DE2236175A1 - Treibmittel zur erzeugung ungiftiger treibgase - Google Patents

Description

B A X E 11 H-CHEHIE Aschau, den 24. ' Juli 1972

Gesellschaft für fing- i⁷

chenische Antriebe m.b.H. "

Treibmittel zur Erzeugung ungiftiger Treibgase

Die Erfindung "besieht sich auf ein- Treibmittel zur Erzeugung ungiftiger Treibgase, geeignet zum Aufblasen von Luftkissen für Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen.

In jüngster Zeit ist auf dem Gebiet der Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen das Problem ungiftiger Treibgase für aufblasbare Schutzkissen u.a. aktuell geworden. Die Entwicklung geeigneter Treibstoffe bereitete bisher große Schwierigkeiten. Die Treibgase sollen Bestandteile toxischer Art nur in den vom Gesetzgeber zugelassenen Mengen enthalten, d.h. praktisch giftfrei sein. Während kohlenstoffhaltige Treibstoffe als toxische Gase vor allem Kohlenmonoxid und nitrose Gase neben z.B. Blausäure, Dicyan, Ammoniak oder Phosgen liefern, treten bei anorganischen Treibstofftypen hauptsächlich toxische Schwebeteilchen im Treibgas auf.

Auf anorganischem Gebiet bietet sich insbesondere der Einsatz von Metallaziden als gasliefernde Hauptkomponente an.

In der US-PS 2 931 616 wird ein Treibstoffsystem zur Gewinnung von Treibgas aus Metallaziden und Oxydatoren wie z.3. !Nitraten oder Perchloraten beschrieben mit dem Ziel, das resultierende Treibgas zur !Forderung von Plussigtreibstoffen in Raketen zu ■verwenden; es wird zwar als "inert" beschrieben, doch betrifft •diese Bezeichnung die Seaktionsträgheit.gegenüber Flüssigtreibstoff en_ wie z.B. K"2°4 ~^ύΆ^ '^^& geringe korrosive Wirkung auf die Apparatur. Physiologisch sind die Gasehochtoxisch, z.B. stark JTO-haltig. Daher kommt diese Treib st off kombination für den vorliegenden Zweck nicht in Betracht,-

403-809/0031 BADORIQfNAL

Die Offenlegungsschrift 2 153 601 beschreibt ein System Natriumazid/Kaliumperchlorat als Stickstoffquelle für einen Luftkissengenerator. Die Entfernung des bei der Umsetzung entstehenden, im Treibgas in feinster Verteilung und großer Menge vorhandenen, hochtoxischen Natriumoxids erfolgt in einer nachgeschalteten "Sekundärkammer", die als Füllung z.B. Kieselerde enthält. Die Realisierung dieses Verfahrens erscheint zweifelhaft, da sich das Natriumoxid auf diese Weise nicht ausreichend aus dem Treibgas entfernen läßt. Außerdem ist das Verfahre ι apparativ umständlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, ein kohlenstofffreies, metallazidhaltiges Treibstoffsystem vorzuschlagen, das auf einfache Weise, d.h. durch direkte Umsetzung, absolut ungiftiges, vornehmlich aus Stickstoff bestehendes und ausreichend kaltes Treibgas liefert.

Krfindungsgemäß besteht das Treibmittel aus vorzugsweise verpreßten Mischungen von stabilen Metallaziden, vornehmlich der I. und II. Hauptgruppe, Oxydatoren wie Nitraten, Perchloraten, Chromaten, Peroxiden, allgemein bei der Umsetzung mit Metallaziden Elektronen aufnehmenden Metallverbindungen und Siliciumdioxid, deren Gesamtmetallionenverhältnis, bezogen auf die beim Abbrand entstehenden Metalloxide, die Bildung glasartiger, möglichst niedrigschmelzender bzw. erweichender Silikate gewährleistet. Die Umsetzung von z.B. Natriumazid, Kaliumnitrat und feinstverteiltem Siliciumdioxid zu einem solchen AUcalisilikat unter Abspaltung von N₂ verläuft nach folgender Gleichung:

10 NaN₃ + 2 KNO, + 5 SiO₂ ^ 5 Na₂O · K₂O · 5 SiO₂ + 16 U₂

Die Bildung der glasartigen. Schmelze beim Abbrand des Treibmittels ist erforderlich, um ein Verstäuben von Schwebeteilchen zu verhindern.

BAD ORIGINAL

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das Treibmittel noch glasflußfördernde Metalloxide wie Bleioxid und/oder allgemein in der Glasindustrie übliche Flußmittel. Durch entsprechende Zusammenstellung von Metallaziden, Oxydatoren und glasflußförd'ernden Metalloxiden lassen sich Metalloxid-SiOp-Kombinationen beliebiger Art erreichen.

In einer anderen, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist Siliciumdioxid als saure, oxidbindende Komponente ganz oder teilweise durch andere, mit Metalloxiden glasartige Schmelzen bildende Verbindungen wie z.B. Boroxide oder Metaphosphate ersetzt. Oxide der Übergangsmetalle können als solche oder über Verbindungen wie z.B. Nitrate, Perchlorate, Phosphate, Chromate zugegen sein.

Die Erfindung sei durch die folgenden Ausführungsbeispiele I bis XII erläutert. . *

Reaktionspartner

Mole

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

10

5 10 10

KN3	5	5
Ca(N3)2	-	-
NaNO3	-	2
KNO3 2	2	-
Mg(NO3)2 -	-	-
Ca(N03)2 -	-	-
NaClO^	- -.	-
KClO^	-.	-
SiO^ 4-6	4-6	4-6

10 2

8 -

- 8

1 1

- 2

2 -

4 4

5 5 3-6

1 3-6

40 9 809/0031

In diesen Beispielen können glasflu-ßf ordernde Oxide v/ie Bleioxid oder Eiscn(III)-oxid enthalten ■ r.ein; ihre Menge darf jedoch die Gasausbeute pro Grann Treibmittel nicht wesentlich herabsetzen.

Gleichzeitig ode::· davon unabhängig kann die netalloxidbindende Komponente Siliciumdioxid ganz oder teilweise durch andere, gegenüber Hetalloxiden sauer reagierende Verbindungen v;ie- Boroxide oder Metaphosphate ersetzt sein.

Ebenso können auch Stoffe wie Sulfide, z.B. liolybdänsulfid, MoSo,herangezogen v/erden. Bei ihrer Reaktion Hit s.B. ITatriunazid bildet sich Katriumsulfid bzw. -polysulfid, das sich in den in der Glasschmelze daruberhinaus vorhandenen oder bein Abbrand entstehenden Metalloxiden und sauren Komponenten löst.

Das Molverhältnis von Aziden:Oxydatoren ist in den Ausführungsbeispielen rein stöchiometrisch. In der Praxis kann von der Stöchionetrie abgewichen werden. Bei der Zersetzung entstehendes überschüssiges Alkalimetall aus den Aziden reagiert mit z.B. Siliciumdioxid; andererseits wird bei Azidunterschuß aus den Oxydatoren Sauerstoff frei.

Die beschriebenen, möglichst feingepulverten, hochdispersen Konponenten werden zum Treibmittel verpreßt. Die so erhaltenen Preßkörper sind mechanisch sehr stabil.,

Als typisches Beispiel für die Zusammensetzung der beim Abbrand entstehenden Treibgase diene die folgende gaschromatographisch erhaltene Analyse:

ί~: 99,2 Vol.%; O₀: 0,7 Vol.%; N0„: max. 20 ppm; C0_P: 0 Vol.%;

C · £Z* Jn- C-.

H₂O: O Vol.%.

409809/0031 BAD OR.Q.NAL

Claims (1)

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