KR20010033307A - 높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 피로테크닉 가스발생제 조성물 - Google Patents

높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 피로테크닉 가스발생제 조성물 Download PDF

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런드스트롬노먼에이치.
그레소아론제이.
쉐피로버트에스.
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바치 폴 에프
아틀랜틱 리서치 코퍼레이션
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Abstract

아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 반응 생성물인 높은 산소 발란스의 화합물 또는 연료를 포함하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물을 개시한다. 구체적으로, 얻어지는 반응 생성물은 단독으로 사용가능하거나, 산화제 또는 기타의 첨가제와 함께 사용하여 신속하게 자가 폭연할 수 있는 황색의 침전물이다. 각각의 예에서, 가스 발생제 조성물은 가스 발생량은 많고 고체상의 연소 생성물의 생성량은 적다. 또한, 상기 침전물은 상대적으로 비함습성이고 높은 연소율을 갖는다. 구체적으로, 가스 발생제 조성물은 자동차용 에어백 발생 억제 시스템, 총기류의 발사자치, 팽창 및 폭발 장치, 부양 장치, 피로테크닉, 화염 억제 장치 및 무연, 저연 및 유연 로켓트 추진기용 가스 발생제로서 유용하다.

Description

높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물{Pyrotechnic gas generant composition including high oxygen balance fuel}
연소시 허용가능한 연소율을 나타내고 상대적으로 낮은 불꽃 온도 (flame temperature)에서 실질적으로 무독성인 다량의 가스와 연기를 생성할 수 있는 소량의 고체 입자상 물질을 제공하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물에 대한 수요가 매우 높다. 또한, 가스 발생제 조성물의 연소시 생성되는 고체상의 부산물이 최소한이고 기체상의 연소 생성물이 거의 무독성이고 부식성이 없어야 하는 것도 중요하다. 전술한 바와 같은 소망하는 특성들을 얻고자 여러 가지 조성의 가스 발생제 조성물을 사용하였다.
미국특허 제3,405,144호에는 높은 비임펄스 (specific impulse)를 나타내는 추진제 조성물에서 유용한 1-아지도-N,N,N'-트리플루오로포름아미딘이 개시되어 있다. 특히, 이 물질은 로켓 연료 조성물에서도 유용한 것으로 개시되어 있다. 또한, 변성제를 첨가하여 불꽃 온도를 낮추고 가스 생성량을 증가시킨 가스 발생제 조성물도 개발되었다. 바인더, 발화 보조제, 슬래그 형성제, 스캐빈저 (scavenger) 및 촉매등의 추가 성분을 더 첨가하여 하기에 설명되는 추진제의 여러 가지 특징을 개선할 수도 있다. 변성제와 그외의 첨가제를 더 첨가하게 되면 한편으로는 추진제 조성물을 개선한다는 잇점은 있지만 다른 한편으로는 바람직하지 못한 부산물을 생성하기도 하고 부식성을 증가시키는 부정적인 역할을 한다. 이러한 변성제 및 그외의 첨가제의 첨가는 자동차의 에어백 환경에서 특히 바람직하지 않다.
바람직한 특성을 갖는 가스 발생제 조성물중 하나는 주성분으로서 질산 스트론튬과 5-아미노테트라졸 (SrN/5ATZ)을 포함하는 것이다. 이러한 조성을 갖는 제제는 소듐 아지드 시스템에 비하여 상대적으로 무독성이고, 탄도 특성 (ballistic property)이 우수하며, 고체상 연소 생성물의 대부분을, 예를 들면 자동차용 에어백 시스템의 연소 또는 여과 영역에서 발생하는 슬래그 또는 클링커가 차지한다. 화학량론과 산소 대 연료비에 따라 달라지기는 하지만 이들 제제는 2250。K 내지 2750。K의 허용가능한 불꽃 온도를 나타낸다. 또한, 질산 스트론튬과 5-아미노테트라졸 제제는 상대적으로 비함습적이고 성분들은 에어백 시스템의 작동 온도 범위에 걸쳐서 결정상 변화를 나타내지 않는다.
그러나, 이러한 제제는 운전자측 에어백과 같이 부피가 제한되는 시스템에서는 가스 발생량 면에서 문제가 있다. 이는, 중간의 산소 대 연료 (O/F) 발란스를 유지하기 위해서는 고농도의 질산 스트론튬이 요구되기 때문이다. 팽창기의 디자인이 점점 소형화됨에 따라 부피가 점차 제한되기 때문에 추진제는 보다 많은 가스 발생을 제공하면서 질산 스트론튬/5-아미노테트라졸 시스템의 바람직한 특성은 여전히 가지고 있어야 한다.
전술한 바와 같이 바람직한 특성을 나타내면서 가스 발생량이 적지도 않은 추진제를 얻기 위한 시도가 계속되고 있다. 그 결과, 과염소산 칼륨을 구아니딘 나이트레이트, 아미노구아니딘 나이트레이트 같은 산화 연료와 혼합한 혼합물을 기본으로 하는 추진제가 개발되었다. 이 추진제 역시 상대적으로 비함습적이고 탁월한 가스 발생력과 높은 연소율을 제공하며 질산 스트론튬과 5-아미노테트라졸을 기본으로 하는 전술한 추진제에 비하여 고체상 연소 생성물량이 약 2/3에 불과하다. 안타까운 것은 고체상 연소 생성물은 연소 또는 여과영역에 침적되는 클링커 또는 슬래그를 형성하지는 않는 대신, 가스 스트림중에서 연무상의 오염된 배기가스를 생성하는 매우 미세한 입자상 물질을 형성한다는 것이다.
연무상의 오염된 배기가스 연소 생성물이 형성되면 에어백이 파괴되는 자동차 사고에서 운전자와 승객에게 치명적인 부상을 일으킬 수 있기 때문에 특히 자동차 에어백 시스템에 있어서 이러한 연소 생성물이 생성되는 것은 상업적으로 바람직하지 않다. 결과적으로, 연소되면 가스 발생율은 높지만 원치않는 부산물은 생성하지 않는 추진제 물질 또는 가스 발생제 조성물이 필요하다.
본 발명은 피로테크닉 가스 발생제 조성물에서 사용되는 성분에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 산소 발란스를 포함하는 연료에 관한 것이다. 가스 발생제 조성물은 자동차의 에어백 발생 억제 시스템 (air bag occupant restraint system), 팽창 및 폭발 장치, 부양 (浮揚) 장치, 발화 물질, 피로테크닉 (pyrotechnics), 발화 억제장치 및 무연 및 연기 발생 로케트 추진기 등에서 가스 발생 추진제로서 유용하게 사용된다.
도 1은 본 발명의 조성물을 사용할 수 있는 통상의 승객측 팽창기이다.
도 2는 본 발명의 조성물을 사용할 수 있는 통상의 운전자측 팽창기이다.
도 3은 본 발명의 반응 생성물의 적외선 흡수 스펙트럼이다.
본 발명의 목적은 종래의 문제점들을 극복하여 연소시에 높은 가스 발생율, 우수한 연소율을 나타내면서 비가스상 연소 생성물을 제한하는, 실질적으로 비함습성이고 실질적으로 무독성인 가스를 생성하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 낮은 연소 온도에서 가스 발생율은 높고 비가스상 연소 생성물의 생성량은 적은, 높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고체상의 일원 추진제와 유사한 자가 폭연 (self-deflagration) 능력을 갖는, 높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 팽창기가 본파이어 테스트 (bonfire test)에서 터지기는 하지만 산산조각으로 부서지지는 않을 정도로 충분히 낮으면서 허용가능한 온도에서 팽창기 내에서 자동 발화되는, 높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연소되면 실질적으로 높은 가스 발생량을 제공해서 자동차의 에어백 추진제로서 사용가능한 가스 발생제 조성물을 제공하는 것이다. 그러나, 본 발명의 조성물을 사용하여 총기류의 발사장치, 피로테크닉, 발화용 혼합물, 화염 억제 장치 및 로켓 추진기뿐 아니라 공기 팽창형 래프트나 비행기의 승객 대피용 자동활송운반장치 (chute)와 같은 물품을 팽창시킬 수도 있다. 실용상의 관점에서 볼 때, 본 발명의 조성물은 다른 가스 발생 조성물과 함께 사용되고 있는 첨가제들, 즉 산화제, 가스 전환 촉매, 탄도 변성제, 슬래그 형성제, 발화 보조제, 강력한 가소제, 및 바인더, 강력하지 않은 가소제, 및 강력하지 않은 바인더 및 혼합 조제 등을 포함할 수도 있다.
전술한 본 발명의 목적은 통상 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응 생성물인 높은 산소 함량의 화합물 또는 연료를 포함하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물에 의하여 달성된다. 구체적으로, 반응 생성물은, 발화될 수 있으며 산화제나 기타 다른 첨가제 없이 단독으로 사용되어 매우 신속하면서 거의 무연 상태로 자가 폭연하거나 산화제 및/또는 기타의 다른 첨가제와의 혼합물로 연소될 수 있는 황색의 침전물이다. 각 예에서, 가스 발생제 조성물은 연소시에 가스 발생량이 많으면서 고체상의 분해 생성물량은 적다. 또한, 상기 침전물은 상대적으로 비함습성이며 높은 연소율을 나타낸다. 결과적으로, 가스 발생제 조성물을 수납하는데 사용되는 카트리지는, 고체상 연소 생성물량은 본 발명의 가스 발생제 조성물에서와 유사한 정도로 적지만 연소율이 낮고 통상 함습성을 나타내는 종래의 질산 암모늄-기본 가스 발생제 조성물의 경우에서처럼 매우 높은 내압성을 가질 필요가 없다.
전술한 것과 같은 본 발명의 반응 생성물의 일반적인 물리적 특성을 기본으로 할 때, 이 생성물은 1,1'-아조디포름아미딘 디나이트레이트인 것으로 여겨진다. 그러나, 본 발명의 피로테크닉 가스 발생제 조성물은 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 황색 반응 생성물을 이용하는 방법과 및 1,1'-아조디포름아미딘 디나이트레이트 모두에 관한 것이다.
본 발명의 가스 발생제 조성물은 통상 종래의 조성물 제조시에 사용되었던 방법에 따라서 제조되며, 항상 그런 것은 아니지만 통상은 연소용으로 선택된 분쇄된 성분을 건식 또는 습식 블렌딩하고 압축하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 가스 발생 조성물의 유용한 특성, 즉 높은 가스 발생율, 고체상 연소 생성물의 낮은 생성율 및 높은 연소율 등의 측면에서 볼 때, 이 가스 발생제 조성물은 자동차용 에어백 시스템, 공기 팽창형 래프트 또는 승객 대피용자동활송운반장치, 총기류의 발사장치, 피로테크닉, 발화용 혼합물, 화염 억제 장치 및 로켓 추진기 등의 분야에 적용된다.
본 발명의 목적상, 용어 '추진제'와 '가스 발생제'는 호환적으로 사용된다. 또한, 본 발명의 목적상 개시된 반응들은 무수 성분들과의 반응이다. 그러나, 비무수 성분들의 사용에 대해서도 심사숙고한다.
바람직한 태양에 대한 상세한 설명
본 발명은 연소시에 산소 발생량이 많고 고체상 연소 생성물량이 적으며 여러 가지 용도로 유용하게 사용될 수 있는 피로테크닉 가스 발생제를 제공한다. 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 산화제와 반응시키면 고체상 연소 생성물은 매우 적게 생성되면서 가스 발생량은 많다는 것을 발견하였다. 또한, 이 연료는 높은 연소율을 나타내며 자가 폭연하는 일원 추진제이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 가스 발생제 조성물은 일성분의 자가 발화 필 (auto-ignition pill; AIP); 고체상의 일원 추진제; 모든 피로 시스템 (pyro system)에서 사용되는 높은 산소 발란스의 연료; 연소율을 향상시키기 위한 첨가제; 및 통상적인 산화 하이브리드 팽창 시스템에서 사용되는 성분일 수 있다. 본 발명의 가스 발생제는 자동차용 에어백 추진제에서 특히 유용하지만, 총기류의 발사장치, 부양 장치 가스 발생제, 추진제, 피로테크닉, 가스 발생기, 발화용 혼합물, 화염 억제 장치 및 로켓 추진기용으로 사용되기도 한다.
본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 하기의 상세한 설명으로부터 당업자들에게 명백해질 수 있는데, 하기의 상세한 설명에는 본 발명을 실시하는 최상의 모드를 들어 본 발명의 바람직한 구현예를 간단 명료하게 나타내었다. 본 발명은 기타의 다른 구현예일 수 있으며, 그의 여러 가지 상세한 내용들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는한 여러 가지 명백한 변형예일 수 있다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 그 특성을 설명하기 위한 것이지 본 발명을 제한하기 위한 것이 아닌 것으로 간주된다.
보다 상세하게는, 본 발명의 가스 발생제 조성물은 질산과 아미노구아니딘 나이트레이트의 반응으로부터 제조된 높은 산소 발란스의 포름아미딘계 연료를 포함한다. 본 발명자들은 이 연료가 하기와 같은 구조를 나타내는 아조디포름아미딘 디나이트레이트 (아조디카르브아미딘 디나이트레이트, 아조디카르브아미딘 디나이트레이트 및 아조비스포름아미딘 디나이트레이트로도 칭함)일 것으로 생각한다.
그러나, 본 발명은 아조디포름아미딘 디나이트레이트만으로 제한되지 않으며 하기에 제공되는 바와 같이 질산과 아미노구아니딘 나이트레이트의 반응으로부터 얻어지는 생성물에 관한 것이기도 하다.
아조디포름아미딘 디나이트레이트에 관하여는 참고문헌 [J. Thiele, Ann 270, 39 (1892)]에 개시되어 있는데, 이 참고문헌에는 이 화합물이 아조디카르본아미딘나이트레이트(azodicarbonamindinnitrat)로 개시되어 있다. 그러나, 이러한 종전의 합성은 강력한 모(wool)용 염료/안료용 물질에 관한 연구와 관련하여 행하여진 것인데, 이것은 본 발명의 분야와는 전혀 다른 것이다.
또한, 종래의 합성방법은 금속성 산화제 화합물 (과망간산 칼륨)의 용액을 첨가하여 황색의 반응 생성물을 형성하는 것과 관련이 있으며, 반응이 진행되는 동안 외부 열원으로부터 열을 가하지 않았다. 후술하는 본 발명의 방법은 열을 가하기 때문에 바람직한데, 이 반응은 금속 산화제 화합물을 가하지 않아도 신속하게 일어난다. 황색의 반응 생성물을 제조하는 동안 금속 산화제 화합물을 가하지 않아도 되기 때문에 외부로부터 유입되는 고체 미립자가 없이도, 또는 금속성 산화물 입자를 형성할 가능성 없이 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 가스 발생제를 제조할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 사용하는 가스 발생제의 제조시 금속-함유 오염물이 형성되지 않는다.
질산과 아미노구아니딘 나이트레이트를 장시간에 걸쳐서 분해시킨다면 외부 열을 가하지 않거나 주변온도에서 과망간산 칼륨을 사용함으로써 본 발명의 반응이 일어날 수 있다.
하이드라조디카본아미딘, 디아조구아니딘, 포름아미딘, 비스포름아미딘, 및 디아조구아니딘 나이트레이트, 아조비스니트로포름아미딘 및 1,1'-아조디포름아미딘 디피크레이트와 같은 아조비스포름아미딘 유도체 연료가 가스 발생 성분으로서 유용하다. 또한, 포름아미딘, 디아조구아니딘 또는 (NO2), (NO3), (ClO4), (ClO3)와 같은 산화기 또는 이들의 혼합물을 갖는 하이드라조디카본아미딘 그룹, 또는 서로 다른 하이드라조디카본아미딘, 디아조구아니딘, 포름아미딘, 비스포름아미딘 및 아조비스포름아미딘 화합물의 혼합물을 적당한 예방책 (precautionary mearsures)과 함께 포함하는 다른 유도체 및 연료들도 추진제 조성물에서 유용하다.
질산 암모늄을 포함하는 것과 같은 종래의 추진제들은 극소량의 고체상 연소 생성물을 생성하지만, 이들을 바람직하지 못하게 만드는 몇가지 다른 특성이 있다. 예를 들면 질산 암모늄은 함습성을 나타낸다. 또한, 가스 발생제/추진제 조성물에 질산 암모늄을 사용하면 연소율이 낮고 1000-2000psi의 작동 압력에서의 압력 지수가 높다. 결론적으로, 질산 암모늄을 주요 산화제로서 포함하는 추진제 조성물은 4000-6000psi의 매우 높은 압력에서 연소되어야 하고 수분이 조성물에 접촉하지 못하도록 실링되어야 한다. 또한, 질산 암모늄은 칼륨 화합물과 같이 고체상 연소 생성물을 생성하는 상 안정화제를 사용해야만 한다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료는 바람직한 여러 가지 특성에 비한다면 몇가지 안되기는 하지만 전술한 여러 가지 문제점을 극복한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 포함하는 가스 발생제/추진제 조성물은 가스 발생량은 많으면서 고체상의 연소 생성물 또는 애쉬는 전혀 생성되지 않거나생성되더라도 그 양이 매우 적으며, 상대적으로 비함습적이고 우수한 연소율을 나타내며 보다 바람직한 압력 지수를 나타낸다. 결과적으로, 본 발명의 조성물은 연소율을 달성하는데 필요한 작동 압력이 전술한 질산 암모늄 가스 발생 추진제 조성물의 경우보다도 훨씬 낮기 때문에 고압 및 수분 차단 용기에 보관하지 않아도 된다.
본 발명의 가스 발생제 조성물은 단독으로 전술한 바와 같이 자가 폭연성 일원 추진제로서 작용하거나 산화제를 포함할 수 있다. 다른 물질을 조성물에 가하여 가공을 용이하게 하고, 발화가 쉽게 일어나도록 하며, 탄도 특성을 향상시키고, 가열 숙성과 안전성을 개선하며, 위험한 특성을 개선하고, 입자상 물질의 감량시키며, 결합시키고 바람직하지 않은 가스상의 연소 생성물을 제거할 수 있다.
하나의 산화제 또는 여러개의 산화제를 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료와 혼합하여 추가적으로 산소를 제공함으로써 연소 중에 소망하는 산소 대 연료 발란스 (O/F)를 달성할 수 있다. 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료는 종래의 가스 발생제 조성물에 비하여 산소 함량이 많기 때문에 바람직한 산소 대 연료 (O/F) 발란스를 제공하기 위해서는 산화제의 함량이 소량이어야 한다. 적당한 금속성 및 비금속성 산화제가 본 발명의 분야에 알려져 있는데, 이러한 산화제로는 통상 비금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이금속과 전이금속 착물 및 이들의 혼합물의 아질산염, 질산염, 아염소산염, 염소산염, 과염소산염, 산화물, 과산화물, 과황산염, 크롬산염 및 중크롬산염을 예로 들 수 있다. 바람직한 산화제로는 과염소산 암모늄, 과염소산 칼륨, 질산 스트론튬, 질산 칼륨, 질산 나트륨, 질산 바륨, 염소산 칼륨 및 이들의 혼합물이 있다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료의 유용한 특성을 유지하기 위해서는 산화제가 비함습성을 갖는 것이어야 한다. 바람직한 산화제는 통상 가스 발생제 조성물의 총량을 기준으로 하여 약 0 내지 98중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%의 농도로 사용된다.
스캐빈저는 부식성이 있는 연소 생성물의 생성의 제어하는데 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 과염소산 암모늄과 같은 비금속성 산화제를 사용하는 경우에, 염산 (HCl)이 반응 생성물로서 얻어질 수 있는데, 이것은 틀림없이 바람직하지 않은 것이다. HCl의 생성을 막기 위해서는 질산 나트륨과 같은 스캐빈저를 사용하여 염산 대신 염화나트륨 (NaCl)을 형성할 수 있다. 독성이 있는 가스 스캐빈저를 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료의 연소는 탄도 변성제의 첨가에 의해 제어될 수 있으며, 온도 감도, 압력 지수 및 추진제 연소율에 영향을 미치는 연소율 촉매를 포함할 수 있다. 전술한 탄도 변성제는 주로 고상의 로켓 추진기용으로 개발된 것이기는 하지만 팽창용 장치의 가스 발생제로도 유용하다는 것이 밝혀졌다. 본 발명의 조성물에서 유용하게 사용될 수 있는 탄도 변성제의 예로는 원소 주기율표 (IUPAC에서 개발, CRC Press 발행 (1989))의 4족에서 12족 원소의 산화물과 할로겐화물; 황과 금속 황화물; 구리, 크롬, 코발트, 니켈 및 이들의 혼합물을 포함하는 전이금속염; 및 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 보로하이드라이드를 포함한다. 구아니딘 보로하이드라이드와 트리아미노구아니딘 보로하이드라이드 역시 탄도 변성제로서 사용될 수 있다. 유기금속성 탄도 변성제의 예로는 메탈로센, 페로센 및 금속 아세틸 아세토네이트가 포함된다. 기타 탄도 변성제의 예로는 디시안아미드, 니트로구아니딘, 구아니딘 크로메이트, 구아니딘 디크로메이트, 구아니딘 트리크로메이트 및 구아니딘 퍼크로메이트가 포함된다. 탄도 변성제는 통상 가스 발생제 조성물의 총량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 25중량%의 농도로 사용된다. 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료의 자가 폭연 특성 및 높은 연소율로 인해, 이 연료를 0.1-25%의 저농도로 다른 가스 발생제 조성물의 탄도 변성제로서 사용할 수도 있다.
여과가능한 슬래그의 형성은 슬래크 형성제 (slag former)를 첨가하면 개선된다. 그러나, 생성된 고체상 연소 생성물의 양이 한정적이라는 것을 고려할 때 본 발명에서 이러한 슬래크 형성제가 반드시 필요한 것은 아니다. 필요에 따라서 적당한 슬래크 형성제를 사용할 수 있는데, 그 예로는 석회, 보로실리케이트, 바이코어 유리, 벤토나이트 점토, 실리카, 알루미나, 실리케이트, 알루미네이트, 전이금속 산화물, 알칼리 토금속 화합물, 란탄계 화합물, 및 이들의 혼합물이 있다.
가스 발생제 조성물의 취급을 용이하게 하고 발화 및 그로 인한 연소 온도를 촉진하는 것으로 알려진 기타의 다른 첨가제는 발화 보조제이다. 발화 보조제로는 미세하게 분리된 원소 황, 보론, 보론 포타슘 나이트레이트 (BKNO3), 탄소, 마그네슘, 알루미늄 및 4족 전이금속, 전이금속의 산화물, 수산화물 및 황화물, 3-니트로-1,2,4-트리아졸-5-온의 히드라진 및 이들의 혼합물이 있다. 발화 보조제는 통상 가스 발생제 조성물의 총량을 기준으로 하여 0.1 내지 15중량%의 농도로 사용된다.
혼합 조제를 첨가하여 혼합을 용이하게 하여 균질한 혼합물을 수득하는 것이 바람직하다. 적당한 바인더 및 가공 또는 혼합 조제로는 이황화 몰리브덴, 흑연, 질소화 보론, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 전이금속의 스테아레이트, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리아세탈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐알콜, Q-PAC와 같은 폴리카보네이트, 플루오로폴리머 (TEFLON이라는 상품명으로 시판됨) 및 실리콘이 있다. 혼합 조제는 통상 가스 발생제 조성물의 총량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 15중량%의 농도로 사용된다.
전술한 첨가제들 이외에도, 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 다른 연료 및/또는 강력한 니트로 및/또는 니트라토 가소제 및/또는 강력한 가소제 및 강력하지 않은 바인더와 혼합하여 가스 발생제/추진제 조성물을 제공할 수도 있다. 본 발명에 따른 연료와 혼합가능한 적당한 연료로는 아지도계, 히드라진계, 구아니딘계, 테트라졸계, 트리아졸계, 트리아진계, 폴리아민계, 니트라민 (선상 및 고리형)계, 및 이들의 유도체, 그리고 이들의 혼합물을 예로 들 수 있으나, 이로써 한정되는 것은 아니다. 강력한 가소제의 적당한 예로는 부탄트리올 트리나이트레이트 (butanetriol trinitrate: BTTN), 니트로글리세린 (nitroglycerine: NG), 트리에틸렌글리콜 디나이트레이트 (triethyleneglycol dinitrate: TEGDN), 트리메틸롤에탄 트리나이트레이트 (trimethylolethane trinitrate: TMETN) 및 이들의 혼합물이 있으나, 이로써 한정되는 것은 아니다. 강력한 바인더의 예로는 글리시딜 아지드 폴리머 (GAP)를 들 수 있다.
구조적 손상이 없이 균일한 혼합물이 얻어지고, 극도로 위험하지 않으며 사용된 성분 원소들의 분해를 야기하지 않는 조건 하에서 혼합이 이루어지기만 한다면 본 발명에 따른 가스 발생제 조성물의 성분들을 혼합하고 배합하는 방법 및 순서가 그리 중요하지는 않다. 예를 들어, 물질들을 수성 또는 비수성 액체 중에서 습식 혼합하거나, 바인더나 가공 조제의 존재 또는 부재 하에 볼밀 또는 "레드 데빌 (RED DEVIL)" 타잎의 페인트 쉐이커에서 건식 혼합한 다음, 압축 성형하여 압출 및 펠렛화하거나, 카스타블 단결정 과립 또는 압축성형된 단결정 과립으로 성형한다. 물질들을 각각 분쇄하거나 이 물질들을 바인더 및/또는 기타 첨가제들과 함께 또는 이들 물질들만을 플루이드 에너지 밀 (fluid energy mill), "스웨코 (SWECO)" 바이브로에너지 밀 또는 반탐 마이크로-분쇄기 (bantam micro-pulverizer)에서 분쇄한 다음, 혼합하하여 압출하거나, 브이-블렌더 (v-blender)에서 더 혼합한 다음 압출할 수 있다.
높은 산소 발란스를 갖는 본 발명에 따른 신규의 연료와 함께 사용되는 전술한 여러 가지 성분들은 다른 가스 발생제 조성물에서도 사용될 수 있는 것들이다. 여러 가지 첨가제에 대해 언급한 가소 발생 조성물 관련 참고문헌으로서 미국특허 제5,035,757호, 5,084,118호, 5,139,588호, 4,948,439호, 4,909,549호 및 4,370,181호를 들 수 있다. 이러한 종래의 기술로부터 알 수 있으며 당업자들에게는 명백하게 알려져 있는 것은 하나의 조성물에 두개 또는 그 이상의 기능을 갖는 첨가제들을 혼합할 수 있다는 것이다. 따라서, 테트라졸, 바이테트라졸 및 트리테트라졸의 알칼리 토금속염은 가스 발생 성분으로서 작용할 뿐 아니라 슬래그 형성제로서도 사용되기도 한다. 예를 들어, 질산 스트론튬은 산화제 겸 슬래그 형성제로 작용할 뿐 아니라 탄도 변성제, 발화 보조제, 증점제 (densifier) 및 가공 조제로도 효과적이다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료는 종래 기술에서와 같은 통상의 가스 발생기 메카니즘을 이용할 수 있다. 이러한 메카니즘에 대해서는 미국 특허 제4,369,079호에 언급되어 있으며 본 명세서는 이 내용을 포함하고 있다. 통상, 종래의 방법은 가스 발생제 조성물을 함유하는 기밀하게 밀봉된 금속성 카트리지를 사용하는 것과 관련이 있다. 본 발명에 따른 하이드라조디카본아미딘, 디아조구아니딘, 포름아미딘, 비스포름아미딘 및 아조비스포름아미딘계 연료를 이러한 장치에 사용할 수 있다. 구체적으로는, 폭죽에 불을 붙여 연소시키기 시작하면 밀봉 메카니즘이 파열한다. 이로 인해 가스가 여러개의 오리피스를 통해 연소 챔버 밖으로 흘러나오게 된다. 물론, 본 발명에 따른 가스 발생제 조성물을 사용함에 있어서도 다른 가스 발생 메카니즘을 동일하게 채용할 수 있다.
에어백 환경을 참조하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 사용할 수 있는 통상의 자동차용 승객측 하이브리드 팽창기를 도시한 것이다. 실용상에 있어서, 개시기(1)는 금속한 감속 표시인 충돌을 감지하는 센서 (미도시)에 반응하여 발화한다. 개시기는 뜨거운 가스를 제공하여 발화 차아지(2)를 발화시키고, 발화 차아지는 주 발생기 차아지(8)를 연소시켜서 팽창 가스 혼합물(3)을 가열하고 더 나아가 가압한다. 팽창 가스 혼합물의 압력이 소정값으로까지 상승하면 실 디스크(6)가 파열하여 가스 혼합물을 배출구(5)를 통해 매니폴드(4)로 방출하고 에어백을 팽창시킨다. 발생제 용기(9)는 주 발생기 차아지(8)를 유지시킨다. 팽창 가스 혼합물중의 모든 차아지들은 압력 탱크(7)에 포함되어 있다.
도 2는 본 발명에서 사용될 수 있는 모든 피로테크닉 가스 발생기를 도시한 것이다. 팽창기의 어느 부분도 저장 용량을 가지고 있지 않기 때문에 이 장치는 대응 하이브리드 팽창기보다 작다. 도면에서, 예를 들어 팽창기가 장착된 차량의 과도한 온도 상승이나 갑작스러운 감속 (충돌을 의미함)과 같은 조건 하에서 변화의 결과로서 신호를 발생하는 센서 (미도시)로부터의 신호에 반응하여 연소하는 개시기(11)가 있다. 개시기(11)는 뜨거운 가스를 방출시켜서 주 발생기 차아지(16)를 발화시키고, 주 발생기 차아지는 팽창 가스 혼합물을 발생하면서 연소된다. 이 혼합물은 방출 포트(15)를 통해 매니폴드(14)를 빠져나간다. 가스 발생 추진제(16)가 자동 발화 온도 (Tig)보다 더 낮은 온도 및 하드웨어를 구성하는 물질들이 약해지기 시작하는 온도보다 더 낮은 온도에서 발화되려면 발화 차아지(12)를 발화시킨 다음, 추진제(16)를 발화시키는데 적당히 낮은 Tig를 갖는 자동 발화 추진제 (AIP: 13)가 필요하게 될 것이다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료는 중간 내지는 낮은 작동 압력에서 높은 연소율을 나타내기 때문에 본 발명은 단결정성 과립의 물리적 형태로 사용될 수 있다. 에서도 유용할 것이다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 사용하면 바람직하게는 고체상의 일원 추진제에서와 유사한 자가 폭연 능력이 제공된다. 또한, 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료는 산화제 성분을 훨씬 낮은 농도로 사용할 수 있으며, 훨씬 더 낮은 농도의 고체상 연소 생성물과 보다 많은 양의 가스를 발생시키므로 부피가 제한된 시스템에 있어서 특히 바람직하다. 결과적으로, 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료는 전술한 시스템에는 물론 도 1과 2에 일반적으로 언급한 시스템 모두에 적용된다.
아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 황색의 고체상 반응 생성물은 아조디포름아미딘 디나이트레이트 (아조비스포름아미딘 디나이트레이트)일 것으로 추정되지만, 본 발명은 이러한 구체적인 높은 산소 발란스의 연료에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 구체적으로 아조디포름아미딘 디나이트레이트 (아조비스포름아미딘 디나이트레이트)에 관한 것이기도 하다. 그러나, 편의상 이하에서는 별도의 표시가 없는한 반응 생성물과 무수상 및 수상의 아조디포름아미딘 디나이트레이트 모두에 대하여 AZODN이라는 용어를 사용하기로 한다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료, 즉 AZODN을 높은 산소 발란스를 갖는 다른 연료와 비교해보면, 표 1에 제시된 바와 같이 AZODN이 높은 산소 발란스를 갖는 다른 어떤 연료보다도 이산화탄소와 물에 대하여 높은 산소 발란스를 나타낸다는 것을 알 수 있다.
구아니딘 나이트레이트과 같이 높은 산소 발란스를 갖는 다른 연료에 비하여 본 발명에 따른 AZODN의 산소 발란스가 더 우수하기 때문에 산화제 사용 농도를 더 낮출 수 있고 이로 인해 생성되는 가스 발생제 조성물에서 바람직한 산소 대 연료 (O/F) 발란스, 0.90/1 내지 1.1/1을 유지할 수 있다. 그러나, 만약 고체상 연소 생성물의 전부 또는 일부를 포함하지 않는 가스 발생제를 원한다면, 상 안정화되었거나 상 안정화되지 않은 질산암모늄과 같은 산화제를 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료와 함께 사용할 수 있다. 이러한 경우에, 본 발명의 연료는 가스 발생제 조성물 총량에 대하여 40-60중량%로 존재한다. 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응 생성물 또는 구체적으로 아조비스포름아미딘 디나이트레이트의 형태인 본 발명의 AZODN을 사용하면 가스 발생량은 많고 고체상 연소 생성물의 생성량은 적다.
하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 5-아미노테트라졸 (5ATZ: 앞서 본 발명의 배경기술에서 이미 논의된 것임), 구아니딘 나이트레이트 (GN), 및 에틸렌디아민디나이트레이트 (EDDN)와 같은 종래의 연료의 경우, .95/1의 산소 대 연료 (O/F) 발란스를 얻기 위해서는 보다 많은 양의 질산 스트론튬 (SrN)을 필요로 한다. 더구나, 이러한 연료를 포함하는 가스 발생제 조성물은 본 발명에 따른 AZODN을 포함하는 가스 발생제 조성물보다 가스 발생량이 적으며 고체상 연소 생성물은 많다.
표 2에 열거된 결과로부터 설명되었듯이, EDDN, GN 및 5ATZ를 포함하는 조성물이 0.95/1의 O/F비를 제공하려면 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료 (AZODN)를 포함하는 조성물보다 10중량% 이상 많은 SrN을 필요로 한다. 5ATZ는 본 발명에서와 유사한 불꽃 온도를 나타내기는 하지만, AZODN을 포함하는 조성물에 비하여 가스 발생량은 현저하게 낮고 고체상 연소 생성물의 함량은 5AZT를 포함하는 조성물의 2배량 이상이다.
탄도의 구성이 예상된다면, 질산 스트론튬을 과염소산 칼륨으로 일부 치환할 수 있다. 이러한 조건 하에서, 표 3에 제시한 바와 같이 고체상 연소 생성물의 형성은 더욱 감소된다.
그러나, EDDN과 GN을 연료로서 포함하는 조성물은 AZODN을 포함하는 조성물에 비하여 현저하게 많은 양의 과염소산칼륨과 질산 스트론튬을 필요로 한다. 상기 세 종류의 조성물의 가스 발생량은 서로 유사하지만 고체상 연소 생성물의 생성량은 AZODN을 사용하는 조성물이 훨씬 적다. 결론적으로, AZODN을 포함하는 본 발명의 가스 발생제는 도 1 및 2에 개시된 것과 같은 피로테크닉 가스 발생 시스템용으로 바람직하다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료 (AZODN)와 산화제를 포함하는 조성물을 하기 표 4-7에 제시하였는데, 0.90/1 내지 1.1/1의 바람직한 O/F 발란스를 나타낸다. 구체적으로는, AZODN과 질산암모늄 (AN)을 포함하는 조성물을 표 4에 나타내었고; AZODN, 과염소산 암모늄 (AP) 및 질산 스트론튬 (SrN)을 포함하는 조성물을 표 5에 나타내었으며; AZODN, 과염소산 암모늄 (AP) 및 질산나트륨 (SN)을 포함하는 조성물을 표 6에 나타내었고; AZODN, 과염소산 암모늄 (AP) 및 질산 칼륨 (KN)을 포함하는 조성물을 표 7에 나타내었다. 표 4의 조성물은 함습성이 있지만, 고체상 연소 생성물의 생성은 여전히 거의 없다. 또한, 상 안정화된 질산 암모늄을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료의 기능을 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명에 따른 AZODN의 이론적 반응의 예를 하기에 나타내었는데, 여기서 AZODN의 구조식은 하기와 같다:
그리고, AZODN의 분자식은 C2H8N8O6이다.
(1) 하이브리드 또는 발화 시스템에서 사용되는 일원 추진제로서의 순수 AZODN:
총 가스 발생량 100.0중량%
총 가스 발생량 (몰) 4.167몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 0중량%
(2) AZODN과 (보통의 또는 상 안정화된) 질산 암모늄:
총 가스 발생량 100.0중량% (O/F=1.00) 100중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 4.04몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 0중량%
(3) AZODN과 질산 리튬 및 과염소산 암모늄:
총 가스 발생량 94.7중량% (O/F=1.00) 95.6중량%(O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.69몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 5.3중량% (O/F=1.00) 4.4중량% (O/F=0.95)
(4) AZODN과 질산 암모늄 및 과염소산 암모늄:
총 가스 발생량 92.8중량% (O/F=1.00) 93.8중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.50몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 7.2중량% (O/F=1.00) 6.2중량% (O/F=0.95)
(5) AZODN과 질산 칼륨 및 과염소산 암모늄:
총 가스 발생량 91.0중량% (O/F=1.00) 92.0중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.42몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 9.0중량% (O/F=1.00) 8.0중량% (O/F=0.95)
(6) AZODN과 질산 스트론튬 및 과염소산 암모늄:
총 가스 발생량 90.5중량% (O/F=1.00) 92.0중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.405몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 9.5중량% (O/F=1.00) 8.0중량% (O/F=0.95)
(7) AZODN과 탄산 리튬 냉각제 및 과염소산 암모늄:
총 가스 발생량 91.79중량% (O/F=1.00) 92.00중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.51몰/100g 3.73몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 8.20중량% (O/F=1.00) 8.00중량% (O/F=0.95)
(8) AZODN과 질산 스칸듐 및 과염소산 암모늄:
총 가스 발생량 94.0중량% (O/F=1.00)
총 가스 발생량 (몰) 3.51몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 6.0중량% (O/F=1.00)
(9) AZODN과 질산 나트륨:
총 가스 발생량 92.0중량% (O/F=1.00) 93.0중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.38몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 8.0중량% (O/F=1.00) 7.00중량% (O/F=0.95)
(10) AZODN과 질산 스트론튬:
총 가스 발생량 87.2중량% (O/F=1.00) 89.3중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.20몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 12.8중량% (O/F=1.00) 10.7중량% (O/F=0.95)
(11) AZODN과 과염소산 칼륨:
총 가스 발생량 88.03중량% (O/F=1.00) 89.90중량% (O/F=0.95)
총 가스 발생량 (몰) 3.24몰/100g 3.56몰/100g
총 고체상 연소 생성물량 11.97중량% (O/F=1.00) 10.10중량% (O/F=0.95)
(12) AZODN과 아미노구아니딘 헥사니트라토세레이트 (hexanitratocerate):
총 가스 발생량 87.54%
총 고체상 연소 생성물량 12.46%
(13) AZODN과 아미노구아니딘헥사니트라토스칸데이트 (hexanitratoscandate)
총 가스 발생량 94.01%
총 고체상 연소 생성물량 5.99%
AZODN의 이론적 반응에 의해 제공된 바와 같이, 본 발명의 연료를 이용하면 상당량의 가스가 발생할 수 있다. 대개의 경우, 가스 발생량이 90중량%를 넘는다. 고체상의 연소 생성물의 발생량이 높은 수준이라 하더라도 AZODN을 사용하는 본 발명의 가스 발생제는 종래의 가스 발생제 조성물보다는 그 형성량이 작다.
아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의한 반응 생성물을 얻는 구체적인 방법을 하기에 개시하였다. 또한, 이러한 반응 생성물을 여러 가지 첨가제와 함께 사용하는 경우에 얻을 수 있는 유용한 특성에 대해서도 개시하였다. 결론적으로, 하기에 개시된 실시에에서 사용된 용어 AZODN은 실시예 1에서 얻은 황색 침전물을 의미한다.
실시예 1
본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 하기의 방법에 따라서 제조하였다. 먼저, 10g의 아미노구아니딘 나이트레이트 (AGN)을 칭량하여 400㎖들이 유리 비이커에 넣었다. 이어서, 물, 바람직하게는 증류수를 약 20-25㎖ 가하여 AGN/물의 슬러리를 얻었다. 교반하에 상기 AGN/물 슬러리에 시약급의 질산 (70%) 150㎖을 서서히 가해서 전체 부피가 약 170-175㎖이 되도록 하여 분산액을 형성하였다. 산을 처음 가하였더니 온도가 10도 상승하였다. 산을 계속 가하였더니 온도가 다시 떨어졌다. 이어서, 이 분산액을 뜨거운 플레이트 상에 놓고 완만하게 교반하면서 55-65℃로 가열하였다. 이렇게 하면 혹시 남아있을 수 있는 AGN이 용액 상태로 된다.
용액의 색상이 투명한 무색에서 짚색 (straw color) 내지는 (중크롬산 칼륨 용액의 색상과 유사한) 완전한 담황색으로 바뀌는 동안 계속하여 55-65℃로 가열하였다. [후드와 즉석 빙욕 (ready ice bath)를 사용할 것을 강력하게 제안한다]. 또한, 반응 온도를 최고 65℃로 제한하여야 한다. 이 용액은 발열 직전에 다시 진황색으로 변한다는 점에 주목하여야 한다.
이어서, 비어커를 빙욕에 넣어 내용물을 냉각시키고 거품을 일으키면서 가라앉도록 하였다. 반응 혼합물을 약 0-5℃의 빙욕에서 유지한 후에 온도가 12℃ 아래로 떨어지면서 황색 침전물이 나타났다. 황색 침전물을 진공 여과하고 증류수로 여러번 세척하였다. 이어서, 침전물을 에탄올로 수회에 걸쳐 세척한 다음, 62℃에서 건조시켰다.
실시예 2
실시예 1에 개시된 방법에 따라서 형성된 반응 생성물에 대한 적외선 흡수 스펙트럼을 측정하여 도 3에 나타내었다. 이 흡수 스펙트럼을 참고문헌 [Anal. Chem. 23, 1594(1951)]의 도 2로부터의 적외선 흡수 스펙트럼과 비교하였다. 도 3을 대조용 스펙트럼과 비교해 본 결과, 본 발명에 따라 합성된 아조비스포름아미딘계 반응 생성물은 1.1'-아조디포름아미딘 디나이트레이트 (아조디카르브아미딘 디나이트레이트)인 것으로 생각된다.
실시예 3
시차주사열량계 (Differential scanning calorimetry: DSC)를 사용하여 실시예 1에서 얻은 세척한 반응 생성물과 (107℃에서 17일 동안) 가열 숙성한 반응 생성물의 열 안정성을 비교하였다. 세척된 반응 생성물에 대한 DSC 플롯과 가열 숙성한 반응 생성물의 DSC 슬롯을 보면, 숙성에 의해 물질의 발열 피이크와 물질의 발열 개시점이 약간은 달라진다는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 발열 개시점은 160.82℃에서 170.21℃로 변했고 발열 피크는 183.32℃에서 185.47℃로 변했다. 결론적으로, 본 발명의 AZODN 연료는 우수한 숙성 특성을 나타낸다.
실시예 4
실시예 1의 방법에 따라 생성되며 산화제나 다른 첨가제를 포함하지 않는 순수한 AZODN 분말은 주변 온도 및 압력에서 발화할 때 매우 급속하게 자발적으로 폭연하였다. 구체적으로는, 실시예 1에서 얻은 높은 산소 발란스의 연료 소량 (1/2g)을 워치 글라스의 중심부에 쌓아놓고 불붙은 나무개피의 불꽃을 샘플에 가져다 대었다. 샘플은 즉시 발화하였으며 무연의 라이플 분말과 유사하게 급속하게 깨끗하게 연소하였다. 이처럼 신속한 자가 폭연으로 인해 본 발명의 AZODN 연료는 이종 팽창기 (heterogeneous inflator) 및/또는 하이브리드 팽창기나 자동 발화 필 (auto-ignition pill: AIP) 및 모든 피로 가스 발생 시스템에서 매우 유익하게 사용할 수 있다.
본 발명의 AZODN 0.269g을 미리 칭량한 알루미늄 팬에 놓고 불붙은 나무개피로 발화시켰다. 발화후 상기 팬의 무게를 다시 재었다. 초기 AZODN 반응 생성물 중에서 1.84중량%의 연소 잔류물이 남으면서 0.005g의 탠 (tan) 잔류물이 얻어졌다.
본 발명에 따른 AZODN 반응 생성물을 포함하는 소량의 추진제 배치에 대하여 다른 테스트들을 실시하여 감도, 가열 숙성, 중량 손실 및 탄도 특성을 평가하였다. 중량 및 추진제의 크기 측정값으로부터 생성물과 이 생성물로부터 만들어진 추진제의 밀도를 측정한 결과 1.66g/cc 이상이었다.
실시예 6
본 발명에 따른 순수 AZODN을 압축하여 얻은 펠릿 (1/4인치 × 5/8인치)을 임의의 산화제나 다른 첨가제를 첨가하지 않은 조건에서 스트랜드 범 (strand bomb)에서 연소시켰을 경우에, 100, 500 및 750psi에서 각각 0.122, 0.342 및 0.428인치/초 (ips)의 연소율을 나타냈다.
실시예 7
산화제 겸 스캐빈저인 질산 나트륨 (SN) 10.60%, 과염소산 암모늄 (AP) 14.59%, 및 본 발명의 AZODN을 포함하는 추진제 (Batch #11899) 74.81%를 1.0의 O/F비에서 제형화하여 연소시 조성물 100g을 기준으로 하여 7%의 고체상 연소 생성물과 3.7몰의 거의 무독성인 가스를 제공하였다. 이 제제는 500 및 750psi에서 각각 0.32 및 0.46ips의 연소율을 나타내었다. 이러한 연소율은 0.90의 압력 지수를 제공하였다.
실시예 8
질산 나트륨 (SN) 산화제 22.05%와 본 발명의 AZODN 77.92%를 포함하는 다른 추진제 (Batch # 11900)를 제형화하였더니 연소시에 조성물 100g당 8%의 고체상 연소 생성물과 3.4몰의 거의 무독성인 가스가 제공되었다. 1/4 × 5/8인치의 펠릿에 대하여 탄도 특성을 테스트한 결과, 250, 500, 750, 1000 및 1250psi에서의 연소율이 각각 0.17, 0.32, 0.47, 0.59 및 0.73ips였다. 이 연소율은 0.90의 압력 지수를 제공하였다.
실시예 9
스캐빈저 겸 냉각제인 탄산 리튬 (LC) 7.74%, AP 산화제 22.01%, 및 본 발명에 따른 AZODN 70.25%를 포함하는 다른 추진제 (Batch #11901)은 500psi에서 0.34ips의 연소율을 제공하였으나, 107℃에서 24시간 후 5.9%의 심각한 중량 손실이 일어났다. 이 제제에 대한 DSC 결과 개시 온도는 146℃였고 발열 피크는 179℃였다.
실시예 10
스캐빈저/산화제로서 작용하는 질산 칼륨 (KN) 12.35%, 과염소산 암모늄 (AP) 14.3%, 및 본 발명에 따른 AZODN 73.35%를 포함하는 추진제 (Batch #11903)을 1.0의 O/F비에서 제형화하였더니 연소시에 조성물 100g에 대하여 9%의 고체상 연소 생성물 이론치 농도와 3.6몰의 거의 무독성인 가스를 제공하였다. 1/4 × 5/8인치의 펠릿으로 압축하고 이에 대하여 탄도 특성을 테스트하였더니, 500 및 750psi에서 각각 0.40 및 0.52ips의 연소율을 제공하였으며, 압력 지수는 0.56이었다.
실시예 11
스캐빈저/산화제로서 작용하는 질산 스트론튬 (SrN) 12.89%, AP 14.21%, 및 본 발명에 따른 AZODN 72.90%를 포함하는 다른 추진제 (Batch #11905)를 1.0의 O/F비에서 제형화하였더니 (SrN은 클링커/스캐빈저/산화제로 작용함) 연소시에 조성물 100g에 대하여 9.5%의 고체상 연소 생성물 농도와 3.5몰의 거의 무독성인 가스를 제공하였다. 이 혼합물은 500 및 100psi에서 각각 0.34 및 0.61ips의 연소율을 제공하였으며, 압력 지수는 0.85였다.
상기에 제공된 각종 추진제에 대한 개시 온도와 발열 피크를 표 8에 나타내었다. 이 온도는 상기의 각 배치에 대해 실시한 DSC 플롯으로부터 얻은 것이었다.
상기 실시예에서 열거된 AZODN 추진제에 대한 가압 연소율을 하기 표 9에 나타내었다.
상기 제공한 여러 가지 AZODN 제제에 대하여 숙성 중의 중량 손실을 표 10에 나타내었다.
상기 실시에에서 사용된 조성물 각각을 여과하고 세척한 다음, 건조하였으나, AZODN을 재결정하지 않았다. 표 10은 107℃ 및 90℃의 온도에서 숙성이 가속화되는 중에 일어난 중량 손실이 매우 적은 것이었음을 보여준다. 숙성용 오븐에 넣기 전에 펠릿 (직경 1/2인치×높이 1/2인치)를 62℃에서 건조시켰다. 첫째날 (24시간) 동안에 소정의 중량 손실이 발생하였는데 이는 수성 또는 비수성 휘발물질 함량 때문인 것으로 추정된다.
실시예 12
상기 추진제 배치를 0.90 및 0.95의 O/F비에서 다시 제형화한 결과, 고체상 연소 생성물의 농도가 6 내지 7½%로 나타냈다. (스캐빈저가 염화수소의 형성을 저해하는 경우에) AP/AZODN 시스템에서 KN을 스캐빈저 겸 산화제인 SN으로 대체하면 0.95 및 0.90의 O/F비에서 각각 6 및 4½%의 고체상 연소 생성물 농도를 나타냈다.
순수 AZODN뿐 아니라 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료를 이용하는 모든 추진제 배치는 분말 상에 가해진 충격, 마찰, 및 정전기 민감도에 대하여 허용가능한 위험성을 나타낸다. 추진제에 대한 충격 테스트 결과 2.5㎏, 50㎝ (100㎏-㎝)에서 열번 모두 음성 반응을 나타냈다. 모든 정전 방전 (electrostatic discharge) 테스트 결과 6주울 및 5㎸에서 10번 모두 음성 반응을 나타냈다. 모든 마찰력 테스트 (타잎 ABL) 결과, 300psi-90。에서 10번 모두 음성 반응을 나타냈으며, LC, SN 및 KN 추진제 (하기 실시예 참조)의 경우에는 1800psi-90。에서 10번 모두 음성 반응을 나타냈다. 실시예 1에서 제조된, AZODN일 것으로 판단되는 높은 산소 발란스의 생성물을 포함하는 여러개의 배치에 대하여 시차주사열량계 (DSC)와 고온에서의 고속 숙성과 같은 열 안정화 연구를 실시하였다. 질산 스트론튬 (SrN), 과염소산 암모늄 (AP) 및 재결정화되지 않은 AZODN을 각각 12.9, 14.2 및 72.9중량% 포함하는 추진제의 DSC 플롯으로부터 발열 개시 온도는 161℃이고 주 분해 온도는 184.5℃인 것으로 나타났다.
시차차등열량계에 분석 결과, 상기 모든 추진제는 발열 분해 개시 온도가 약 160℃인 것으로 나타났다. 이는, 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료 또는 AZODN을 포함하는 추진제의 경우 자동 발화 필 (AIP)가 반드시 필요하지는 않다는 것을 의미한다. 순수 AZODN과 AZODN을 포함하는 추진제는 낮지만 허용가능한 자동 발화 온도 및 낮은 작동 압력에서의 높은 연소율과 연계된 허용가능한 압력 지수를 가지기 때문에 본 발명은 부피가 제한적이고 중량이 감소된 팽창기 하드 웨어용으로 매우 효과적이다. 또한, 본 발명의 추진제를 사용하는 팽창기를 알루미늄, 고성능 플라스틱 또는 낮은 게이지의 스틸 성분을 사용하여 제작한다면, 이 팽창기는 파손 없이 터져야 하는 본파이어 테스트를 보다 용이하게 통과할 것이다.
상기 실시예 및 여러 가지 테스트로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 높은 산소 발란스의 연료는 매우 바람직한 추진제 특성을 나타내며 수많은 피로테크닉 가스 발생제 분야에서 유용하다.

Claims (49)

  1. 높은 산소 발란스의 연료를 포함하며, 상기 높은 산소 발란스의 연료가 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 고체상 황색 반응 생성물인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 높은 산소 발란스의 연료의 함량이 상기 조성물의 총량을 기준으로 하여 2-100중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 높은 산소 발란스의 연료의 함량이 상기 조성물의 총량을 기준으로 하여 40-100중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 황색 반응 생성물이,
    (a) 아미노구아니딘 나이트레이트를 제공하는 단계; 및
    (b) 상기 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산을 혼합하여 분산액을 형성하는데 상기 분산액의 색상이 투명한 무색에서부터 짚색 내지는 중크롬산 칼륨 용액과 유사한 담황색으로 변하는 분산액 형성 단계를 포함하는 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 시약급의 70% 황산을 상기 아미노구아니딘 나이트레이트와 혼합하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 황색 반응 생성물이,
    (a) 아미노구아니딘 나이트레이트와 물을 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계;
    (b) 70% 질산을 상기 슬러리에 교반시켜서 분산액을 형성하는 단계;
    (c) 상기 분산액이 용해하고 거품을 일으키면서 투명한 무색에서 짚색 내지는 중탄산칼륨 용액과 유사한 담황색으로 색상이 변하는 동안 상기 분산액을 가열하여 용액을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 용액을 냉각시켜서 황색의 반응 생성물을 침전시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 분산액의 가열 온도가 55-65℃이고 상기 용액의 냉각 온도가 12℃ 이하인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  8. 제2항에 있어서, 산화제를 더 포함하며 산화제 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 0-98중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 산화제 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 0-60중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 산화제가 실질적으로 비함습성인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  11. 제8항에 있어서, 스캐빈저, 발화 보조제, 발화 개시제, 가스 전환 촉매, 탄도 변성제, 스래그 형성제, 바인더, 강력한 바인더, 가소제, 강력한 가소제, 연료, 안정화제, 경화제, 경화 촉매, 가교제, 냉각제 및 혼합 조제와 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  12. 제8항에 있어서, 상기 산화제가 비금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및 전이 금속 착물의 질산염, 아질산염, 염산염, 아염산염, 과염산염, 크롬산염 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 산화제가 질산 나트륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 77.9중량% 및 질산 나트륨을 22.1중량% 포함하며 발열 개시점이 158℃이고 발열 피크가 181℃인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 상기 산화제가 과염소산 암모늄을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 67-84중량%, 질산 나트륨을 6-14중량% 및 과염소산 암모늄을 9-20중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  17. 제15항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 74.8중량%, 질산 나트륨을 10.6중량% 및 과염소산 암모늄을 14.6중량% 포함하며 발열 개시점이 158℃이고 발열 피크가 182℃인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  18. 제8항에 있어서, 상기 산화제가 상 안정화된 질산 암모늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 46-75중량% 및 상기 상 안정화된 질산 암모늄을 25-54중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  20. 제8항에 있어서, 상기 산화제가 과염소산 암모늄을 포함하며, 상기 조성물이 과염소산 암모늄, 질산 암모늄, 과염소산 칼륨, 질산 스트론튬, 질산 칼륨, 질산 리튬, 탄산 리튬 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 73.35중량%, 질산 칼륨을 12.35중량% 및 과염소산 암모늄을 14.3중량%를 포함하며 발열 개시점이 157℃이고 발열 피크가 183℃인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  22. 제20항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 72.9중량%, 질산 스트론튬을 12.9중량% 및 과염소산 암모늄을 14.2중량%를 포함하며 발열 개시점이 160℃이고 발열 피크가 184.5℃인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  23. 제20항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 65-83중량%, 질산 칼륨을 8-17중량% 및 과염소산 암모늄을 9-19중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  24. 제20항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 64-83중량%, 질산 스트론튬을 8-17중량% 및 과염소산 암모늄을 9-19중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  25. 제20항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 77.9중량%, 탄산 리튬을 7.7중량% 및 과염소산 암모늄을 22.0중량%를 포함하며 발열 개시점이 146℃이고 발열 피크가 179℃인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  26. 높은 산소 발란스의 연료를 포함하며, 상기 높은 산소 발란스의 연료가 아조디포름아미딘 디나이트레이트인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  27. 제26항에 있어서, 상기 높은 산소 발란스의 연료의 함량이 조성물 중의 총량을 기준으로 하여 2-100중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  28. 제27항에 있어서, 상기 높은 산소 발란스의 연료의 함량이 조성물 중의 총량을 기준으로 하여 40-100중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  29. 제27항에 있어서, 산화제를 더 포함하며, 산화제 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 0-98중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  30. 제29항에 있어서, 상기 산화제의 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 0-60중량%인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  31. 제29항에 있어서, 상기 산화제가 실질적으로 비함습성인 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  32. 제30항에 있어서, 스캐빈저, 발화 보조제, 발화 개시제, 가스 전환 촉매, 탄도 변성제, 스래그 형성제, 바인더, 강력한 바인더, 가소제, 강력한 가소제, 연료, 안정화제, 경화제, 경화 촉매, 가교제, 냉각제 및 혼합 조제, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  33. 제29항에 있어서, 상기 산화제가 비금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및 전이 금속 착물의 질산염, 아질산염, 염산염, 아염산염, 과염산염, 크롬산염 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  34. 제33항에 있어서, 상기 산화제가 질산나트륨 및 과염소산 암모늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  35. 제34항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 67-84중량%, 상기 질산 나트륨을 6-14중량% 및 상기 과염소산 암모늄을 9-20중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  36. 제33항에 있어서, 상기 산화제가 질산 암모늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  37. 제36항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 46-75중량% 및 상기 질산 암모늄을 25-54중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  38. 제33항에 있어서, 상기 산화제가 과염소산 암모늄을 포함하며, 상기 조성물이 과염소산 암모늄, 상 안정화된 질산 암모늄, 과염소산 칼륨, 질산 스트론튬, 질산 칼륨, 질산 리튬, 탄산 리튬 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  39. 제38항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 65-83중량%, 상기 질산 칼륨을 8-17중량% 및 상기 과염소산 암모늄을 9-19중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  40. 제38항에 있어서, 높은 산소 발란스의 연료를 64-83중량%, 상기 질산 스트론튬을 8-17중량% 및 상기 과염소산 암모늄을 9-19중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  41. 높은 산소 발란스의 연료로서 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 반응 생성물인 높은 산소 발란스의 연료, 및
    화염 억제 화학물질이 들어있는 용기를 포함하는 화염 억제용 화학 물질 운반 시스템.
  42. 높은 산소 발란스의 연료를 포함하며 상기 높은 산소 발란스의 연료가 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 황색의 반응 생성물인 가스 발생제 조성물을 반응시키는 단계;
    상기 높은 산소 발란스의 연료의 반응 생성물로서 가스 및 고체상 물질을 생성하는 단계;
    상기 가스와 고체상 물질을 필터에 통과시켜서 일부 고체상 물질을 필터 상에 잔류시키고 가스는 모두 방출하는 단계; 및
    여과된 가스를 가스 저장이 가능한 물품에 통과시켜서 상기 물품을 팽창시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 저장이 가능한 물품을 팽창시키는 방법.
  43. 제42항에 있어서, 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 황색의 반응 생성물을,
    (a) 아미노구아니딘 나이트레이트를 제공하는 단계; 및
    (b) 상기 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산을 혼합하여 분산액을 형성하는데, 이 분산액의 색상이 투명한 무색에서부터 짚색 내지는 중탄산칼륨 용액의 색상과 유사한 담황색의 색상으로 변하는 분산액 형성 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 70% 질산을 상기 아미노구아니딘 나이트레이트와 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제42항에 있어서, 아미노구아니딘 나이트레이트와 질산의 반응에 의해 얻어지는 황색의 반응 생성물이,
    (a) 아미노구아니딘 나이트레이트와 물을 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계;
    (b) 70% 질산을 상기 슬러리에 교반하여 분산액을 형성하는 단계;
    (c) 분산액이 용해하고 거품을 일으키면서 투명한 무색에서 짚색 내지는 중크롬산 칼륨 용액의 색상과 유사한 담황색으로 색상이 변하는 동안 상기 분산액을 가열하여 용액을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 용액을 냉각하여 고체상의 황색 반응 생성물을 제조하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 분산액의 가열 온도가 55-65℃이고 상기 용액의 냉각 온도가 12℃ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 높은 산소 발란스의 연료를 포함하고, 상기 높은 산소 발란스의 연료가 하이드라조디카본아미딘, 디아조구아니딘, 포름아미딘, 비스포름아미딘 및 아조비스포름아미딘 유도체 연료, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  48. 제47항에 있어서, 상기 아조비스포름아미딘 유도체 연료가 디아조구아니딘 나이트레이트, 아조비스니트로포름아미딘 및 1.1'-아조디포름아미딘 디피크레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
  49. 제47항에 있어서, 산화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로테크닉 가스 발생제 조성물.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6328906B1 (en) * 1997-12-18 2001-12-11 Atlantic Research Corporation Chemical delivery systems for fire suppression
JP2000086376A (ja) * 1998-09-14 2000-03-28 Daicel Chem Ind Ltd ガス発生剤組成物
US6045638A (en) * 1998-10-09 2000-04-04 Atlantic Research Corporation Monopropellant and propellant compositions including mono and polyaminoguanidine dinitrate
JP2001002488A (ja) * 1999-06-17 2001-01-09 Daicel Chem Ind Ltd プリテンショナー用ガス発生剤組成物
US6156137A (en) * 1999-11-05 2000-12-05 Atlantic Research Corporation Gas generative compositions
WO2002043990A2 (en) * 2000-11-28 2002-06-06 Automotive Systems Laboratory, Inc. Gas generator and method of assembly
WO2003022783A2 (en) * 2001-01-12 2003-03-20 Alliant Techsystems Inc. Low humidity uptake solid pyrotechnic compositions, and methods for making the same
US7459043B2 (en) * 2001-01-12 2008-12-02 Alliant Techsystems Inc. Moisture-resistant black powder substitute compositions
US6673172B2 (en) 2001-05-07 2004-01-06 Atlantic Research Corporation Gas generant compositions exhibiting low autoignition temperatures and methods of generating gases therefrom
FR2833693B1 (fr) * 2001-12-14 2004-03-12 Livbag Snc Procede de realisation d'un initiateur electro-pyrotechnique par emploi d'une colle aqueuse
US20050115721A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Blau Reed J. Man-rated fire suppression system
US7337856B2 (en) 2003-12-02 2008-03-04 Alliant Techsystems Inc. Method and apparatus for suppression of fires
JP4847143B2 (ja) * 2006-01-26 2011-12-28 株式会社ダイセル ガス発生剤組成物
US7833365B2 (en) 2006-01-26 2010-11-16 Daicel Chemical Industries, Ltd. Rare earth compound containing gas generating composition
CN100435890C (zh) 2007-07-10 2008-11-26 陕西坚瑞化工有限责任公司 适用于精密电器设备的气溶胶灭火组合物
CN100435892C (zh) * 2007-07-10 2008-11-26 陕西坚瑞化工有限责任公司 适用于普通电器设备的气溶胶灭火组合物
CN100435891C (zh) * 2007-07-10 2008-11-26 陕西坚瑞化工有限责任公司 适用于强电类电器设备的气溶胶灭火组合物
US7883108B2 (en) * 2008-09-04 2011-02-08 Autoliv Asp, Inc. Inflator for an airbag
US8672348B2 (en) 2009-06-04 2014-03-18 Alliant Techsystems Inc. Gas-generating devices with grain-retention structures and related methods and systems
CN102179023B (zh) * 2010-09-16 2012-06-27 陕西坚瑞消防股份有限公司 一种灭火方法
US8939225B2 (en) 2010-10-07 2015-01-27 Alliant Techsystems Inc. Inflator-based fire suppression
US8657333B2 (en) 2011-07-27 2014-02-25 Autoliv Asp, Inc. Inflator device with fuel-rich monolithic grain and oxidant-enhanced combustion
US8967284B2 (en) 2011-10-06 2015-03-03 Alliant Techsystems Inc. Liquid-augmented, generated-gas fire suppression systems and related methods
US8616128B2 (en) 2011-10-06 2013-12-31 Alliant Techsystems Inc. Gas generator
CN115160091B (zh) * 2022-05-24 2023-07-11 西北工业大学 一种固体推进剂用的含能燃速抑制剂及制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3813439A (en) * 1961-06-13 1974-05-28 Us Army Process for preparation of triamino-guanidine and its salts
US3405144A (en) * 1966-05-16 1968-10-08 American Cyanamid Co 1-azido-n, n, n'-trifluoroformamidine
IT942090B (it) * 1971-04-29 1973-03-20 Minnesota Mining & Mfg Agenti antivelo e antimacchia per emulsioni fotografiche all alogenuro d argento
US3723205A (en) * 1971-05-07 1973-03-27 Susquehanna Corp Gas generating composition with polyvinyl chloride binder
US4370181A (en) * 1980-12-31 1983-01-25 Thiokol Corporation Pyrotechnic non-azide gas generants based on a non-hydrogen containing tetrazole compound
US4369079A (en) * 1980-12-31 1983-01-18 Thiokol Corporation Solid non-azide nitrogen gas generant compositions
US4601344A (en) * 1983-09-29 1986-07-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pyrotechnic fire extinguishing method
US4909549A (en) * 1988-12-02 1990-03-20 Automotive Systems Laboratory, Inc. Composition and process for inflating a safety crash bag
US4948439A (en) * 1988-12-02 1990-08-14 Automotive Systems Laboratory, Inc. Composition and process for inflating a safety crash bag
AU647100B2 (en) * 1990-04-19 1994-03-17 H-Phar Azo-derivatives, pharmaceutical preparations containing them, and their use against aids
US5139588A (en) * 1990-10-23 1992-08-18 Automotive Systems Laboratory, Inc. Composition for controlling oxides of nitrogen
US5084118A (en) * 1990-10-23 1992-01-28 Automotive Systems Laboratory, Inc. Ignition composition for inflator gas generators
US5035757A (en) * 1990-10-25 1991-07-30 Automotive Systems Laboratory, Inc. Azide-free gas generant composition with easily filterable combustion products
US5386775A (en) * 1993-06-22 1995-02-07 Automotive Systems Laboratory, Inc. Azide-free gas generant compositions and processes
CN1125933A (zh) * 1994-02-15 1996-07-03 日本工机株式会社 气体发生剂组合物、其制剂化方法和运输方法
US5656793A (en) * 1994-05-09 1997-08-12 Eiwa Chemical Ind. Co., Ltd. Gas generator compositions
US5520826A (en) * 1994-05-16 1996-05-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Flame extinguishing pyrotechnic and explosive composition
US5557062A (en) * 1994-12-13 1996-09-17 United Technologies Corporation Breathable gas generators
US5811725A (en) * 1996-11-18 1998-09-22 Aerojet-General Corporation Hybrid rocket propellants containing azo compounds
US5861571A (en) * 1997-04-18 1999-01-19 Atlantic Research Corporation Gas-generative composition consisting essentially of ammonium perchlorate plus a chlorine scavenger and an organic fuel

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