DE2222506B2

DE2222506B2 - Gaserzeugende Masse

Info

Publication number: DE2222506B2
Application number: DE2222506A
Authority: DE
Inventors: Robert S. Lorton Va. Scheffee (V.St.A.)
Original assignee: Susquehanna Corp
Current assignee: Susquehanna Corp
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1972-05-08
Publication date: 1974-07-25
Also published as: CA972574A; FR2137619B1; DE2222506A1; FR2137619A1; IT957743B; BE782988A; DE2222506C3; US3723205A; GB1388627A

Description

Die Erfindung betrifft eine brennbare gaserzeugende Masse, die schwer selbstentzündlich ist und ungiftige, nicht korrodierende, flammfeste Produkte liefert, die ium Füllen oder Aufblähen einer aufblasbaren Einrichtung Verwendung finden.

Viele Einrichtungen, wie beispielsweise in Kraftfahrleugen verwendete Schutz-Abfangkörper oder Unfall-Schutzkissen bzw. -hüllen, Rettungsrutschen, Rettungsflöße u. dg!., werden normalerweise zusammengelegt kzw. ungefüllt aufbewahrt und zu dem Zeitpunkt mit Gas aufgeblasen, an dem man sie benötigt. Derartige Einrichtungen werden im allgemeinen in unmittelbarer Nähe von menschlichen Aufenthaltsplätzen aufbewahrt und in Betrieb gesetzt, und sie müssen daher mit tinem hohen Sicherheitsfaktor konstruiert werden, •o daß sie stets wirksam sind.

Das Füllen oder Aufblasen erfolgt im allgemeinen mittels eines Gases, z. B. von Luft, Stickstoff, Kohlendioxid oder Helium, welche unter Druck gespeichert, weiter unter Druck gesetzt und zum Verwendungszeitpunkt dadurch ergänzt werden, daß ihnen heiße Verbrennungsgase zugeführt werden, die durch Verbrennung eines gaserzeugenden Gemisches erhalten werden. In gewissen Fällen weiden die Füllgase ausschließlich durch die gaserzeugenden Gemische aufgebracht.

Es ist sehr wichtig, daß das gaserzeugende Gemisch sicher und zuverlässig gespeichert wird, ohne daß es sich bei den möglicherweise in einem Fahrzeug oder einer anderen Speicherumgebung auftretenden Temperaturen, welche beispielsweise bis etwa 104⁰C reichen können, zersetzt oder entzündet wird. Es ist ferner von Bedeutung, daß im wesentlichen alle Verbrennungsprodukte, die während des Gebrauchs erzeugt werden, ungiftig, nicht korrosiv sowie nicht feuergefährlich sind, und zwar vor allem dann, wenn die Einrichtung in einer geschlossenen Umgebung, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, verwendet wird.

Die bisher eingesetzten gaserzeugenden Gemische hatten nicht alle oben erwähnten Eigenschaften. Einige bisher verwendete Gemische enthalten beispielsweise ein doppelbasiges Treibgemisch aus Schwarzpulver und plastifizierter Nitrocellulose. Diese Treibmittel sind bei hohen Umgebungstemperaturen nicht stabil. Die Speicherung und der Einsatz sind im allgemeinen auf Temperaturen unterhalb 60 C begrenzt. Sowohl das Schwarzpulver als auch doppelbasige Treibmittel

ίο erzeugen giftige und/oder leicht entzündbare Gase. Doppelbasige Treibmittel erzeugen ferner zusätzlich zu Kohlendioxid und Wasser Kohlenmonoxid und Wasserstoff, also eine Mischung, die sowohl giftig als auch leicht entzündbar ist. Schwarzpulver erzeugt ferner Kohlenmonoxid in giftigen Konzentrationen und ist relativ unwirksam im Hinblick auf das ausgebildete Gasvolumen. Der Einsatz herkömmlicher zusammengesetzter Treibmittel wurde ebenfalls schon vorgeschlagen. Diese Treibmittel besitzen jedoch

Reaktionskomponenten und Stöchiometrien, die zu giftigen, korrosiven oder entzündbaren Verbrennungsprodukten führen, welche zusätzlich zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff Chlorwasserstoff, Alkalimetalloxide oder -hydroxide, Stickoxide u. dgl. ent-

halten können. Im Zusammenhang mit den hier angesprochenen Anwendungsfällen ist es ferner von Bedeutung, daß man gaserzeugende Gemische erhält, welche große Gasvolumina erzeugen, die ohne nachteiligen Abbau über Zeitspannen von fünf bis 10 Jahren

gespeichert und in großer Menge bei niedrigen Herstellungskosten produziert werden können.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 161 506 ist eine feste Treibmittelmasse bekannt, die aus einem festen, unlöslichen, aktiven Oxydationsmittel und Polyvinyl-

chlorid als einem thermoplastischen Kunstharzbindemittel gebildet wird. Auch bei dieser Masse wird bei der Verbrennung giftiger Chlorwasserstoff gebildet.

Aus der französischen Patentschrift 1 402 801 ist zwar der Ersatz des üblichen Polyvinylchlorid-Plastisol-Bindermaterials durch ein neues harzartiges Material der Polyepoxidgruppe bekannt. Jedoch bestehen die verwendeten Oxydationsmittel aus üblichen chlorhaltigen Substanzen, so daß, obwohl kein Polyvinylchlorid-Plastisol verwendet wird, dennoch Chloridionen während der chemischen Reaktion freigesetzt werden, die mit freiem Wasserstoff giftiges Chlorwasserstoffgas bilden können.

Beide Treibmittelmassen werden zudem für ballistische Zwecke verwendet, so daß ihre Verwendbarkeit zum Füllen einer aufblasbaren Vorrichtung fraglich ist.

Aus der USA.-Patentschrift 3 143 445 ist eine Masse

zur Herstellung eines Gemisches kühler Gase zum Aufblasen von aufblasbaren Vorrichtungen bekannt, die außer Äthylalkohol als brennbarem Lösungsmittel und den pyrotechnischen gaserzeugenden Stoffen, von denen einer das beim Verbrennen Chloridionen liefernde Kaliumperchlorat ist, noch Kohlendioxid als Kühlgas enthält.
Schließlich ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 20 63 586 eine gasbildende Masse zum Aufblasen von Sicherheitskissen, die als gasbildenden Bestandteil Polyvinylchlorid enthalten kann und außerdem aus mindestens einem metallischen Reduktionsmittel und einem anorganischen Oxydationsmittel, wie einem Chlorat oder Perchlorat, besteht.

Bei keiner der bisher erwähnten Zusammensetzungen ist ein System zum Abfangen der sich bei der Verbrennung bildenden Chlorionen vorgesehen.

Gegenstand der Erfindung ist eine gaserzeugende, chlorid. Vorzugsweise ist das Polyvinylchlorid im

schwer selbstentzündliche, beim Verbrennen ungiftige, wesentlichen vollständig polymerisiert, und es wird in

nicht korrodierende, flammfeste Produkte liefernde der Form von kugeligen Teilchen von Plastisol-Güts

Masse auf der Basis von plastifiziertem Polyvinyl- verwendet.

chlorid, Ammoniumperchlorat, Alkalichlorat oder 5 Es kann weiter ein organischer, flüssiger Weich- -perchlorat, Alkali- oder Erdalkalinitrat oder M ischun- macher verwendet werden, der :nit Polyvinylchlorid gen hiervon in einer Menge, die wenigstens so groß ist, verträglich ist. Derartige Weichmacher sind in der um den gesamten verfügbaren Kohlenstoff in Kohlen- Technik bekannt. Vorzugsweise besteht der Weichdioxid und den gesamten verfügbaren Wasserstoff in macher aus einem Typ, der für eine Fluid-Plastisol-Wasser umzuwandeln, die dadurch gekennzeichnet ist, io ausbildung geeignet ist, z. B. Alkyl- und Alkoxyalkyldaß sie ein halogenfreies Alkalimetallsalz in einer zur adipat, -sebacat und -phthalat, wie Dibutyl- und vollständigen Bindung des gesamten verfügbaren Dioctylsebacat, Dibutyl-, Dioctyl- und Dimethoxy-Halogens als Halogenid ausreichenden oder bis zu äthylphthalat, Dibutyl-, Dioctyl- und Di(3,5,5-tri-10% darüberliegenden Menge enthält. methylhexyl-)adipat; Glycolestern von hochwertigen

Die Masse gemäß der Erfindung weist wichtige 15 Säuren u. dgl. Die Plastisol bildenden Weichmacher

Vorteile auf, die zu erheblich verbesserten FOTl- oder sind hochsiedende Lösungsmittel für das Polyvinyl-

Aufblassystemen führen. Diese Vorteile umfassen chlorid, die Fluidsuspensionen mit den Harzteilchen

unter anderem: bei üblichen Temperaturen bilden, und zwar wegen

1. Speicherfähigkeit über 5 bis 10 Jahre bei Umge- ^der geringen Löslichkeit bei diesen Temperaturen, und bungstemperaturen bis zu 104 C. ^{20 dle} _f ^das ^H™ bei erhöhten Temperaturen losen, um

^y ein festes Gel zu bilden.

2. Hohe Selbstentzündungstemperatur, sehr geringe Das bevorzugte Verhältnis von Polyvinylchlorid zu Schlagempfindlichkeit und sehr niedrige Reibungs- dem Weichmacher reicht im allgemeinen von etwa empfindlichkeit. 2 Teilen Harz zu 3 Teilen Weichmaoher bis zu etwa

3. Verbrennungsprodukte, die frei von giftigen, »5 3 Teilen Harz zu etwa 2 Teilen Weichmacher für die korrosiven und entzündbaren Komponenten sind. erwünschte physikalischen Eigenschaften der erhar-

._.,,_, ... teten gaserzeugenden Körner, wie z. B. Zugfestigkeit

4. Eine hohe Gasvolumen-Erzeugungseigensci.aft pro _{und minimaler} Kaltfluß. Im Hinblick auf die hohen Gew.chtseinheit des gaserzeugenden Gemisches. Feststoffbeschickungen, die im allgemeinen bei der

5. Die Möglichkeit einer sicheren, zuverlässigen preis- 30 Anwendung des Aufblähsystems erforderlich sind, werten Produktion in großer Menge. sind die höheren Verhältnisse von Weichmacher zu

Harz deshalb erwünscht, weil man damit die Behand-

Das halogenfreie Alkalisalz kann zugleich ein lungsfähigkeit der Mischung aufrechterhält. In einigen

Oxydationsmittel sein. Das Gesamtoxydationsmittel Aufbläh-Anwendungsfällen sind die Erfordernisse

und das halogenfreie Alkalisalz liegen in einer Menge 35 bezüglich der physikalischen Eigenschaften weniger

vor, die wenigstens ausreicht, um den gesamten Koh- bedeutsam, und das Verhältnis des Weichmachers zum

lenstoff zu Kohlendioxid zu oxydieren, den gesamten Harz kann bis zu einem Wert von 2,5 zu 1 erhöht

Wasserstoff in Wasser zu überführen und das gesamte werden, während gleichzeitig die festen gaserzeugenden

verfügbare kombinierte Chlor in Alkalihalogenide Körner ausreichende physikalische Eigenschaften für

umzuwandeln. Man kann auch das Oxydationsmittel 40 die Anwendung beibehalten.

und/oder Alkalisalz in einer Menge verwenden, die Die flüssigen Polyvinylchlorid/Weichmacher-Mi-

diese stöchiometrischen Erfordernisse überschreitet. schungen können bis zu 90% hinzugefügter Feststoffe

Das Füllen aufblähbarer Einrichtungen mit den aufnehmen, falls, wie auf diesem Gebiet bekannt ist,

gasförmigen Verbrennungsprodukten der gaserzeu- die Teilchengrößen der zugefügten Feststoffe richtig

genden Massen nach der Erfindung erfolgt durch 45 ausgewählt und verteilt sind, ohne daß die erforder-

Einspritzen der gasförmigen Verbrennungsprodukte liehe Fließfähigkeit verloren geht, um das Vergießen

in die aufblähbare Einrichtung, und zwar entweder und Aushärten ohne Anwendung höherer Drücke zu

allein oder als druckerhöhende Ergänzung zu einem ermöglichen.

getrennten unter Druck stehenden Gas, beispielsweise Die Polyvinylchlorid/Weichmacher-Mischung, die

Luft, Stickstoff, Kohlendioxid oder Helium. 50 bei Bedarf mit einem Oxydationsmittel und den

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung erwähnten anderen Feststoffen durchsetzt sein kann,

ausführlich beschrieben. wird einfach dadurch gehärtet, daß man sie auf die

Die einzige Figur zeigt eine Seitenansicht, teilweise Lösungstemperatur des Polyvinylchlorids in dem

im Längsschnitt, eines Aufblähsystems, das einen Weichmacher erwärmt, im allgemeinen auf etwa

Gasgenerator und eine Aufbläheinrichtung verwendet. 55 160 bis 175° C. Da das Polyvinylchlorid vollständig

Die mit den erfindungsgemäßen Massen erzielte polymerisiert ist, findet keine merklich veränderliche

Verbesserung des Aufblähsystems besteht in der Be- Aushärtungsreaktion statt, und die daraus hervor-

schickung des Gasgeneratorteils des Aufblähsystems gehenden gehärteten gaserzeugenden Körner sind ein-

mit einem gaserzeugenden Gemisch, bestehend aus wandfrei reproduzierbar und zuverlässig. Gaserzeu-

einem plastizierten Polyvinylchloridbrennstoffbinder, 60 gende Polyvinylchlorid-Plastisol-Treibmittel und Ver-

in dem ein anorganisches oxydierendes Salz dispergiert fahren zur Herstellung derselben sind in der USA.-

ist, das Ammoniumperchlorat, Alkalichlorat oder Patentschrift 2 966 403 beschrieben,

-perchlorat, Erdalkalinitrat oder ein Gemisch hieraus Die gefüllten Potyvinylchlorid/Weiehmacher-Plasti-

mit einem halogenfreien Alkalisalz sein kann. solmischungen sind besonders gut härtbar und vergieß-

Der hier verwendete Ausdruck Polyvinylchlorid 65 bar, wenn man sie gemäß der USA.-Patentschrift

umfaßt das Homopolymere und ein Copolymeres, das 3 155 749 extrudiert. Dabei wird die gefüllte Mischung

bis zu etwa 10% einer copolymerisierten Komponente in eine langgestreckte Extruderröhre eingeführt, in der

enthält, wie beispielsweise Vinylacetat oder Vinyliden- sie durch eine rotierende Schneckenspindel vorwärts-

bewegt wird, wobei gleichzeitig Reibungswärme erzeugt der erwünschten Kohlendioxid- und Wasserstöchiowird, die zusammen mit der Wärme, welche mittels metrie beiträgt. Bevorzugte halogenfreie Alkalisalzeines Heizmantels erzeugt wird, die erhöhte Tempera- Oxydationsmittel sind die Nitrate, z. B. NaNO₃ und tür liefert, welche man zur Aushärtung der Lösung KNO₃, da sie den zusätzlichen Vorteil besitzen, benötigt. Die Mischung ist vollständig ausgehärtet, 5 Stickstoffgas als Verbrennungsprodukt bilden, und wenn sie ihren Durchlauf durch die Extruderröhre gute Verbrennungseigenschaften aufweisen, wie z. B. beendet hat, wenngleich sie noch einen genügend die erwünschte Verbrennungsgeschwindigkeit und den heißen und weichen Zustand einnimmt, daß sie durch erwünschten Druckexponenten. Andere Alkalisalzeine Düse oder ein Mundstück formgepreßt werden Oxydationsmittel sind z. B. die Alkalinitrite,-carbonate kann, woraufhin der ausgeformte extrudierte Strang io und -bicarbonate, z. B. NaNO₂, KNO₂, K₂CO₃, abgekühlt und in Stücke oder Körner erwünschter Na₂CO₃ und NaHCO₃.

Länge zerschnitten wird. Der Extrusionsprozeß ver- Alkalisalze, die nicht als Oxydationsmittel reagieren,

läuft kontinuierlich und ermöglicht eine schnelle preis- können ebenfalls verwendet werden. Vorzugsweise

werte Massenproduktion der gaserzeugenden Körner. liefern sie ungiftige gasförmige Zersetzungsprodukte,

Die Verwendung der genannten hauptsächlich 15 die die Gesamtgaserzeugung vergrößern, die Konzen-

oxydierenden anorganischen Salze ermöglicht in tration fester Verbrennungsprodukte verringern und

Kombination mit den halogenfreien Alkalisalzen in als Kühlmittel wirken. Beispiele für geeignete nicht-

den von der angeführten Slöchiometrie erforderlichen oxydierende Salze sind die Alkalioxalate, z. B.

Mengen eine maximale ungiftige, nicht korrosive und Na₂C₂O₄, K₂C₂O₄, -carbonate und -bicarbonate, z. B.

nicht feuergefährliche Gasproduktion und eine Neu- 20 K₂CO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, und -azide, z. B. KN₃.

tralisation der Chlorkomponente in dem Polyvinyl- Wie bereits oben erwähnt, muß die Gesamtmenge

Chloridbinder in der Form eines ungiftigen Alkali- der Oxydationsmittel einschließlich des Hauptoxyda-

chlorids. Die Hauptoxydationsmittel erzeugen außer tionsmittels und des halogenfreien Alkalisalz-Oxyda-

Sauerstoff Für sich oder durch Reaktion mit dem tionsmittels wenigstens so groß sein, daß der gesamte

halogenfreien Alkalisalzzusatz nur ungiftige, nicht 25 in der Zusammensetzung vorhandene Kohlenstoff und

korrosive und nicht feuergefährliche Verbrennungs- Wasserstoff zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert

produkte. Der halogenfreie Alkalisalzzusatz verhindert werden kann. Ein Überschuß an Hauptoxydations-

die Ausbildung von korrosivem Chlorwasserstoff oder mittel kann vorgesehen werden und ist in der Tat

von Chlor. vorteilhaft, da die endotherme Zersetzung des Oxyda-

Die Alkalichlorate und -perchlorate bilden ungiftige 30 tionsmittels zur Gasbildung in der Form von freiem Alkalichloride, wobei der restliche Teil der Oxidier- Sauerstoff beiträgt und die Flammentemperatur versalzmoleküle Sauerstoff für die Verbrennung des ringert, wobei es als Kühlmittel wirkt. Der Anteil des Brennstoffes liefert. Von diesen wird Kaliumperchlorat halogenfreien Alkalisalzes muß wenigstens so groß im allgemeinen bevorzugt. Ammoniumperchlorat ist sein, daß das gesamte verfügbare Halogen in Alkaliäußerst nüizlich als Oxydationsmittel, weil es die 35 halogenid umgewandelt werden kann. Unter dem Gasproduktion in der Form von Stickstoff und Wasser verfügbaren Halogen wird Halogen verstanden, das erhöht sowie den Prozentsatz an Feststoffprodukten nicht schon mit dem Alkalimetall vereinigt ist wie im verringert. Es liefert ferner etwas niedrigere Zünd- Fall eines Alkalichlorats oder -perchlorats. Das halotemperaturen als die entsprechenden Alkalimetallsalze. genfreie Alkalisalz sollte nicht in einem merklichen Der durch Ammoniumperchlorat als Zersetzungspro- 40 Überschuß enthalten sein. Die Gesamtmenge des verdukt erzeugte Chlorwasserstoff ist korrosiv und muß fügbaren Alkalimetalls sollte die des verfügbaren durch Umwandlung in ein Alkalichlorid neutralisiert Halogens um nicht mehr als etwa 10 Molprozent werden. Es muß daher genügend halogenfreies Alkali- überschreiten. Wenngleich ein stöchiometrisches Versalz für diesen Zweck sowie für die Neutralisation des hältnis zwischen Alkalimetall und Halogen bevorzugt durch Zersetzung des Polyvinylchloridharzbinders ge- 45 wird, kann in manchen Fällen ein kleiner Überschuß bildeten Chlorwasserstoff vorhanden sein. an Alkalimetall erwünscht sein, um eine vollständige

Die oxidierenden Erdalkalinitrate, wie beispiels- Unterdrückung der Chlorwasserstoff- oder Chlorbilweise Ba(NO₃)₂ oder Sr(NO₃)₂, lösen sich auf und dung zu gewährleisten, da diese beträchtlich giftiger bilden sehr stabile ungiftige Oxide als Verbrennungs- sind als kleine Mengen Alkalioxid- oder -hydroxid,
produkte und können damit sicher und wirksam als 50 Die speziellen und relativen Mengen von Haupt-Oxydationsmittel in gaserzeugenden Gemischen ver- Oxydationsmittel und halogenfreiem Alkalisalz verwendet weiden. Da die mit diesen Oxydationsmitteln ändern sich selbstverständlich mit der speziellen Binerzielten Verbrennungsgeschwindigkeiten im allgemei- derkonzentration, dem speziellen Weichmacher und nen niedriger als jene sind, die man mit den Ammo- Hauptoxydationsmittel sowie dem verwendeten halonium- oder Alkalichloraten, -perchloraten oder -nitra- 55 genfreien Alkalisalz. Sie können jedoch in bekannter ten erhält, wird es im allgemeinen bevorzugt, ein Weise durch jeden Fachmann leicht berechnet werden. Erdalkalinitrat in Beimischung zu einem der vorste- Zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenter hend erwähnten Oxydationsmittel zu verwenden. können auch andere übliche Zusätze in die gaserzeu-

Die halogenfreien Alkalisalze können, wie oben genden Gemische eingebracht werden. Sie enthalten

erwähnt, von irgendeiner Zusammensetzung sein, die 60 z. B. Stabilisatoren für das Polyvinylchlorid, Verbren-

mit dem Chlor aus dem Polyvinylchlorid und dem nungskatalysatoren oder Kühlmittel.

Ammoniumperchlorat, das als Hauptoxydationsmittel Die plastifizierten gaserzeugenden, Polyvinylchlorid

verwendet wird, zu einem ungiftigen Alkalisalz reagiert. enthaltenden Gemische sind sehr stabil und könner

Der Alkalianteil kann z. B. Natrium, Kalium oder bei Temperaturen bis herunter zu —45°C und hoch

Lithium sein. Vorzugsweise, wenngleich nicht zwin- 65 bis zu 104⁰C gelagert werden, und zwar über Zeitspan-

gend notwendig, ist das Alkalisalz auch ein Oxyda- nen zwischen 5 bis 10 Jahren ohne schädlichen Zerfal

tionsmittel, so daß es den gaserzeugenden Oxydations- oder Abbau. Die Zündtemperaturen sind sehr hoch

Vorgang des Hauptoxydationsmittels ergänzt und zu und die Empfindlichkeit gegenüber Schlagen, Reibung

und elektrostatische Aufladung ist sehr gering, so daß die Gasgeneratoren, die die Gemische enthalten, in geschlossenen Räumen dicht neben menschlichen Aufenthaltsplätzen sicher untergebracht werden können. Andere vorteilhafte Eigenschaften umfassen die hohen Dichten, wodurch die erforderlichen Kammergrößen verringert werden, eine leichte Zündung, hohe Verbrennungsgeschwindigkeiten und geringe Anforderungen an das Rohmaterial, das sehr preiswert ist. xo

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Aufblähsystem, das die erfindungsgemäße Verbesserung verwendet. Ein Druckkessel 1 enthält ein Gas, z. B. Luft, das unter Druck steht. Ein innerhalb des Druckkessels eingebauter Gasgenerator 2 weist eine Verbrennungskammer 3 auf, die mit einer eingeschnürten Öffnung oder Düse 4 versehen ist und einen ausgeformten gaserzeugenden Kern 5 aus der oben beschriebenen Zusammensetzung enthält. Eine elektrisch auslösbare Zündladung 6 ist dazu vorgesehen, den gaserzeugenden Kern zu zünden. Der Gaserzeuger oder Gasgenerator ist mit einer Reißoder Berstkappe 7 verschlossen. Der Druckkessel ist mit einer Auslaßvorrichtung 8 ausgerüstet, die mit einer Berstscheibe 9 verschlossen ist, und eine Leitung 10 verbindet den Druckkessel mit der aufblähbaren Einrichtung 11. Ein Sicherheitsventil 12 dient dem Zweck, den Aufbau eines Überdruckes in dem Druckkessel auszuschließen.

Für die Inbetriebnahme wird der gaserzeugende Kern gezündet. Wenn sich ein ausreichender Druck innerhalb des Gasgenerators aufgebaut hat, reißt die Kappe 7, und die heißen, unter hohem Druck stehenden Verbrennungsgase, die durch die Verbrennung des Kerns erzeugt werden, strömen in das unter Druck stehende Gas, z. B. Luft, in dem Druckkessel 1. Der Luftdruck wird sowohl durch die Wärme, als auch durch das hinzugekommene Volumen der Verbrennungsgase ganz beträchtlich erhöht. Schließlich reißt die Berstscheibe 9, und das unter hohem Druck stehende Gemisch aus Luft und Verbrennungsgasen strömt in die aufblähbare Einrichtung und bläst diese auf. Die verdichtete Luft wirkt als Wärmesenke, die die Temperatur der heißen Verbrennungsgase auf einen sicheren Wert verringert.

In gewissen Anwendungsfällen kann die die Druckluft oder ein anderes Gas enthaltende Druckkammer weggelassen werden und die aufblähbare Einrichtung kann direkt mit dem Gasgenerator verbunden sein. Die Temperaturverringerung der heißen Verbrennungsgase kann dadurch erreicht werden, daß man den gas- erzeugenden Gemischen ein Kühlmittel hinzufügt und eine verdampfbare Flüssigkeit, z. B. Wasser, in der aufblähbaren Einrichtung speichert.

Die gaserzeugenden Zusammensetzungen, die in den folgenden Beispielen beschrieben sind, hat man dadurch in ausgeformte Kerne gebracht, daß man Polyvinylchlorid der Plastisolgüte mit dem Weichmacher, Hauptoxydationsmittel, dem halogenfreien Alkalisalz und anderen Zusätzen, wie beispielsweise Stabilisatoren und Verbrennungskatalysatoren, in einem herkömmlichen Mischer gemischt hat. Die viskosen, jedoch noch fließfähigen Mischungen hat man dann entweder in Formen gegossen und auf Diffusionstemperatur des Polyvinylchlorids in dem Weichmacher erwärmt oder dadurch ausgehärtet, daß man sie kontinuierlich durch eine Röhre eines mantelbeheizten Schneckenextruders geleitet hat, woraufhin der extrudierte Strang durch ein Formgebungswerkzeug hindurchgeleitet, abgekühlt und auf gewünschte Längen zerschnitten wurde.

Beispiel 1

Zusammensetzung Gewichtsprozente

Polyvinylchlorid 7,114

Dioctyladipat 10,421

Gasruß 0,050

Kaliumnitrat 11,510

Kaliumperchlorat 70,705

Stabilisator 0,200

Ballistische Eigenschaften

Verbrennungsgeschwindigkeit bei

35 kg/cm², 21⁰C 15,2 mm/sec

Verbrennungsgeschwindigkeit bei

350 kg/cm«, 21°C 68,7 mm/sec

Verbrennungsgeschwindigkeits-Druckexponent η 0,67

Sicherheitsdaten

Selbstentzündungstemperatur 360⁰C

Schlagempfindlichkeit (12 Tests negativ mit 6 kg bei 50 cm) > 300 kg/cm Reibungsempfindlichkeit nach dem Esso-Schraub-Reibungstest (zwei durch Schrauben vorgespannte flache Platten mit einem Treibmittel und Carborundschleif staub Nr. 100

dazwischen) 345 cm · kg

Karten-Spalten-Test (Tetrylkugel gegen ein Treibmittel gebracht und deformieren gelassen — keine Treibmittelexplosion in 4 Tests) . Null Karten

Beispiel 2

Zusammensetzung Gewichtsprozente

Polyvinylchlorid 5,616

Dioctyladipat 8,227

Stabilisator 0,158

Gasruß 0,039

KClO₄ 55,820

Sr(NO₃)₂ ²L⁰⁵³

KNO₃ 9,087

Verbrennungsgeschwindigkeit bei

70 kg/cm², 21°C 22,8 mm/sec

Verbrennungsgeschwindigkeit bei

280 kg/cm², 21⁰C 63,5 mm/sec

Verbrennungsgeschwindigkeits-Druckexponent η 0,75

Beispiel 3

Zusammensetzung Gewichtsprozente

Polyvinylchlorid 6,318

Dioctyladipat 9,477

Gasruß 0,048

Stabilisator 0,196

Ammoniumperchlorat 42,598

NaNO₃ 39,407

Fe₂O₃ 1,956

Verbrennungsgeschwindigkeit bei

210 kg/cm*, 21^ÜC 40,6 mm/se

Verbrennungsgeschwindigkeits-Drackexponent η 0,63

409 530/

ίο

Ammoniumperchlorat 29,032

Beispiel 4 NaNO₃ 27,139

Sr(NOg)₂ 31,029

Zusammensetzung Gewichtsprozente Fe₂O₃ 1,348

Polyvinylchlorid 4,513 5 Verbrennungsgeschwindigkeit bei

Dibutylsebacat 6,770 210 kg/cm², 21°C 35,6 mm/sec

Stabilisator 0,135 Verbrennungsgeschwindigkeits-

Gasruß 0,034 Druckexponent η 0,70

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gaserzeugende, schwer selbstentzündliche, beim Verbrennen ungiftige, nicht korrodierende, flammfeste Produkte liefernde Masse auf der Basis von plastifiziertem Polyvinylchlorid, Ammoniumperchlorat, Alkalichlorat oder -perchlorat, Alkalioder Erdalkalinitrat oder Mischungen hiervon in einer Menge, die wenigstens so groß ist, um den gesamten verfügbaren Kohlenstoff in Kohlendioxid und den gesamten verfügbaren Wasserstoff in Wasser umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein halogenfreies Alkalimetallsaiz in einer zur vollständigen Bindung des gesamten verfügbaren Halogens als Halogenid ausreichenden oder bis zu 10% darüberliegenden Menge enthält.

2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das halogenfreie Alkalisalz ein Alkalinitrat, insbesondere Natriumnitrat oder Kaliumnitrat, ist.

3. Gemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Oxydationsmittel Kaliumperchlorat oder Ammoniumperchlorat ist.