EP1162183B1 - Anzündmischung zur Verwendung in Gasgeneratoren - Google Patents

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EP1162183B1
EP1162183B1 EP01112894A EP01112894A EP1162183B1 EP 1162183 B1 EP1162183 B1 EP 1162183B1 EP 01112894 A EP01112894 A EP 01112894A EP 01112894 A EP01112894 A EP 01112894A EP 1162183 B1 EP1162183 B1 EP 1162183B1
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EP
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igniter
gas
weight
mixture
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EP01112894A
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EP1162183A1 (de
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Siegfried Dr. Zeuner
Achim Dr. Hofmann
Roland Dr. Schropp
Karl-Heinz Rödig
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ZF Airbag Germany GmbH
Original Assignee
TRW Airbag Systems GmbH
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C9/00—Chemical contact igniters; Chemical lighters

Definitions

  • the invention relates to a Anzündmischung for use in gas generators for safety devices in motor vehicles, in particular for a vehicle occupant restraint system.
  • Gas generators for vehicle occupant restraint systems typically include a sodium azide-based solid fuel.
  • gas generant fuels which consist of a combustible, usually nitrogen-containing organic compound and suitable inorganic oxidizing agents. To ignite these gas generant fuels, blends based on boron and potassium nitrate are commonly used.
  • the EP-A2-0736511 describes a igniter mixture for non-azide gas generator fuels containing as fuel 5 to 100 weight percent Mg, TiH 2 , Al or Ti and 0 to 95 weight percent of a carbohydrate fuel with an oxygen content of 35 to 65 weight percent, and perchlorates or chlorates of sodium or potassium as the oxidant.
  • the molar ratio of oxygen to fuel of the igniter mixture is at least 1, preferably at least 1.05.
  • WO-A-99/08983 a primer mixture based on 5-aminotetrazole, strontium nitrate, aluminum, mica and boron nitride is described.
  • the strontium nitrate used as an oxidizer in this mixture produces only solid fuel residues together with aluminum.
  • the preferred 5-aminotetrazole used as fuel is known to be very hygroscopic, which makes it difficult to process and store the known igniter mixtures.
  • the oxygen balance of 5-aminotetrazole is compared to the nitrates of guanidine compounds, such as nitroguanidine, much worse, ie it requires a much higher proportion of oxidant in the igniter mixture.
  • the in the WO-A-99/08983 Ignition mixtures used also have a positive oxygen balance, which leads to the problems described above, the formation of nitrogen oxides during combustion.
  • the DE 198 05 976 C1 relates to Metzünd powder for thermal fuses for electroless ignition of the gas rate of an airbag inflator.
  • the known pre-ignition powder contains at least one fuel selected from the group consisting of thiourea and its derivatives and thiocyanates of guanidines in an amount of 20 to 40 parts by weight, at least one oxidizing agent selected from the chlorates, perchlorates and nitrates of sodium, potassium and strontium, in a proportion of 40 to 80 parts by weight, at least one stabilizer, for example a cellulose derivative in an amount of 0.5 to 20 parts by weight, further processing aid, in particular calcium and magnesium stearate or graphite, in a proportion of 0.5 to 5 parts by weight, auxiliary fuels, selected from elemental aluminum, zirconium, titanium, magnesium, zinc and iron, in a proportion of 0.5 to 20 parts by weight and optionally fillers selected from the group of Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2
  • a gas-forming composition comprising 10 to 80% by weight of a combustible component consisting essentially of at least one metallic reducing agent and at least one inorganic oxidizing agent and 20 to 90% by weight of a gas-forming agent is known.
  • a combustible component consisting essentially of at least one metallic reducing agent and at least one inorganic oxidizing agent and 20 to 90% by weight of a gas-forming agent.
  • the inorganic oxidizing agent potassium perchlorate, potassium chlorate, potassium bromate, potassium nitrate, ammonium perchlorate, barium nitrate, barium peroxide, lead tetroxide, lead peroxide, lead monoxide or lead chromate can be used.
  • the gas generating agent is a smokeless powder, nitrocellulose, a combustible high molecular weight polymeric organic material or a readily decomposable organic compound such as azodicarbonamide, azoisobutyronitrile, aminoguanidine, hexamethylenetetramine, dicyandiamide or thiourea.
  • the DE 195 48 544 A1 describes initial explosive-free ignition mixtures containing an oxygen-releasing substance and known reducing agents, wherein the oxygen-releasing substance of metal peroxides of the elements calcium, magnesium, strontium and / or zinc, metal oxides of the elements tin, tungsten and / or molybdenum and / or nitrates of ammonium, guanidine, aminoguanidine, triaminoguanidine, dicyandiamine and the elements sodium, potassium, magnesium, calcium and / or iron is selected.
  • carbon, metal powder, in particular of aluminum, cerium, titanium, zirconium, magnesium, iron and / or zinc, metal alloys, metal hydrides, calcium silicide and metal sulfides in a proportion of 10 to 70 wt .-%, based on the total mixture used become.
  • the igniter mixtures serve in particular the priming of propellant charge powders.
  • the conventionally used igniter mixtures based on boron and potassium nitrate have, in most cases, a considerable oxygen deficiency, with the result that large quantities of incompletely oxidized reaction products are released. These can contribute to an increase in the burnup temperature of the fuel as a result of a reaction of the incompletely oxidized reaction products of the igniter mixture with constituents of the gas generator fuel.
  • B / KNO 3 igniter mixtures are also hygroscopic and show undesirable aging behavior, which can be attributed to the formation of boron oxides.
  • igniter mixtures for gas generator fuels with favorable combinations of properties, such as good storage stability, low hygroscopicity, moderate combustion temperatures and good processability.
  • the invention proposes for this purpose a primer mixture for use in a gas generator for a safety device in motor vehicles, which is characterized in that the igniter mixture of a gas-generating composition in a proportion of 15 to 70 weight percent and a thermite composition in a proportion of 30 to 85 Weight percent exists.
  • the gas-generating composition consists essentially of a guanidine compound as a fuel and an inorganic oxidizer.
  • the thermite composition consists essentially of a metal and a metal oxide.
  • the igniter mixture or the gas generating composition and the thermite composition per se have an oxygen balance of between 0 and -20%.
  • the oxygen balance is that amount of oxygen in percent by weight which is released when the fuel is completely converted to CO 2 , H 2 O, Al 2 O 3 , B 2 O 3 or other metal oxides (O 2 -overconfirmation). If the available oxygen is insufficient for this, the shortfall required for complete conversion is indicated with a negative sign (O 2 sub-balancing).
  • the guanidine compound is selected from the group consisting of cyanoguanidine, guanidine nitrate, aminoguanidine nitrate, diaminoguanidine nitrate, triaminoguanidine nitrate, aminonitroguanidine and nitroguanidine, and mixtures thereof.
  • the inorganic oxidizer is an alkali perchlorate or an alkali perchlorate in admixture with ammonium perchlorate.
  • the metal is preferably selected from the group consisting of Al, Mg, Ti, Zr, Hf and Si or mixtures thereof.
  • metal oxide For example, an oxide of Si, Fe, Mn, V, Mo, Cu, Zn, Cr, Ti, alone or in combination with each other is preferably used.
  • the thermite composition is Al and CuO.
  • the oxygen balances of the igniter mixture or the gas-generating composition and the thermite composition are preferably between -2% and -15%, more preferably between -4% and -10%.
  • the igniter mixtures according to the invention may additionally contain up to 5% by weight of conventional processing aids such as, for example, flow aids, pressing aids and lubricants.
  • the gas-generating composition acts as an atomizer and the thermite composition as a particle supplier. Together, they thus ensure a good ignition of the gas generator fuel.
  • excess boron competes with the fuel of the gas generator fuel and generates additional energy upon combustion to B 2 O 3 . Furthermore, this can lead to the undesirable formation of carbon monoxide in the released gas mixture.
  • the igniter mixtures according to the invention are also inexpensive to produce, show a much lower hygroscopicity and a high resistance to aging. Moreover, ignition tests in the gas generator show that with a smaller amount of igniter mixtures according to the invention, an ignition which is improved or at least comparable to that on mixtures based on B / KNO 3 is achieved.
  • the non-gaseous reaction products at the combustion temperature are present not only as solid slag but also to a certain extent in liquid form.
  • the heat input is improved in the fuel to be ignited.
  • the non-gaseous reaction products of the igniter mixture are present at the combustion temperature of the mixture about half as solid and the other half in liquid form.
  • the igniter mixtures according to the invention have improved or at least comparable properties to the igniter mixtures known from the prior art. They also show excellent ignition properties and tend due to the favorable oxygen balance not to react with the components of the gas generator fuel and the formation of nitrogen oxides.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anzündmischung zur Verwendung in Gasgeneratoren für Sicherheitseinrichtungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem.
  • Gasgeneratoren für Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme enthalten üblicherweise einen Festtreibstoff auf der Grundlage von Natriumazid. Darüber hinaus sind Gasgeneratortreibstoffe bekannt, die aus einer brennbaren, meist stickstoffhaltigen organischen Verbindung sowie geeigneten anorganischen Oxidationsmitteln bestehen. Zur Zündung dieser Gasgeneratortreibstoffe werden üblicherweise Gemische auf der Grundlage von Bor und Kaliumnitrat verwendet.
  • Die EP-A2-0736511 beschreibt eine Anzündmischung für azidfreie Gasgeneratortreibstoffe, die als Brennstoffe 5 bis 100 Gewichtsprozent Mg, TiH2, Al oder Ti sowie 0 bis 95 Gewichtsprozent eines Kohlenhydratbrennstoffs mit einem Sauerstoffgehalt von 35 bis 65 Gewichtsprozent enthält, sowie Perchlorate oder Chlorate von Natrium oder Kalium als Oxidationsmittel. Das molare Verhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff der Anzündmischung beträgt wenigstens 1, bevorzugt wenigstens 1,05.
  • Die aus der EP-A2-0736511 bekannten Anzündmischungen weisen eine hohe Verbrennungstemperatur auf. Dadurch entstehen beim Abbrand sehr hohe gasförmige Anteile, beispielsweise von Kaliumchlorid, die zum Anzünden der Gasgeneratortreibstoffe schlecht geeignet sind. Die bekannten Anzündmischungen sind außerdem sehr reibempfindlich und lassen sich deshalb nicht durch gemeinsames Mahlen in einer Kugelmühle und anschließendes Verpressen auf Tablettierpressen in eine handhabbare, genau definierte Geometrie oder Form bringen. Schließlich ist die im Stand der Technik als vorteilhaft angesehene Sauerstoffbilanz von größer als 1 nicht wünschenswert, da bei den hohen Abbrandtemperaturen ein merklicher Anteil an freiem Sauerstoff erzeugt wird, der mit den stickstoffhaltigen Gasgeneratortreibstoffen zu Stickoxiden reagiert.
  • In der WO-A-99/08983 ist eine Anzündmischung auf der Grundlage von 5-Aminotetrazol, Strontiumnitrat, Aluminium, Glimmer und Bornitrid beschrieben. Das in diesem Gemisch als Oxidator verwendete Strontiumnitrat erzeugt zusammen mit Aluminium jedoch nur feste Treibstoffrückstände. Das bevorzugt als Brennstoff verwendete 5-Aminotetrazol ist bekanntermaßen sehr hygroskopisch, wodurch die Verarbeitung und Lagerung der bekannten Anzündmischungen erschwert wird. Auch die Sauerstoffbilanz von 5-Aminotetrazol ist im Vergleich zu den Nitraten von Guanidinverbindungen, wie beispielsweise Nitroguanidin, wesentlich schlechter, d.h. es wird ein wesentlich höherer Oxidatoranteil in der Anzündmischung benötigt. Die in der WO-A-99/08983 verwendeten Anzündmischungen weisen ferner eine positive Sauerstoffbilanz auf, die zu den oben beschriebenen Problemen der Entstehung von Stickoxiden beim Abbrand führt.
  • Die DE 198 05 976 C1 betrifft Frühzündpulver für thermische Sicherungen zur stromlosen Anzündung des Gassatzes eines Airbag-Gasgenerators. Das bekannte Frühzündpulver enthält mindestens einen Brennstoff, der aus der aus Thioharnstoff und seinen Derivaten und Thiocyanaten der Guanidine bestehenden Gruppe ausgewählt ist, in einem Anteil von 20 bis 40 Gewichtsteilen, mindestens ein Oxidationsmittel, ausgewählt aus den Chloraten, Perchloraten und Nitraten von Natrium, Kalium und Strontium, in einem Anteil von 40 bis 80 Gewichtsteilen, mindestens einen Stabilisator, beispielsweise ein Zellulosederivat in einem Anteil von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen, des weiteren Verarbeitungshilfsmittel, insbesondere Calcium- und Magnesiumstearat oder Graphit, in einem Anteil von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen, Hilfsbrennstoffe, ausgewählt aus elementarem Aluminium, Zirkonium, Titan, Magnesium, Zink und Eisen, in einem Anteil von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen sowie gegebenenfalls Füllstoffe, ausgewählt aus der Gruppe von Al2O3, TiO2, ZrO2, Fe2O3, Si3N4 und Bornitrid, in einem Anteil von 0,5 bis 12 Gewichtsteilen. Die Frühzündpulver zersetzen sich thermisch in einem Bereich von zwischen 150 und 200°C.
  • Aus der DE-A-2 063 586 ist eine gasbildende Masse bekannt, die 10 bis 80 Gew.-% eines brennbaren Bestandteils, der im wesentlichen aus mindestens einem metallischen Reduktionsmittel und mindestens einem anorganischen Oxidationsmittel besteht, und 20 bis 90 Gew.-% eines gasbildenden Mittels enthält. Als anorganisches Oxidationsmittel kann Kaliumperchlorat, Kaliumchlorat, Kaliumbromat, Kaliumnitrat, Ammoniumperchlorat, Bariumnitrat, Bariumperoxyd, Bleitetroxyd, Bleiperoxyd, Bleimonoxyd oder Bleichromat verwendet werden. Das gasbildende Mittel ist insbesondere ein rauchloses Pulver, Nitrocellulose, ein brennbares hochmolekulares polymeres organisches Material oder eine leicht zersetzliche organische Verbindung, wie beispielsweise Azodicarbonamid, Azoisobutyronitril, Aminoguanidin, Hexamethylentetramin, Dicyandiamid oder Thioharnstoff.
  • Die DE 195 48 544 A1 beschreibt Initialsprengstoff-freie Anzündmischungen, die eine Sauerstoff-abgebende Substanz und an sich bekannte Reduktionsmittel enthalten, wobei die Sauerstoff-abgebende Substanz aus Metallperoxiden der Elemente Calcium, Magnesium, Strontium und/oder Zink, Metalloxiden der Elemente Zinn, Wolfram und/oder Molybdän und/oder Nitraten von Ammonium, Guanidin, Aminoguanidin, Triaminoguanidin, Dicyandiamin sowie der Elemente Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium und/oder Eisen ausgewählt ist. Als Reduktionsmittel können Kohlenstoff, Metallpulver, insbesondere von Aluminium, Cer, Titan, Zirkon, Magnesium, Eisen und/oder Zink, Metallegierungen, Metallhydride, Calciumsilicid und Metallsulfide in einem Anteil von 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, verwendet werden. Die Anzündmischungen dienen insbesondere der Anzündverstärkung von Treibladungspulvern.
  • Die herkömmlicherweise verwendeten Anzündmischungen auf der Basis von Bor und Kaliumnitrat weisen dagegen in den meisten Fällen einen erheblichen Sauerstoffunterschuß auf, was zur Folge hat, daß große Mengen unvollständig oxidierter Reaktionsprodukte freigesetzt werden. Diese können zu einem Anstieg der Abbrandtemperatur des Treibstoffs als Folge einer Reaktion der nicht komplett oxidierten Reaktionsprodukte der Anzündmischung mit Bestandteilen des Gasgeneratortreibstoffs beitragen.
  • B/KNO3-Anzündmischungen sind ferner hygroskopisch und zeigen ein unerwünschtes Alterungsverhalten, das auf die Bildung von Boroxiden zurückgeführt werden kann.
  • Schließlich sind diese Anzündmischungen aufgrund des hohen Rohstoffpreises von Bor sehr teuer. Gleiches gilt im übrigen auch für die in der EP-A2-0763511 beschriebenen Anzündmischungen.
  • Es besteht daher weiterhin Bedarf an Anzündmischungen für Gasgeneratortreibstoffe mit günstigen Eigenschaftskombinationen, wie beispielsweise einer guten Lagerstabilität, geringer Hygroskopizität, moderaten Verbrennungstemperaturen und einer guten Verarbeitbarkeit.
  • Die Erfindung schlägt hierzu eine Anzündmischung zur Verwendung in einem Gasgenerator für eine Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Anzündmischung aus einer gaserzeugenden Zusammensetzung in einem Anteil von 15 bis 70 Gewichtsprozent und einer Thermit-Zusammensetzung in einem Anteil von 30 bis 85 Gewichtsprozent besteht. Die gaserzeugende Zusammensetzung besteht dabei im wesentlichen aus einer Guanidinverbindung als Brennstoff und einem anorganischen Oxidator. Die Thermit-Zusammensetzung besteht im wesentlichen aus einem Metall und einem Metalloxid. Die Anzündmischung oder die gaserzeugende Zusammensetzung und die Thermit-Zusammensetzung jeweils für sich weisen eine Sauerstoffbilanz von zwischen 0 und - 20 % auf.
  • Unter der Sauerstoffbilanz ist im Sinne der Erfindung diejenige Sauerstoffmenge in Gewichtsprozent zu verstehen, die bei vollständiger Umsetzung des Brennstoffs zu CO2, H2O, Al2O3, B2O3 oder sonstigen Metalloxiden frei wird (O2-Überbilanzierung). Reicht der vorhandene Sauerstoff hierzu nicht aus, so wird die zum vollständigen Umsatz notwendige Fehlmenge mit negativem Vorzeichen angegeben (O2-Unterbilanzierung).
  • In der erfindungsgemäßen Anzündmischung ist die Guanidinverbindung aus der aus Cyanoguanidin, Guanidinnitrat, Aminoguanidinnitrat, Diaminoguanidinnitrat, Triaminoguanidinnitrat, Aminonitroguanidin und Nitroguanidin sowie deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt. Der anorganische Oxidator ist ein Alkaliperchlorat oder ein Alkaliperchlorat im Gemisch mit Ammoniumperchlorat.
  • In der Thermit-Zusammensetzung ist das Metall vorzugsweise aus der aus Al, Mg, Ti, Zr, Hf und Si oder deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt. Als Metalloxid wird vorzugsweise ein Oxid von Si, Fe, Mn, V, Mo, Cu, Zn, Cr, Ti, allein oder in Kombination miteinander, verwendet.
  • Vorzugsweise besteht die Thermit-Zusammensetzung aus Al und CuO.
  • Die Sauerstoffbilanzen der Anzündmischung bzw. der gaserzeugenden Zusammensetzung sowie der Thermit-Zusammensetzung liegen vorzugsweise zwischen - 2 % und - 15 %, besonders bevorzugt zwischen - 4 % und - 10 %.
  • Die erfindungsgemäßen Anzündmischungen können außerdem bis zu 5 Gew.-% übliche Verarbeitungshilfen wie beispielsweise Rieselhilfen, Preßhilfsmittel und Gleitmittel enthalten.
  • In den erfindungsgemäßen Anzündmischungen wirken die gaserzeugende Zusammensetzung als Zerstäuber und die Thermit-Zusammensetzung als Partikellieferant. Zusammen gewährleisten sie somit eine gute Anzündung des Gasgeneratortreibstoffs. In herkömmlichen bekannten Anzündmischungen auf Grundlage von B/KNO3 tritt überschüssiges Bor in Konkurrenz mit dem Brennstoff des Gasgeneratortreibstoffs und erzeugt bei der Verbrennung zu B2O3 zusätzliche Energie. Ferner kann dies zur unerwünschten Bildung von Kohlenmonoxid im freigesetzten Gasgemisch führen. Diese Effekte können in den erfindungsgemäßen Treibstoffen aufgrund der günstigeren Sauerstoffbilanz nicht auftreten.
  • Die erfindungsgemäßen Anzündmischungen sind außerdem kostengünstig zu produzieren, zeigen eine wesentlich geringere Hygroskopizität und eine hohe Alterungsbeständigkeit. Darüber hinaus zeigen Anzündversuche im Gasgenerator, daß mit einer geringeren Menge der erfindungsgemäßen Anzündmischungen eine im Vergleich zu Gemischen auf der Grundlage von B/KNO3 verbesserte oder zumindest vergleichbare Anzündung erreicht wird.
  • Schließlich wurde gefunden, daß bei den erfindungsgemäßen Anzündmischungen in vorteilhafter Weise die nicht gasförmigen Reaktionsprodukte bei der Abbrandtemperatur nicht nur als feste Schlacke, sondern zu einem bestimmten Anteil auch in flüssiger Form vorliegen. Hierdurch wird der Wärmeeintrag in den anzuzündenden Treibstoff verbessert. Besonders bevorzugt liegen die nicht gasförmigen Reaktionsprodukte der Anzündmischung bei der Abbrandtemperatur der Mischung etwa zur Hälfte als Feststoff und zur anderen Hälfte in flüssiger Form vor.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Diese Beispiele sollen die Erfindung jedoch lediglich veranschaulichen, nicht aber in einem einschränkenden Sinn verstanden werden.
    • Beispiel 1
  • 39 Gewichtsteile Guanidinnitrat, 21 Gewichtsteile Kaliumperchlorat, 30 Gewichtsteile Kupferoxid und 10 Gewichtsteile Aluminium wurden gemahlen, miteinander vermischt und zu Tabletten verpreßt. Die Mischung hatte eine theoretische Verbrennungstemperatur von 2.956 K; die Sauerstoffbilanz betrug - 4,8 %. Der Lagertest über 408 h bei 107° C ergab einen Gewichtsverlust von 0,08 %. Im Kammerversuch (2,5 m3) wurde beim Beschuß eines standardisierten pyrotechnischen Gasgenerators ein CO-Anteil von 240 ppm ermittelt. Die NOx- Emission lag bei 20 ppm.
  • In weiteren Versuchen wurden die Gasausbeute und die Reibempfindlichkeit sowie die Hygroskopizität bei verschiedenen relativen Luftfeuchtigkeiten (rel. LF) ermittelt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in den Tabellen 1 und 3 angegeben.
    • Beispiel 2
  • 31 Gewichtsteile Guanidinnitrat, 13 Gewichtsteile Kaliumperchlorat, 41 Gewichtsteile Kupferoxid und 15 Gewichtsteile Aluminium wurden gemahlen, miteinander vermischt und zu Tabletten verpreßt. Die Anzündmischung hatte eine theoretische Verbrennungstemperatur von 3.221 K; die Sauerstoffbilanz betrug - 7,2 %. Der Lagertest über 408 h bei 107° C ergab einen Gewichtsverlust von 0,09 %.
  • In weiteren Versuchen wurden Gasausbeute und die Reibempfindlichkeit der Anzündmischung ermittelt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
    Beispiel Nr. Verbrennungstemperatur Gasausbeute (Massen %) Gasausbeute (mol/100g) Reibempfindlichkeit Sauerstoffbilanz
    1: 2956 K 57 2,12 >360 Nm - 4,8%
    2: 3221 K 44 1,71 >360 Nm - 7,2%
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Aus 26 Gewichtsteilen Bor und 74 Gewichtsteilen Kaliumnitrat wurde eine herkömmliche Anzündmischung hergestellt. Die Sauerstoffbilanz dieser Mischung betrug -28,4 %; die Mischung hatte eine Verbrennungstemperatur von 3.078 K. Der Lagertest über 408 h bei 107° C ergab eine Gewichtszunahme von 0,25 %. Im Kammerversuch (2,5 m3) wurde beim Beschuß des standardisierten pyrotechnischen Gasgenerators aus Beispiel 1 ein CO-Anteil von 270 ppm ermittelt. Die NOx-Emission lag bei 20 ppm.
  • Die experimentell ermittelten Werte für die Gasausbeute und die Reibempfindlichkeit bzw. die Hygroskopizität bei verschiedenen relativen Luftfeuchtigkeiten (rel. LF) sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Gemäß den Vorschriften der EP-A2-0736511 wurde eine Anzündmischung aus 24,9 Gewichtsteilen TiH2 und 75,1 Gewichtsteilen Kaliumperchlorat hergestellt. Die theoretische Verbrennungstemperatur dieses Gemischs lag bei 3.502 K; die Sauerstoffbilanz betrug + 10,7 %. Die experimentell ermittelten Werte für die Gasausbeute und die Reibempfindlichkeit sind in Tabelle 2 angegeben.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Gemäß den Vorschriften der WO-A-99/08983 wurde eine Anzündmischung aus 26 Gewichtsteilen 5-Aminotetrazol, 64 Gewichtsteilen Strontiumnitrat, 7 Gewichtsteilen Aluminium, 2 Gewichtsteilen Glimmer und 1 Gewichtsteil Bornitrid hergestellt. Die Verbrennungstemperatur dieser Mischung betrug 3.105 K; die Sauerstoffbilanz lag bei -0,1 %. Die experimentell ermittelten Ergebnisse für die Gasausbeute und die Reibempfindlichkeit bzw. die Hygroskopizität bei verschiedenen relativen Luftfeuchtigkeiten (rel. LF) sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Gemäß den Vorschriften der WO-A-99/08983 wurde eine Anzündmischung aus 28 Gewichtsteilen NTO, 62 Gewichtsteilen Strontiumnitrat, 8 Gewichtsteilen Aluminium und 2 Gewichtsteilen Glimmer hergestellt. Die Verbrennungstemperatur dieser Anzündmischung betrug 2.938 K; die Sauerstoffbilanz lag bei + 9,4 %. Die experimentell ermittelten Werte für die Gasausbeute und die Reibempfindlichkeit sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
    Vergleichsbeispiel Nr. Verbrennungstemperatur Gasausbeute (Massen %) Gasausbeute (mot/100g) Reibempfindlichkeit Sauerstoffbilanz
    1 3078 K 81 1,27 >360 Nm - 28.4%
    2: 3502 K 60 1,39 90 Nm +10.7%
    3: 3105 K 53,5 1,88 240 Nm -0,1%
    4: 2938 K 52,5 1,67 288 Nm +9,4%
    Tabelle 3
    Zusammensetzung Gewichtszunahme (%) nach 168 h
    45 % rel. LF 55 % rel. LF 65 % rel. LF 86 % rel. LF
    Vergleichsbeispiel Nr. 1 0,11 0,13 0,24 0,63
    Vergleichsbeispiel Nr. 3 2,06 3,58 5,48 7,70
    Beispiel Nr. 1 -0,07 -0,03 0,02 0,18
  • Die obigen Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen Anzündmischungen verbesserte oder zumindest vergleichbare Eigenschaften wie die aus dem Stand der Technik bekannten Anzündmischungen aufweisen. Sie zeigen zudem hervorragende Anzündeigenschaften und neigen aufgrund der vorteilhaften Sauerstoffbilanz nicht zur Reaktion mit den Bestandteilen des Gasgeneratortreibstoffs und der Bildung von Stickoxiden.

Claims (6)

  1. Anzündmischung zur Verwendung in einem Gasgenerator für eine Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzündmischung aus einer gaserzeugenden Zusammensetzung in einem Anteil von 15 bis 70 Gew.-% und einer Thermit-Zusammensetzung in einem Anteil von 30 bis 85 Gew.-% besteht, wobei die gaserzeugende Zusammensetzung im wesentlichen aus einer Guanidinverbindung als Brennstoff und einem anorganischen Oxidator besteht, wobei die Guanidinverbindung aus der aus Cyanoguanidin, Guanidinnitrat, Aminoguanidinnitrat, Diaminoguanidinnitrat. Triaminoguanidinnitrat, Aminonitroguanidin und Nitroguanidin sowie deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt und der anorganische Oxidator ein Alkaliperchlorat oder Alkaliperchlorat im Gemisch mit Ammoniumperchlorat ist, und wobei die Thermit-Zusammensetzung im wesentlichen aus einem Metall und einem Metalloxid besteht und die Anzündmischung oder die gaserzeugende Zusammensetzung und die Thermit-Zusammensetzung jeweils für sich eine Sauerstoffbilanz von zwischen 0 und - 20 % aufweisen.
  2. Anzündmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus der aus Al, Mg, Ti, Zr, Hf und Si, jeweils allein oder in Kombination miteinander, bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  3. Anzündmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid aus der aus den Oxiden von Si, Fe, Mn, V, Mo, Cu, Zn, Cr, Ti, jeweils allein oder in Kombination miteinander, bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  4. Anzündmischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermit-Zusammensetzung aus Al und CuO besteht.
  5. Anzündmischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffbilanz zwischen -2 % und -15 % liegt.
  6. Anzündmischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffbilanz zwischen -4 % und -10 % liegt.
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