DE102004062168A1

DE102004062168A1 - Stoffgemisch als thermisch initiierbare Anzündmischung

Info

Publication number: DE102004062168A1
Application number: DE102004062168A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. Anacker; Karl Dipl.-Ing. Bayer; Matthias Dipl.-Ing. Grimm; Josef Dipl.-Ing. Kraft
Original assignee: Petri DN GmbH Inflator Systems
Current assignee: Petri DN GmbH Inflator Systems
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-04-13
Also published as: US20070246923A1; JP2008515754A; WO2006039892A3; WO2006039892A2; EP1805123A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stoffgemisch zur Erzeugung von Gasen, insbesondere von Treibgasen für Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, dass das Stoffgemisch eine thermisch initiierbare Anzündmischung umfasst, die mindestens ein anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Chlorate und mindestens ein zweites anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Nitrate enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzündmischung mindestens einen Brennnstoff enthält, der aus der Stoffklasse der Dicarbonsäuren, der Tricarbonsäuren, der Aminosäuren, der Carbonsäureamide, der Carbonsäurehydrazide, der Carbonsäurediamide, der Carbonsäuredihydrazide und/oder deren Derivate ausgewählt ist. DOLLAR A Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung des Stoffgemisches als thermisch initiierbare Anzündmischung in einem Gasgenerator zur Erzeugung von Treibgasen für Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stoffgemisch zur Erzeugung von Gasen, insbesondere von Treibgasen für Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie die Verwendung des Stoffgemisches nach den Ansprüchen 14 und 16.
Passive Sicherheitseinrichtungen für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Airbagsysteme, enthalten in einem Brennraum eines Gaserzeugers ein gaserzeugendes Stoffgemisch in Form von Tabletten, Pellets, Formkörper oder Granulat, das nach einer elektrischen Aktivierung ein Treibgas erzeugt, das seinerseits einen Gassack aufbläst, wodurch ein Schutz der Fahrzeuginsassen ermöglicht wird.
Die in den Gasgeneratoren der Kraftfahrzeugsicherheitssysteme eingesetzten gaserzeugenden Mischungen zeichnen sich durch eine sehr hohe Stabilität aus. Mit der hohen Stabilität verbindet sich auch eine Selbstauslösung, die bei hoher Temperatur liegt. Die Gasgeneratoren sind für eine beschleunigte bzw. zu heftige Reaktion der gaserzeugenden Mischungen nicht ausgelegt. Die Generatorgehäuse werden zusätzlich durch die hohe Temperatureinwirkung in der Materialfestigkeit geschwächt und können bei einer Auslösung oberhalb bestimmten Temperaturgrenzen den entstehenden Drücken nicht standhalten. Eine nicht mindere Gefährdung der Fahrzeuginsassen könnte die Folge sein.
Zur Vermeidung dieser Gefährdung werden zunehmend thermisch initiierbare Anzündmischungen eingesetzt, die in der Lage sind, die üblicherweise in Gasgeneratoren eingesetzten gaserzeugenden Mischungen unterhalb der kritischen Temperatur in einem Temperaturfunktionsbereich zwischen 145 bis 210°C kontrolliert anzuzünden. Diese ermöglichen somit eine kontrollierte Umsetzung der gaserzeugenden Mischung im Gasgenerator z.B. im Fall eines Fahrzeugbrandes. Eine thermisch initiierbare Anzündmischung sorgt also durch eine frühzeitige kontrollierte Auslösung für eine sichere Umsetzung der gaserzeugenden Mischungen im passiven Sicherheitssystem und trägt damit gleichzeitig zu Gefahrenminimierung bei.

Verschiedene Stoffgemische sind als thermisch initiierbare Anzündmischungen bekannt.

So ist in der WO 95/26945 eine Anzündmischung umfassend ein Oxidationsmittel aus der Gruppe der Alkali- und Erdalkalichlorate, wie Kaliumchlorat oder Natriumchlorat, und einen Brennstoff wie niedrig-schmelzende, leicht zersetzbare organische Brennstoffe aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe wie Monosacharide, bevorzugt Glucose, Galaktose, Ascorbinsäure, beschrieben.

Weiterhin ist aus der DE 19840993 A1 die Verwendung eines gaserzeugenden Gemisches als Anzündmischung aus mindestens einer nicht-hygroskopischen organischen Verbindung mit einem Schmelzpunkt kleiner gleich 150°C, wie Dicarbonsäuren mit höchstens 5 Kohlenstoffatomen, Harnstoffverbindungen oder Triazolverbindungen als Brennstoff, und mindestens einem Oxidationsmittel aus der Gruppe der Alkali- und/oder Erdalkalimetallnitrate, -chlorate oder – perchlorate bekannt.

In der DE 198 05 976 C1 ist ein Stoffgemisch dargestellt, das als Frühzündpulver für thermische Sicherungen Verwendung findet. Das Gemisch umfasst dabei Nitrate und/oder Chlorate als Oxidationsmittel sowie Brennstoffe aus Thioharnstoffe und dessen Derivate, deren Oxidation jedoch zur Freisetzung von toxikologisch relevanten Schwefelverbindungen wie Schwefeldioxid oder Schwefelwasserstoff führt.

In einer weiteren Offenlegungsschrift DE 197 30 873 A1 sind Stoffgemische zur Verwendung als thermische Sicherungen beschrieben, die ein Oxidationsmittel aus der Klasse der Oxalate, Persulfate, Nitrate, Peroxide, Explosivstoffe wie Nitroguanidin oder 5-Aminotetrazolnitrat und gegebenenfalls als Reduktionsmittel ein Metallpulver enthalten. Der Einsatz von Explosivstoffen in Anzündmischungen ist jedoch in Anbetracht der notwendigen Sicherheitsmaßnahmen für deren Einsatz in Personenkraftfahrzeugen von großem Nachteil.

Die aus dem Stand der Technik bekannten thermischen Anzündgemische weisen demnach in der Regel Komponenten auf, die eine hohe Bildungsrate von toxikologisch relevanten Gasen aufweisen und als Explosivstoffe eingestuft werden, was für die allgemeine Sicherheit von Fahrzeuginsassen nicht vorteilhaft ist.

Der Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, ein thermisch initiierbares Stoffgemisch zur Verwendung in Gasgeneratoren von Kraftfahrzeugsicherheitssystemen bereitzustellen, das eine hohe thermische und chemische Stabilität aufweist, frei von als Explosivstoffen eingestuften Verbindungen ist, leicht verarbeitbar sowie ökologisch verträglich ist.

Diese komplexe Aufgabe wird auf ebenso einfache wie überraschend wirkungsvolle Art mit einem Stoffgemisch dadurch gelöst, dass das Stoffgemisch zur Erzeugung von Gasen eine thermisch initiierbare Anzündmischung umfasst, die

a) mindestens ein anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Chlorate und mindestens ein zweites anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Nitrate enthält, und zusätzlich
b) mindestens einen Brennstoffes enthält, der aus der Stoffklasse der Dicarbonsäuren, der Tricarbonsäuren, der Aminosäuren, der Carbonsäureamide, der Carbonsäurehydrazide, der Carbonsäurediamide, der Carbonsäuredihydrazide und/oder deren Derivate ausgewählt ist.

Das erfindungsgemäße Stoffgemisch basiert auf einer pyrotechnischen Mischung deren Komponenten nicht als Explosivstoffe eingestuft sind und daher ökologisch verträglich sind. Daraus resultieren höhere Sicherheitskenndaten und damit verbunden ein einfacheres Fertigungsverfahren, was sich in niedrigeren Fertigungskosten niederschlägt. Auch können verschiedene Herstellungsverfahren eingesetzt werden, wohingegen die Herstellung von Stoffgemischen mit Explosivstoffen auf einige wenige Methoden aus Sicherheitsgründen eingeschränkt ist. Da das erfindungsgemäße Stoffgemisch auf einer pyrotechnischen Mischung basiert, kann durch ein sicheres Fertigungsverfahren eine bleibend konstante Produktqualität sichergestellt werden.

Des Weiteren bietet das erfindungsgemäße Stoffgemisch die Möglichkeit der gezielten Einstellung des thermischen Initiierungspunktes durch die Auswahl bzw. Modifizierung der eingesetzten Brennstoffkomponenetn bzw. -komponentenmengen in der Mischung. Auch ermöglicht die pyrotechnische Mischung die Einstellung unterschiedlicher Sauerstoffbilanzierungen durch die gezielte Auswahl der Oxidationsmittel und deren Gewichtsverhältnisse in der Formulierung. Dadurch kann zusätzlich eine weitere Minimierung der schädlichen Gasanteile wie Kohlenmonoxid oder Stickoxiden in den passiven Sicherheitssystemen erreicht werden.

Das Stoffgemisch umfasst vorteilhafterweise 30 bis 85 Gew%, bevorzugt 40 bis 65 Gew%, mindestens eines anorganischen Oxidationsmittels aus der Gruppe der Chlorate und mindestens eines anorganischen Oxidationsmittels aus der Gruppe der Nitrate und 10 bis 55 Gew%, bevorzugt 20 bis 40 Gew%, eines Brennstoffes, der aus der Stoffklasse der Dicarbonsäuren, der Tricarbonsäuren, der Aminosäuren, der Carbonsäureamide, der Carbonsäurehydrazide, der Carbonsäurediamide, der Carbonsäuredihydrazide und/oder deren Derivate ausgewählt ist.

Als anorganische Oxidationsmittel werden bevorzugt Verbindungen aus der Gruppe der Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallchlorate und Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallnitrate eingesetzt, insbesondere Kaliumchlorat KClO₃ und Kaliumnitrat KNO₃.

Bevorzugt eingesetzte Brennstoffe sind Glycin, β-Alanin, L-Glutamin, L-Glutaminsäure, Oxalsäure, Oxalsäurediamid, Oxalsäuredihydrazid, Malonsäure, Malonsäurediamid, Malonsäuredihydrazid, Bernsteinsäure, Bernsteinsäurediamid, Glutarsäure, Adipinsäure, Adipinsäurediamid, Weinsäure, Barbitursäure, Citronensäure und Azodicarbonsäurediamid.

Die bevorzugten Brennstoffe weisen dabei in Gegenwart von KClO₃ und KNO₃ eine genügend geringe Entzündungstemperatur zwischen 145°C und 210°C auf, so dass das Stoffgemisch auch in Gasgeneratoren aus Materialien mit geringerer Festigkeit, wie z.B. Aluminium, eingesetzt werden kann.

Zur Erhöhung der Langzeitstabilität werden dem Stoffgemisch vorteilhafterweise Komponentenkombinationen, insbesondere aus β-Alanin, Barbitursäure, Glycin, Malonsäurediamid und/oder Oxalsäuredihydrazid, zugegeben.

Mit Vorteil enthält das Stoffgemisch bis zu 8 Gew% eines Metalloxides oder Übergangsmetallnitrates als Katalysatoren. Die Metalloxide gehören insbesondere der Gruppe der Kobaltoxide, Kupferoxide, Eisenoxide und/oder Silberoxid an. Bevorzugt wird Kupferoxid eingesetzt. Als Übergangsmetallnitrate werden bevorzugt Kupfernitrat und Silbernitrat eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Stoffgemisch wird auch bis zu 5 Gew% mit üblichen Verarbeitungshilfen wie Rieselhilfen, Gleitmittel und/oder Presshilfsstoffen, insbesondere Aerosil, Aluminiumoxid, Bornitrid und/oder Graphit, versetzt.

Zur Verbesserung der Anzündstärke werden dem Stoffgemisch bis zu 5 Gew% ein oder mehrere Zusatzstoffe, insbesondere Metallpulver, Bor und Silizium, beigemischt.

Darüber hinaus weist das Stoffgemisch weitere anorganische Oxidationsmittel aus der Gruppe der Perchlorate und Peroxide auf.

Die Funktionstemperaturen des gaserzeugenden Stoffgemisches sind in bestimmten Bereichen einstellbar. Dies erfolgt vorzugsweise in einem Temperaturfunktionsbereich von 145°C bis 210°C. Die Auslösetemperatur liegt dabei bevorzugt zwischen 155°C bis 195°C.

Das erfindungsgemäße Stoffgemisch weist eine hohe thermische und Langzeitstabilität auf. So beträgt der Massenverlust bei einer Lagerung bei Temperaturen zwischen 100°C bis 120°C, bevorzugt bei 110°C, über einen Zeitraum von bis zu 600 Sunden weniger als 7 Gew%, bevorzugt 5 Gew%.

Das erfindungsgemäße Stoffgemisch liegt zur einfacheren Verwendung in Form von Pellets, Tabletten und/oder als Granulat mit einer Korngröße zwischen 0,2 bis 5 mm vor, die nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Die Fertigungsverfahren basieren auf der Formgebung der Mischungspulver durch Pressen zu Tabletten, Kneten, Extrudieren, oder Strangpressen zu Formkörpern sowie Granulierung durch Brechen und Aussieben von Formkörpern und Tabletten bzw. Granulierung durch Trommeln oder Extrudieren.

Die zu verarbeitenden Mischungen können trocken, angefeuchtet oder lösungsmittelhaltig sein. Die Zugabe eines Bindemittels ist ebenfalls möglich.

Das Stoffgemisch kann auf verschiedene Weise eingesetzt werden.

Eine Verwendung sieht den Einsatz des Stoffgemisches als thermisch initiierbare Anzündmischung in einem Gasgenerator zur Erzeugung von Treibgasen für Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen vor, wobei das Stoffgemisch in Form von Tabletten und/oder Granulat in einem Gasgenerator vorliegt. Das feste Stoffgemisch kann wahlweise an einem separaten Ort im Gasgenerator oder in der Anzündkette selbst untergebracht sein.

Das Stoffgemisch kann auch in anderen Bereichen in Druck- und Sicherheitselementen verwendet werden. Die Anwendungen sehen vor, diese alleine oder in Verbindung mit anderen gaserzeugenden Stoffen bzw. Verstärkerladungen in diversen Gasgeneratoren, Druckelementen, Anzündelementen, Mikrogasgeneratoren, Auslösemechanismen im Brandfall und thermischen Schutzvorrichtungen zu verwenden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1 eine Tabelle, in der das Verhältnis von Massenverlust und Belastungsdauer bei 110°C während eines Stabilitätstestes (sogenannter Hollandtest) dargestellt ist; und
2 ein Diagramm mit dem Verhältnis von SDTA (Single Differential Thermal Analysis) Signallage und Belastungsdauer nach Belastung bei 110°C in Abhängigkeit von Art und Menge des eingesetzten Stoffgemisches.
Ausführungsbeispiel 1
25,8 g Oxalsäuredihydrazid, 6,5 g Glycin, 12,9 g Kaliumchlorat, 51,6 g Kaliumnitrat, 3,2 g Kupfer(II)-oxid und 2 g Bornitrid wurden in einem Porzellanmörser ca. 15 Minuten miteinander vermahlen und homogenisiert. Auf einer Presse wurde die Mischung dann zu Tabletten mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Höhe von 2 mm verpresst und anschließend zu 1,4 bis 4 mm Granulatkörnern zerstoßen bzw. zu Tabletten mit 4 mm Durchmesser und ca. 1,8 mm Höhe direkt verarbeitet. Die Reibeempfindlichkeit des nzu Tabletten zu verpressenden Pulvers bzw. des Granulats ist größer 360 N und die Schlagempfindlichkeit beträgt 30 J.
Die ermittelten Verpuffungspunkte des Stoffgemisches liegen bei 173°C ohne thermische Belastung, bei 175°C nach 100 h Lagerung bei 110°C entsprechend Hollandtest, bei 171°C nach 330 h bei 110°C und bei 170°C nach 600 h bei 110°C.
Ferner wurden 5,2 g von Gassatztabletten mit üblichen in Serie eingesetzten gaserzeugenden Stoffgemische und 0,6 g von Tabletten mit einem thermisch initiierbaren Anzündmischung (TIA) gemäß obigen Ausführungsbeispiel in einem Standardgasgenerator zur Funktion gebracht und in einer 2,5 m³ Testkammer die NO₂-, NO- und CO-Gaskonzentrationen gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben.
Tabelle 1
Die Verwendung des TIA- Gemisches führt wie aus Tabelle 1 zu entnehmen ist, zu deutlich geringeren Bildungsraten von Kohlenmonoxid und Stickstoffmonoxid bei der Umsetzungsreaktion. Die Schadgasemission ist somit im Vergleich zu den bisher bekannten Anzündmischungen verringert.
Ausführungsbeispiel 2
Es wurden Komponenten entsprechend der nachfolgenden Tabelle 2 eingewogen und in einem Porzellanmörser ca. 15 Minuten lang miteinander vermahlen und homogenisiert. Von den Mischungen wurden Reib- und Schlagempfindlichkeit bestimmt.
Tabelle 2
Die Einheit für die Angabe der Reibempfindlichkeit ist Newton, wobei ein höherer Wert eine geringere Reibeempfindlichkeit bedeutet.
Die Mischungen 1 bis 3 und der Mischungen 4 und 5 sind Beispiele für die Abnahme der Reibempfindlichkeit der erfindungsgemäßen pyrotechnischen Mischung bewirkt durch eine Senkung des Kaliumchloratanteils und bei gleichzeitiger entsprechender Erhöhung des Nitratanteils. Eine geringe Reibeempfindlichkeit ermöglicht eine bessere Verarbeitung sowie eine höhere Langzeitstabilität der zu Tabletten oder Granulat verarbeiteten Stoffgemisches bedingt durch eine höhere Festigkeit des Pressgutes.
Ausführungsbeispiel 3
Es wurden Komponenten entsprechend der nachfolgenden Tabelle 3 eingewogen und in einem Porzellanmörser ca. 15 Minuten lang miteinander vermahlen und homogenisiert. Von den Mischungen ist anschließend der Verpuffungspunkt und das SDTA-Signal gemessen worden.
Tabelle 3
In Tabelle 3 sind mögliche Einflussnahmen auf den Initiierungspunkt durch Einsatz von Katalysatoren in Mischungen anhand des Verpuffungspunktes und der SDTA-Signallage aufgezeigt. Dabei wird deutlich, dass sowohl die eingesetzte Katalysatormenge als auch die Art des Katalysators Einfluss auf den Initiierungspunkt bzw. Verpuffungspunkt zeigen. So weist die Mischung 4 mit 3,23 Gew% an Kupfer(II)-oxid den niedrigsten Verpuffungspunkt von 174°C auf, wohingegen die Verwendung der gleichen Menge an Kobaltoxid den Verpuffungspunkt auf 194°C erhöht.
Ausführungsbeispiel 4
Es wurden Komponenten entsprechend der Tabelle 4 eingewogen und analog Beispiel 3 homogenisiert. Von den Mischungen ist anschließend der Verpuffungspunkt und das SDTA-Signal gemessen worden.
Tabelle 4

Skt. = Angaben in Skaleneinheiten.

Tabelle 4 zeigt den Einfluss der Brennstoffkomponenten auf die Eigenschaften der thermischen Frühzündmischung. Die Auslösetemperatur sowie Anzündstärke sind durch die gezielte Auswahl der Brennstoffe und deren Mischungsverhältnis einstellbar. So ist die Auslösetemperatur bestimmt durch Verpuffungspunkt und SDTA-Signallage bei Mischung Nr. 4 mit Adipinsäure und Oxalsäuredihydrazid am geringsten.
Die Zugabe bzw. die Substitution von weiteren Brennstoffkomponenten kann die Funktionstemperatur beeinflussen. Dies zeigen die Beispiele 1 bis 6, wo eine Erhöhung der Auslösetemperatur durch den Ersatz der Adipinsäure durch Barbitursäure bzw. Adipinsäurediamid von ca. 160°C auf ca. 170°C bzw. 180°C bewirkt. Einen analogen Effekt kann man durch die Substitution von Kaliumnitrat durch Strontiumnitrat erreichen, wie aus den Beispielen 7 und 8 ersichtlich ist. Ein ähnlicher Trend ist bei der Anzündstärke zu verzeichnen, bestimmt durch die SDTA-Signalgröße, wobei hier die Signalgröße ein Maß für die freigesetzte Energie während des Anzündvorganges darstellt. Durch die geeignete Kombination von Brennstoffen und Brennstoffgemischen kann die jeweilig benötigte Anzündstärke eingestellt werden, um einen sicheren Abbrand der anzuzündenden gaserzeugenden Mischung zu gewährleisten.
In 1 ist das Ergebnis eines Hollandtestes einer Stoffmischung gemäß Ausführungsbeispiel 1 (gekennzeichnet als TIA-1) bei einer Temperatur von 110°C über eine Zeitdauer 0 bis 600 h gezeigt. Dabei kennzeichnet die Spalte A den Masseverlust von TIA-1 in Gew% bei einer Lademasse von 2 g Granulat, Spalte B den Masseverlust von TIA-1 in Gew% bei einer Lademasse von 4 g Granulat und Spalte C den Masseverlust von TIA-1 in Gew% bei einer Lademasse von 4 g Tabletten. Wie den Messwerten zu entnehmen ist, lag die Gewichtsabnahme des erfindungsgemäßen Stoffgemisches nach 100 h zwischen 0,108 Gew% und 0,132 Gew% und nach 600 h zwischen 0,454 Gew% und 0,487 Gew%. Somit weist das erfindungsgemäße Stoffgemisch eine höhere Langzeitstabilität im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Gemischen auf.
Die auftretenden Schwankungen in den Masseverlusten sind insbesondere bedingt durch die Masse des eingesetzten Stoffgemisches. Mit steigender Lademasse erhöht sich der Massenverlust.; so liegt der Massenverlust bei einer Lademasse von 4 g Granulat nach 600 h 4,4% über dem bei einer Lademasse von 2 g Granulat. Die Verarbeitungsform des Stoffgemisches als Granulat oder Tablette weist hingegen keine besonderen Auswirkungen auf den Massenverlust auf.
Das in 2 dargestellte Diagramm zeigt die SDTA-Signallage einer Anzündmischung gemäß Ausführungsbeispiel 1 (gekennzeichnet als TIA-1) nach Belastung bei 110°C entsprechend Holland-Test für eine Lademasse von 2 g Granulat, 4 g Granulat und 4 g Tabletten. Das Diagramm verdeutlicht auch hier, dass sich die Eigenschaften der Anzündmischungen auch nach Belastung nicht wesentlich verändern und damit keinen Alterungsprozess wie herkömmliche Anzündmischungen unterliegen. Die Anzündtemperaturen steigen auch nach einer Belastungsdauer von 600 h nicht wesentlich an. So liegen die Anzündtemperaturen der Mischungen im unbelasteten Zustand bei 171,5 °C und nach einer Belastung bei 110°C für 600 h zwischen 172,3 für eine Lademasse von 4 g Tabletten, 174°C für eine Lademasse von 4 g Granulat und 174,5°C für eine Lademasse von 2 g Granulat. Eine Abhängigkeit von der Verarbeitungsform ist nicht festzustellen und auch der Einfluss der Masse der eingesetzten Stoffgemisches ist vernachlässigbar.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Stoffgemisch und dessen Verwendung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims

Stoffgemisch zur Erzeugung von Gasen, insbesondere von Treibgasen für Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, das eine thermisch initiierbare Anzündmischung umfasst, die mindestens ein anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Chlorate und mindestens ein zweites anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Nitrate enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzündmischung mindestens einen Brennstoff enthält, der aus der Stoffklasse der Dicarbonsäuren, der Tricarbonsäuren, der Aminosäuren, der Carbonsäureamide, der Carbonsäurehydrazide, der Carbonsäurediamide, der Carbonsäuredihydrazide und/oder deren Derivate ausgewählt ist.
Stoffgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch zu 30 bis 85 Gew% mindestens ein anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Chlorate und mindestens ein zweites anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Nitrate aufweist.
Stoffgemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch zu 40 bis 65 Gew% mindestens ein anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Chlorate und mindestens ein zweites anorganisches Oxidationsmittel aus der Gruppe der Nitrate aufweist.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch zu 10 bis 55 Gew% mindestens einen Brennstoff aufweist, der aus der Stoffklasse der Dicarbonsäuren, der Tricarbonsäuren, der Aminosäuren, der Carbonsäureamide, der Carbonsäurehydrazide, der Carbonsäurediamide, der Carbonsäuredihydrazide und/oder deren Derivate ausgewählt ist.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch zu 20 bis 40 Gew% mindestens einen Brennstoff aufweist, der aus der Stoffklasse der Dicarbonsäuren, der Tricarbonsäuren, der Aminosäuren, der Carbonsäureamide, der Carbonsäurehydrazide, der Carbonsäurediamide, der Carbonsäuredihydrazide und/oder deren Derivate ausgewählt ist.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch anorganische Oxidationsmittel aus der Gruppe der Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallchlorate und Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallnitrate umfasst, insbesondere Kaliumchlorat und Kaliumnitrat.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Brennstoff Glycin, β-Alanin, L-Glutamin, L-Glutaminsäure, Oxalsäure, Oxalsäurediamid, Oxalsäuredihydrazid, Malonsäure, Malonsäurediamid, Malonsäuredihydrazid, Bernsteinsäure, Bernsteinsäurediamid, Glutarsäure, Adipinsäure, Adipinsäurediamid, Weinsäure, Barbitursäure, Citronensäure und Azodicarbonsäurediamid ist.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch Komponentenkombinationen, insbesondere aus β-Alanin, Barbitursäure, Glycin, Malonsäurediamid und/oder Oxalsäuredihydrazid, enthält.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch bis zu 8 Gew% eines Metalloxides oder Übergangsmetallnitrates enthält.
Stoffgemisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxid aus der Gruppe der Kobaltoxide, Kupferoxide, Eisenoxide und/oder Silberoxid, insbesondere Kupferoxid, ausgewählt ist.
Stoffgemisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsmetallnitrat aus Kupfernitrat und Silbernitrat ausgewählt ist.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch bis zu 5 Gew % Verarbeitungshilfen wie Rieselhilfen, Gleitmittel und/oder Presshilfsstoffe, insbesondere Aerosil, Aluminiumoxid, Bornitrid und/oder Graphit, enthält.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch bis zu 5 Gew% Metallpulver, Bor und/oder Silizium enthält.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch weitere anorganische Oxidationsmittel aus der Gruppe der Perchlorate und Peroxide enthält.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösetemperatur des Stoffgemisches zwischen 145°C bis 210°C, insbesondere zwischen 155°C bis 195°C, liegt.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch ein Massenverlust von weniger als 7 Gew%, insbesondere weniger als 5 Gew%, bei einer Lagerung von 100°C bis 120°C, insbesondere 110°C, über einen Zeitraum bis zu 600 Stunden aufweist.
Stoffgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch in Form von Pellets, Tabletten und/oder als Granulat mit einer Korngröße zwischen 0,2 bis 5 mm vorliegt.
Verwendung eines Stoffgemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 17 als thermisch initiierbare Anzündmischung in einem Gasgenerator zur Erzeugung von Treibgasen für Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen.
Verwendung eines Stoffgemisches nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch in Form von Tabletten und/oder Granulat in einem Gasgenerator vorliegt.
Verwendung eines Stoffgemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 17 in Druck- und Sicherheitselementen, Anzündelementen, Mikrogasgeneratoren und/oder thermischen Schutzvorrichtungen.