΗΛΨ /NH ,nrir2 ¥ Ίί
NH NH (Π) v němž
Ri je vybrán ze skupiny zahrnující vodík a Ci až Cg alkyl, C4 až Cg cykloalkyl,
R2 je vybrán ze skupiny zahrnující vodík, Ci až Cg alkyl, C4 až Cg cykloalkyl, C2 až Cg alkenyl, C2 až Cg alkynyl, C6 až C]0 aryl, (Ci až C4)alkyl(C6 až Cjojaryl, NH2, (CH2)yOH, kde y je 1 až 6, NR3R4, kde Ri a R4 jsou nezávisle vybrány ze skupiny zahrnující Ci až Cg alkyl, C2 až Cg alkenyl, C2 až Cg alkynyl;
A jsou vybrány ze skupiny zahrnující NO“3, C1O“4, C1O 3 a N(NO2)/;
přičemž je-li M = Cu nebo Zn, pak n=2, m=l až 2, k=2, je-li M=Fe, pak n=3, m=l až 3, k=3;
a sloučeniny mohou být popřípadě ve formě hydrátů, jako paliva do pyrotechnické slože pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů.
2. Pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů, obsahující palivo, okysličovadlo, pojivo a případně technologické přísady, vyznačená tím, že obsahuje jako palivo sloučeninu obecného vzorce I nebo směs sloučenin obecného vzorce I.
3. Pyrotechnická slož podle nároku 2, vyznačená tím, že okysličovadlo je vybráno ze skupiny zahrnující chloristan draselný, chloristan amonný, chloristan sodný, dusičnan draselný, 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, guarová guma, kopolymer polyvinylizobutyleterpolyvinylchlorid a jejich směsi.
5. Pyrotechnická slož podle nároku 2, vyznačená tím, že dále obsahuje technologické přísady, s výhodou vybrané ze skupiny zahrnující kopolymer vinylacetát-ethylen, grafit, oxid železitý a dibuty lftalát.
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. technologických přísad.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-409A CZ305190B6 (cs) | 2011-07-04 | 2011-07-04 | Použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-409A CZ305190B6 (cs) | 2011-07-04 | 2011-07-04 | Použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2011409A3 CZ2011409A3 (cs) | 2013-02-13 |
| CZ305190B6 true CZ305190B6 (cs) | 2015-06-03 |
Family
ID=47664481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2011-409A CZ305190B6 (cs) | 2011-07-04 | 2011-07-04 | Použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ305190B6 (cs) |
Cited By (1)
| 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 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240299595A1 (en) * | 2021-03-09 | 2024-09-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Cancer theranostic compositions comprising biguanide complexes of group 7 transition metals and uses thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB155627A (en) * | 1917-07-17 | 1920-12-30 | Camillo Manuelli | Improvements in and relating to explosives |
| US4340755A (en) * | 1980-10-10 | 1982-07-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Biguanide diperchlorate and process for preparation thereof |
| US6077371A (en) * | 1997-02-10 | 2000-06-20 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Gas generants comprising transition metal nitrite complexes |
| US20040231768A1 (en) * | 1999-05-12 | 2004-11-25 | Bofors Bepab Ab | Composite gas-generating material for gas-actuated car safety devices |
| CZ301335B6 (cs) * | 2005-06-15 | 2010-01-20 | Explosia, A. S. | Pyrotechnické smesi pro predpínace bezpecnostních pásu |
| CZ2008654A3 (cs) * | 2008-10-23 | 2010-05-05 | Explosia A.S. | Pyrotechnická slož pro bezpecnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu ci predpínaci bezpecnostních pásu |
-
2011
- 2011-07-04 CZ CZ2011-409A patent/CZ305190B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB155627A (en) * | 1917-07-17 | 1920-12-30 | Camillo Manuelli | Improvements in and relating to explosives |
| US4340755A (en) * | 1980-10-10 | 1982-07-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Biguanide diperchlorate and process for preparation thereof |
| US6077371A (en) * | 1997-02-10 | 2000-06-20 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Gas generants comprising transition metal nitrite complexes |
| US20040231768A1 (en) * | 1999-05-12 | 2004-11-25 | Bofors Bepab Ab | Composite gas-generating material for gas-actuated car safety devices |
| CZ301335B6 (cs) * | 2005-06-15 | 2010-01-20 | Explosia, A. S. | Pyrotechnické smesi pro predpínace bezpecnostních pásu |
| CZ2008654A3 (cs) * | 2008-10-23 | 2010-05-05 | Explosia A.S. | Pyrotechnická slož pro bezpecnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu ci predpínaci bezpecnostních pásu |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| R.K. Ray, G.B. Kauffman, Metal and non-metal biguanide complexes, New age international Ltd., Publishers, 1999, str. 1-4 * |
Cited By (1)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011409A3 (cs) | 2013-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017311153B2 (en) | Use of type of compounds as energetic materials | |
| EP1890986B1 (de) | Pyrotechnisches mittel | |
| EP4095120A1 (en) | Compounds and preparation method therefor and use thereof as energetic materials | |
| Wurzenberger et al. | Nitrogen-rich copper (II) bromate complexes: an exotic class of primary explosives | |
| US12122729B2 (en) | Perovskite-type compounds of formula ABX3 | |
| EP2925733B1 (de) | 3,3'-dinitro-5,5'-bistriazol-1,1'-diol | |
| CZ305190B6 (cs) | Použití komplexních sloučenin biguanidu jako paliva do pyrotechnické slože a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany | |
| EP0914306A1 (de) | Pyrotechnische mischung als treibmittel oder als gassatz mit kohlenmonoxid-reduzierten schwaden | |
| WO2016075159A1 (de) | Thermisches frühzündmittel | |
| Sinditskii et al. | High-nitrogen energetic materials of 1, 2, 4, 5-tetrazine family: thermal and combustion behaviors | |
| Oyler | Green primary explosives | |
| CZ22614U1 (cs) | Balivo do pyrotechnické sloze a pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany | |
| EP1966120B1 (de) | Salze der styphninsäure | |
| CZ22613U1 (cs) | Pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany | |
| Wu et al. | Energetic nitrogen-rich salts | |
| EP3164375B1 (de) | Pyrotechnisches anzündmittel | |
| Chen et al. | Synthesis, characterization and properties of nitrogen-rich salts of trinitrophloroglucinol | |
| DE112014002656T5 (de) | Nitroaromatisch substituierte Metallhydroxidnitrate | |
| EP1697277B1 (de) | Thermische frühzündmittel | |
| CZ2008654A3 (cs) | Pyrotechnická slož pro bezpecnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu ci predpínaci bezpecnostních pásu | |
| CZ33555U1 (cs) | Green propelent pro bezpečnostní systémy dopravních prostředků | |
| Kofen | Synthesis and characterization of new 1N and 2N-substituted tetrazoles applicable for Energetic Coordination Compounds and assessment of candidates for HMX and TNT replacement | |
| CZ19514U1 (cs) | Pyrotechnická slož pro bezpečnostní systémy pasivní ochrany, zejména pro použití v airbagu či předpínači bezpečnostních pásů | |
| EP3508488A1 (en) | Use of a copper(ii) azide complex as a primary explosive | |
| JP2001233693A (ja) | ガス発生剤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190704 |