DE10035376A1

DE10035376A1 - Gaserzeuger mit verringerter Rauchentwicklung und verbesserter mechanischer Stabilität

Info

Publication number: DE10035376A1
Application number: DE10035376A
Authority: DE
Inventors: Harold R Blomquist
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: DE10035376B4; US6113713A

Abstract

Eine gaserzeugende Zusammensetzung (10), die, wenn sie entzündet wird, Gas erzeugt, um eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung (20) aufzublasen. Die gaserzeugende Zusammensetzung weist ein Oxidationsmittel und einen Brennstoff auf. Das Oxidationsmittel ist ein anorganisches Salz. Der Brennstoff ist 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die eine auf blasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung aufweist, und bezieht sich im besonderen auf eine gaserzeugende Zusammensetzung zum Vorsehen von Aufblasgas zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvor richtung.

Hintergrund der Erfindung

Eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsas senschutzvorrichtung, beispielsweise eines Airbags, enthält einen Körper entzündbaren gaserzeugenden Materials. Die Aufblasvorrichtung weist wei terhin einen Zünder auf. Der Zünder wird betätigt, um den Körper aus gaser zeugendem Material zu entzünden, wenn das Fahrzeug einen Zusammen stoß erfährt, für den ein Aufblasen des Airbags erwünscht ist, um dabei zu helfen, einen Fahrzeuginsassen zu schützen. Während der Körper gaser zeugenden Materials brennt, erzeugt er ein Volumen Aufblasgas. Das Auf blasgas wird in den Airbag geleitet, um den Airbag aufzublasen. Wenn der Airbag aufgeblasen wird, dehnt er sich in die Fahrzeuginsassenkabine hinein aus und hilft dabei, den Fahrzeuginsassen zu schützen.

Es ist wünschenswert, daß das gaserzeugende Material zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung eine Anzahl technischer Anforderungen erfüllt. Zum Beispiel sollte das durch Verbrennung des gaser zeugenden Materials erzeugte Gas im wesentlichen frei von toxischen Mate rialien sein. Es sollte ebenso vorzugsweise vorwiegend rauchfrei sein. Das gaserzeugende Material muß chemisch und physikalisch über einen breiten Temperaturbereich stabil sein und sollte Entzündungs- und Verbrennungs charakteristiken haben, die für die Verwendung mit einer Fahrzeuginsassen schutzvorrichtung geeignet sind.

Das gaserzeugende Material enthält vorzugsweise einen Brennstoff, der ein günstiges Sauerstoffgleichgewicht hat. Ein Brennstoff mit einem günstigen Sauerstoffgleichgewicht verringert die Gewichtsprozent Oxidationsmittel, das gebraucht wird, um das gaserzeugende Material in ein Sauerstoffgleichge wicht zu bringen und bei der Verbrennung übermäßige Produktion von Koh lenstoffmonoxid zu vermeiden.

Hochenergetische organische Verbindungen mit günstigen Sauerstoffgleich gewichten wie beispielsweise Cyclotrimethylen-Trinitramin (RDX) und Cyclo tetramethylen-Tetranitramin (HMX), wurden für die Verwendung als Brenn stoffe in gaserzeugenden Materialien für Aufblasvorrichtungen vorgeschla gen. US-Patent No. 5,125,684 zeigt ein gaserzeugendes Material, das HMX oder RDX aufweist, ein Oxidationssalz und ein auf Zellulose basierendes Bindemittel. Der Vorteil von HMX oder RDX in der Zusammensetzung ist, daß Abgas aus einer Verbrennung der Zusammensetzung rauchfrei ist. Hochenergetische organische Verbindungen mit günstigen Sauerstoffgleich gewichten wie beispielsweise HMX oder RDX sind jedoch empfindlich ge genüber äußeren Reizen, unter anderem äußerer Wärme, Krafteinwirkung, Reibung und elektrostatische Entladung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung besteht in einer gaserzeugenden Zusammenset zung, die, wenn sie entzündet wird, ein Gas zum Aufblasen einer aufblasba ren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung produziert. Die gaserzeugende Zu sammensetzung weist ein Oxidationsmittel und einen Brennstoff auf. Das Oxidationsmittel ist ein anorganisches Salz. Der Brennstoff ist 1,1-Diamino- 2,2-Dinitroethylen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorangegangenen und andere Merkmale der Erfindung werden einem Fachmann ersichtlich werden beim Betrachten der folgenden Beschreibung der Erfindung und der begleitenden Zeichnung, in der Fig. 1 eine schemati sche Darstellung einer Vorrichtung zeigt, die die vorliegende Erfindung ver körpert.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Bezugnehmend auf Fig. 1 weist eine Vorrichtung 10, die die vorliegende Er findung verkörpert, eine Aufblasvorrichtung 14 auf. Die Aufblasvorrichtung 14 enthält eine gaserzeugende Zusammensetzung 16. Die gaserzeugende Zu sammensetzung 16 wird von einem Zünder 18 entzündet, der betriebsmäßig der gaserzeugenden Zusammensetzung 16 zugeordnet ist. Elektrische Lei tungen 19 befördern Strom zu dem Zünder 18 als Teil eines elektrischen Stromkreises, der einen Sensor (nicht gezeigt) aufweist, der ansprechend auf eine Geschwindigkeitsverringerung des Fahrzeugs über einen vorbe stimmten Schwellenwert ist. Die Vorrichtung 10 weist ebenfalls eine Fahr zeuginsassenschutzvorrichtung 20 auf. Gasströmungsmittel 22 befördern Gas, das durch die Verbrennung der gaserzeugenden Zusammensetzung 16 in der Aufblasvorrichtung 14 erzeugt wird, zu der Fahrzeuginsassenschutz vorrichtung 20.

Eine bevorzugte Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung 20 ist ein Airbag, der aufblasbar ist, um einen Fahrzeuginsassen im Falle eines Zusammenstoßes zu schützen. Andere Fahrzeuginsassenschutzvorrichtungen, die in der vor liegenden Erfindung verwendet werden können, sind unter anderem aufblas bare Sitzgurte, aufblasbare Kniepolster, aufblasbare Airbags zum Betreiben von Kniepolstern, aufblasbare Kopfauskleidung und/oder aufblasbare Sei tenvorhänge.

Die gaserzeugende Zusammensetzung 16 der vorliegenden Erfindung weist einen Brennstoff auf. Der Brennstoff ist 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX- 7).

1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) wird aus 2-Methylimidazol gewon nen. Das Reaktionsschema dieses Prozesses ist wie folgt:

2-Methylimidazol wird mit einer Schwefelsäurelösung und einer Salpetersäu relösung bei einer Temperatur von ungefähr 15°C bis ungefähr 20°C in Re aktion gesetzt, um einen weißen Niederschlag aus 2-(Dinitromethylen)-5,5- Dinitro-4-Imidazolidinedion zu bilden. Der Niederschlag aus 2- (Dinitromethylen)-5,5-Dinitro-4-Imidazolidinedion wird gesammelt, gewa schen und getrocknet. Wenn er bei Zimmertemperatur steht, zerfällt der Nie derschlag aus 2-(Dinitromethylen)-5,5-Dinitro-4-Imidazolidinedion zu 2- (Dinitromethylen)-4,5-Imidazolidinedion. Das 2-(Dinitromethylen)-4,5- Imidazolidinedion wird einer wäßrigen Ammoniaklösung zugefügt, was zu einer schnellen Trennung und der Bildung von Ammoniumoxalat und 1,1- Diamino-2,2-Dinitroethylen führt.

1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) hat ein Molekulargewicht von 236,1, eine Dichte von 0,681 g/cm³, und einen Schmelzpunkt bei ungefähr 180 bis 181°C. Es ist chemisch stabil und hat das gleiche Sauerstoffgleichgewicht wie Cyclotrimethylentrinitramin (RDX) und Cyclotetramethylentetranitramin (HMX). Die Verbrennungsrate des 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) ohne Oxidationsmittel ist ähnlich dem Cyclotrimethylentrinitramin (RDX) ohne Oxidationsmittel. Die Verbrennungsrate von 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) ohne Oxidationsmittel ist 8.870 m/s gegenüber 8.930 m/s bei Cyclo trimethylentetranitramin (RDX) ohne Oxidationsmittel. Weiterhin hat 1,1- Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) eine geringere Empfindlichkeit gegen über Krafteinwirkung und Reibung verglichen mit Cyclotrimethylentrinitramin (RDX). Die Empfindlichkeit gegenüber Krafteinwirkung wie sie von einer 2- kg-Fallgewichtsvorrichtung gemessen wird, ist bei 1,1-Diamino-2,2- Dinitroethylen (FOX-7) 126 cm verglichen mit 38 cm bei Cyclotrimethylentri nitramin (RDX). Die Reibungsempfindlichkeit wie sie mit einer Julius-Petri- Reibungsvorrichtung gemessen wurde, ist <35 Kp bei 1,1-Diamino-2,2- Dinitroethylen (FOX-7) verglichen mit 12 Kp bei Cyclotrimethylentrinitramin (RDX).

Die Brennstoffmenge in der gaserzeugenden Zusammensetzung 16 ist die Menge, die nötig ist, um eine andauernde Verbrennung der gaserzeugenden Zusammensetzung 16 zu erreichen. Diese Menge kann variieren, abhängig von dem jeweiligen beteiligten Brennstoff und anderen Reaktionsmitteln. Ei ne bevorzugte Menge Brennstoff ist die Menge, die nötig ist, um ein Sauer stoffgleichgewicht mit dem Oxidationsmittel zu erreichen, so daß der Brenn stoff und das Oxidationsmittel bei der Verbrennung ein Gasprodukt erzeu gen, das vorwiegend aus Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser besteht.

Dies kann als vollständige Verbrennung des Brennstoffs bezeichnet werden. Vorzugsweise befindet sich die Brennstoffmenge in dem Bereich von unge fähr 30 Gewichtsprozent bis ungefähr 80 Gewichtsprozent basierend auf dem zusammengenommenen Gewicht des Brennstoffs und des Oxidationsmittels.

Das Oxidationsmittel in der gaserzeugenden Zusammensetzung der vorlie genden Erfindung kann irgendein anorganisches Oxidationssalz sein, das allgemein bei einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung verwendet wird. Ein bevorzugtes Oxidationsmittel wird aus der Gruppe ausgewählt, die aus Am moniumnitrat (AN), Kaliumnitrat (KN), Natriumnitrat (NaN), Kaliumperchlorat (KP), Ammoniumperchlorat (AP) und Kombinationen daraus besteht.

Wenn Ammoniumnitrat als Oxidationsmittel verwendet wird, ist das Ammoni umnitrat vorzugsweise phasenstabilisiert. Die Phasenstabilisierung von Am moniumnitrat ist gut bekannt. Bei einem Verfahren wird das Ammoniumnitrat mit einem Metallkation verstärkt in einer Menge, die wirksam ist, um die vo lumetrischen und strukturellen Veränderungen zu minimieren, die mit Pha senübergängen assoziiert sind, die reinem Ammoniumnitrat eigen sind. Ein bevorzugter Phasenstabilisierer ist Kaliumnitrat. Andere nützliche Phasen stabilisierer sind unter anderem Kaliumsalze wie beispielsweise Kalium dichromat, Kaliumoxalat und Mischungen daraus. Ammoniumnitrat kann ebenso durch das Verstärken mit Kupfer- und Zinkionen stabilisiert werden. Andere Verbindungen, Modifikatoren und Verfahren, die wirksam sind, um Ammoniumnitrat phasenzustabilisieren, sind bekannt und für die vorliegende Erfindung geeignet.

Die Menge Oxidationsmittel in der gaserzeugenden Zusammensetzung ist die Menge, die notwendig ist, um eine andauernde Verbrennung der gaser zeugenden Zusammensetzung zu erreichen. Eine bevorzugte Menge Oxida tionsmittel bewegt sich im Bereich von ungefähr 20 Gewichtsprozent bis un gefähr 70 Gewichtsprozent basierend auf dem zusammengenommenen Ge wicht des Oxidationsmittels und des Brennstoffs.

Die gaserzeugende Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise ein Bindemittel auf. Geeignete Bindemittel für gaserzeugende Zusammensetzungen sind in der Technik bekannt. Bevorzugte Bindemittel sind unter anderem auf Zellulose basierende Bindemittel, Polykarbonate, Polyurethane, Polyester, Polyether, Polysuccinate, thermoplastische Gum mis, Polybutadiene, Polystyrol und Mischungen daraus.

Eine bevorzugte Menge Bindemittel bewegt sich im Bereich von 0 bis unge fähr 10 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der gaserzeugenden Zusammensetzung. Mehr bevorzugterweise bewegt sich die Menge Binde mittel im Bereich von 2,5 Gewichtsprozent bis ungefähr 5 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der gaserzeugenden Zusammensetzung.

Die gaserzeugende Zusammensetzung kann ein Kühlmittel aufweisen. Ein bevorzugtes Kühlmittel ist ein Metalloxid wie beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃). Metalloxide wirken auch als Sinter, indem sie Materialien bilden, die sich verbinden und feste Rückstände bilden mit ätzenden Materialien, die bei Verbrennung der gaserzeugenden Zusammensetzung gebildet werden kön nen. Die so gebildeten festen Rückstände können während des Aufblasens der Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung leichter gefiltert werden. Das Kühl mittel kann im Bereich von ungefähr 10 Gewichtsprozent bis ungefähr 25 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der gaserzeugenden Zusam mensetzung vorhanden sein.

Die vorliegende Erfindung kann ebenso andere Inhaltsstoffe aufweisen, die allgemein einer gaserzeugenden Zusammensetzung zugefügt werden, um Aufblasgas zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvor richtung vorzusehen, wie beispielsweise Weichmacher, Prozeßhilfsmittel, Verbrennungsratenmodifikatoren und Zündhilfsmittel, alle in relativ kleinen Mengen.

Beispiel 1

Eine gaserzeugende Zusammensetzung wird zubereitet durch das Kombinie ren in einer gewöhnlichen Pulvermischvorrichtung von pulverisiertem 1,1- Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) und pulverisiertem Ammoniumnitrat mit Reagensqualität (AN) in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 : 1. Vor dem Mischen werden die Pulver durch ein 50-Maschen-Sieb geführt. Das Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 : 1 wird ausgewählt für eine im wesentli chen vollständige Verbrennung der gaserzeugenden Zusammensetzung zu einem Gas, das vorwiegend aus Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser besteht.

Nach dem Kombinieren des 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) und Ammoniumnitrat (AN), wird die Mischung aus 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) und Ammoniumnitrat (AN) bei einem Preßdruck von 11.000 ft-lb (1521 kg-m) zu Tabletten gepreßt, die einen Durchmesser von ungefähr 1,3 cm, eine Dicke von 0,73 cm und eine Dichte von 0,783 g/cm³ aufweisen.

Thermochemische Berechnungen für die Verbrennung der Tabletten der gas erzeugenden Zusammensetzung wurden durchgeführt unter Verwendung ei ner anfänglichen Verbrennungstemperatur von 298 K, einem Kammerdruck von 2000 psi und einem Abgasdruck von 14,7 psi. Die Ergebnisse der ther mochemischen Berechnung sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Beispiel 1 enthält gemessen am Gewicht der gaserzeugenden Zusammen setzung 51,9% 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) und 48,1% Ammo niumnitrat (AN). Die Flammentemperatur, Abgastemperatur und der Impetus sind alle innerhalb akzeptaler Leistungsanforderungen für eine gaserzeu gende Zusammensetzung, die in einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung verwendet wird.

Vergleichendes Beispiel 1

Eine gaserzeugende Zusammensetzung wird zubereitet, die Cyclotrimethy lentrinitramin (RDX) und Ammoniumnitrat mit Reagensqualität (AN) in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 : 1 aufweist. Dieses Verhältnis wird für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung des Brennstoffes zu einem Gas gewählt, welches vorwiegend aus Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser besteht.

Das RDX und das AN werden getrennt als Pulver zubereitet, gesiebt, ge mischt und zu Tabletten gepreßt wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse der ther mochemischen Berechnungen der Tablettenverbrennung sind in der folgen den Tabelle 2 angegeben, zusammen mit den Ergebnissen des Beispiels 1 zwecks des Vergleichs.

Tabelle 2

Tabelle 2 zeigt, daß die FOX-7-AN-Zusammensetzung die gleiche Menge Ammoniumnitrat für eine vollständige Verbrennung benötigt wie die RDX-AN- Zusammensetzung. Die FOX-7-AN-Zusammensetzung hat jedoch eine we sentlich geringere Flammentemperatur und Abgastemperatur (d. h. <100 K) als die RDX-AN-Zusammensetzung. Diese niedrigere Flammentemperatur und Abgastemperatur der FOX-7-AN-Zusammensetzung kann darauf zurück geführt werden, daß FOX-7 eine niedrigere Bildungswärme hat als RDX. Eine niedrigere Bildungswärme führt dazu, daß ein Brennstoff bei Verbrennung weniger Energie in Form von Wärme erzeugt.

Beispiele 2 bis 7

In den Beispielen 2 bis 7 ist der Brennstoff 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) und die Oxidationsmittel sind entsprechend Kaliumperchlorat (KP) (Beispiel 2), Ammoniumnitrat (AN), das mit ungefähr 15% Kaliumnitrat (KN) phasenstabilisiert ist (Beispiel 3), und Ammoniumperchlorat (AP), das mit Natriumnitrat (NaN) gemischt ist (Beispiele 4 bis 7). Den Zusammensetzun gen der Beispiele 5 bis 7 wurden auch noch Bindemitteln zugefügt. Die Zu sammensetzungen und die Ergebnisse der thermochemischen Berechnung für die Verbrennung der Beispiele 2 bis 7 sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

Bezugnehmend auf Tabelle 3 enthält Beispiel 2 gemessen am Gewicht der gaserzeugenden Zusammensetzung 76,1% 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) und 23,9% Kaliumperchlorat (KP) für eine im wesentlichen vollstän dige Verbrennung der Kohlenstoffatome in 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) zu Kohlenstoffdioxid. Die Flammentemperatur, Abgastemperatur und der Impetus sind alle innerhalb akzeptabler Leistungsanforderungen für gaserzeugende Zusammensetzungen, die in einer Fahrzeuginsassenschutz vorrichtung verwendet werden.

Beispiel 3 enthält gemessen am Gewicht der gaserzeugenden Zusammen setzung 51,5% 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) und 44% Ammoni umnitrat (AN), das mit 7, 8% Kaliumnitrat (KN) phasenstabilisiert ist, für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung der Kohlenstoffatome in dem 1,1- Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) zu Kohlenstoffdioxid. Die Flammentem peratur, die Abgastemperatur und der Impetus sind alle innerhalb akzepta bler Leistungsanforderungen für eine gaserzeugende Zusammensetzung, die in einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung verwendet wird.

Beispiel 4 enthält gemessen am Gewicht der gaserzeugenden Zusammen setzung 64,6% 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7), 20,5% Ammonium perchlorat (AP) und 14,8% Natriumnitrat (NaN) für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung der Kohlenstoffatome in dem 1,1-Diamino-2,2- Dinitroethylen (FOX-7) zu Kohlenstoffdioxid. Die Flammentemperatur, die Abgastemperatur und der Impetus sind alle innerhalb akzeptabler Leistungs anforderungen für eine gaserzeugende Zusammensetzung, die in einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung verwendet wird.

Beispiel 5 enthält gemessen am Gewicht der gaserzeugenden Zusammen setzung 47,5% 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7), 27,6% Ammonium perchlorat (AP), 19,9% Natriumnitrat (NaN), 2,5% Zelluloseacetatbutyrat (CAB) und 2,5% Tributylcitrat (TBC) für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung der Kohlenstoffatome in dem 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) zu Kohlenstoffdioxid. Die Flammentemperatur, die Abgastemperatur und der Impetus sind alle innerhalb akzeptabler Leistungsanforderungen für eine gaserzeugende Zusammensetzung, die in einer Fahrzeuginsassen schutzvorrichtung verwendet wird.

Beispiel 6 enthält gemessen am Gewicht der gaserzeugenden Zusammen setzung 33,4% 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7), 35,7% Ammonium perchlorat (AP), 25,9% Natriumnitrat (NaN) und 5% Kraton für eine im we sentlichen vollständige Verbrennung der Kohlenstoffatome in dem 1,1- Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) zu Kohlenstoffdioxid. Die Flammentem peratur, die Abgastemperatur und der Impetus sind alle innerhalb akzepta bler Leistungsanforderungen für eine gaserzeugende Zusammensetzung, die in einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung verwendet wird.

Beispiel 7 enthält gemessen am Gewicht der gaserzeugenden Zusammen setzung 30,3% 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7), 34,6% Ammonium perchlorat (AP), 25,1% Natriumnitrat (NaN), 5% Zelluloseacetatbutyrat (CAB) und 5% Tributylcitrat (TBC) für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung der Kohlenstoffatome in dem 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) zu Kohlenstoffdioxid. Die Flammentemperatur, die Abgastemperatur und der Impetus sind alle innerhalb akzeptabler Leistungsanforderungen für eine gaserzeugende Zusammensetzung, die in einer Fahrzeuginsassen schutzvorrichtung verwendet wird.

Vergleichende Beispiele 2 bis 7

Die vergleichenden Beispiele 2 bis 7 haben die gleichen Zusammensetzun gen wie die Beispiele 2 bis 7, außer daß der FOX-7-Brennstoff in den Bei spielen 2 bis 7 durch entsprechende Mengen von Cyclotrimethylentrinitramin (RDX) ersetzt wurde. Die Zusammensetzungen und die thermochemischen Berechnungen für die Verbrennung der vergleichenden Beispiele 2 bis 7 sind in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 4

Bezugnehmend auf Tabelle 4 zeigen die vergleichenden Beispiele 2 bis 7, daß die RDX-Zusammensetzungen die gleiche Menge Oxidationsmittel erfor dern wie die entsprechenden FOX-7-Zusammensetzungen, um eine vollstän dige Verbrennung des RDX vorzusehen. Wie jedoch oben angezeigt ist, sind die Flammentemperaturen und die Abgastemperaturen der RDX- Zusammensetzungen wenigstens ungefähr 100 K höher.

Vorteile der vorliegenden Erfindung sollten nun offensichtlich sein. Erstens nützt die vorliegende Erfindung die günstigen Leistungscharakteristiken der Verwendung von 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) als Brennstoff mit einem anorganischen Salz als Oxidationsmittel. Eine Mischung des anorga nischen Salzes als Oxidationsmittel und des 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen (FOX-7) bietet verbesserte mechanische Stabilität, ohne die chemische Sta bilität zu opfern. Weiterhin erzeugt die gaserzeugenden Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Gasprodukt, das vorwiegend nicht-toxisch und partikelfrei ist. Die Verbesserungen der mechanischen Sta bilität und die Qualität des Gasprodukts entstehen durch die Verwendung eines Brennstoffs, der eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Krafteinwir kung und Reibung hat sowie ein günstiges Sauerstoffgleichgewicht. Zudem haben gaserzeugende Zusammensetzungen mit 1,1-Diamino-2,2- Dinitroethylen (FOX-7) als Brennstoff niedrigere Flammen- und Abgastempe raturen, wenn sie mit gaserzeugenden Zusammensetzungen verglichen wer den, die Cyclotrimethylentrinitramin (RDX) als Brennstoff verwenden.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserun gen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Solche Verbesserun gen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen von den anhängenden Ansprüchen abgedeckt sein.

Claims

1. Eine gaserzeugende Zusammensetzung, die, wenn sie entzündet wird, ein Gas erzeugt, um eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung aufzublasen, wobei sie ein Oxidationsmittel und einen Brennstoff enthält, wobei das Oxidationsmittel ein anorganisches Salz ist und wobei der Brennstoff 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen ist.

2. Die gaserzeugende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Oxi dationsmittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Kaliumperchlorat, Ammoniumperchlorat und Kombinationen daraus besteht.

3. Die gaserzeugende Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Oxi dationsmittel Ammoniumnitrat ist und wobei das Ammoniumnitrat pha senstabilisiert ist.

4. Die gaserzeugende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die gas erzeugende Zusammensetzung weiterhin ein Bindemittel aufweist.

5. Die gaserzeugende Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Bin demittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus auf Zellulose basie renden Bindemitteln, Polykarbonaten, Polyurethanen, Polyestern, Po lyethern, Polysuccinaten, thermoplastischen Gummis, Polybutadien, Po lystyrol und Mischungen daraus besteht.

6. Die gaserzeugende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffmenge ungefähr 30 Gewichtsprozent bis ungefähr 80 Ge wichtsprozent des zusammengenommenen Gewichts des Brennstoffs und des Oxidationsmittels ist.

7. Die gaserzeugende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Menge Oxidationsmittel ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 70 Gewichtsprozent des zusammengenommenen Gewichts des Brennstoffs und des Oxidationsmittels ist.

8. Eine Vorrichtung, die eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung aufweist und eine gaserzeugende Zusammensetzung, die, wenn sie entzündet wird, Gas erzeugt, um die aufblasbare Fahrzeuginsassen schutzvorrichtung aufzublasen, wobei die gaserzeugende Zusammenset zung ein Oxidationsmittel und einen Brennstoff aufweist, wobei das Oxi dationsmittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Kaliumperchlorat, Ammoniumperchlorat und Mischungen daraus besteht, und wobei der Brennstoff 1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen ist.