KR960001435B1 - 팽창가스 발생기용 점화 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

팽창가스 발생기용 점화 조성물

상승온도에서 강철의 비교적 높은 강도때문에 자동차 점유 제한 시스템의 팽창 압력용기로서 강철통을 이용하는 것이 통상적인 실제예인 것이다. 그러나, 차량중량 감소를 높이기 위하여는 이와 같은 압력용기에서 강철 대신에 알루미늄을 사용하여 관심을 새롭게 해왔다.

시험 차량 점유 제한 시스템중 하나가 통과되어야만 하는 것은 팽창제의 가스 발생물질이 점화와 연소는 기대되나 팽창 압력 용기가 파괴되거나 파편이 비산되지 않아야하기 때문에 연소가 노출되는 것이다. 강철 압력 용기에 있어서, 이러한 시험은 통과하기가 비교적 쉬운데 그 이유는 강철이 가스발생체가 자동점화하는 온도이상으로 상온에서 이의 강도인 대부분이 잘 유지되기 때문이다. 그런, 알루미늄은 온도의 상승으로 신속히 강도를 잃고 높은 주위 온도와 가스발생체의 점화로 발생되는 압력과 높은 내부온도의 조합을 견딜 수 없다. 그러나, 만약 팽창물의 가스발생체가 비교적 낮은 온도, 예를들어 150℃-210℃에서 자동점화를 이룰 수 있으면, 팽창통은 알루미늄으로 만들수 있다.

본 발명의 주제와 관련되는 하나의 특허는 아담스등에 승인된 미국특허 제4,561,675호가 있다. 이 특허에는 자동점화 가스발생체로서 듀폰 3031 단일기저 무연분말의 사용이 서술되어 있다. 더우기, 이와 같은 무연 분말은 약 177℃의 원하는 온도에서 자동점화하며, 이는 대체로 나트로셀루로오스로 구성된다. 니트로셀루로오스는 높은 주위 온도에서 장기간 동안 안정성을 갖지 못하는 것은 추진제 분야에서 잘 알려져 있다.

본 발명은 발생체와 발생체에 의하여 생성되는 가스를 함유하는 알루미늄 압력 용기를 사용하므로서 약 150℃-210℃로 가열될 때 가스 발생제가 점화를 일으키고 자동점화하게 하는 자동차 점유제한 시스템용 점화 조성물에 관한 것이다.

도상 차량 점유 제한 시스템에 사용되는 가스발생기용 점화조성물의 기본 요구 조건은 점화 조성물이, (1)110℃ 이하의 열에서 안정해야 하고, (2)150℃이하에서 자동점화되지 않아야하고, (3) 약 177℃에서 신속하게 자동점화되어야 하는 것이다.

단일 화학 화합물이 이들 요구조건 모두를 충족시키는 것은 알려져 있지 않다. 완전하게 이해되는 것은 아니지만, 다음과 같은 요인이 본 발명의 조성물을 이루는 성분의 혼합물의 성공에 기여하는 것으로 믿는다.

A. 개개의 성분은 요구되는 온도까지 분리하여 안정해야한다.

B. "제동기" 메카니즘은 작은 온도범위 이상으로 매우 낮은 것에서 매우 높은 것 까지 반응속도를 변화시키는 요구된 자동점화 온도에서 유효성을 가져야 한다. 이 제동기는 다른 성분의 융점보다 더 낮은 온도에서 일어나는 5-아미노테르라졸 이후 5AT로 표시와 염소산 칼륨 또는 나트륨의 조합물을 분리하여 용융시키는 것으로 믿는다. 용융은 분명히 더 많은 깊은 혼합이 이루어지고 더 많은 반응 매체가 공급된다.

C. 알카리 금속 또는 알카리 토금속 염소산염, 바람직하기로는 염소산 칼륨 또는 나트륨에서 선택한 산화제의 매우 활동적인 산화성은 중요하다. 과염소산 칼륨과 질산 나트륨이나 칼륨과 같은 기타 산화제는 상술한 용융을 제공하나 빠른 자동점화를 가져오는데 충분한 반응성을 갖지 못한다.

D. 또한 2,4-디니트로페닐히드라존 이후 DNPH의 어떤 화학적 유도제, 예를들면, 포름알데히드의 2,4-디니트로페닐히드라존을 DNPH 대신으로 할 수 있다.

E. 5AT의 반응성은 자동점화에서 일부분의 역할은 하나 이의 정확한 역할은 알려져 있지 않다. 5AT에 염소산염과 DNPH 사이에서 빠른 반응을 일으키게 하는 반응 매체를 공급하는 것을 하나의 전제로 한다.

본 발명의 점화 조성물의 유일하고 원하는 특징은 이들이 150℃로 가열할 때는 점화되지 않으나, 단 27℃-60℃이상의 온도로 가열할 때 자동점화하는 것이다. 하기의 모든 조성물은 중량 퍼센트를 나타낸다.

[실시예 1]

다음과 같은 조성을 갖는 염소산 나트륨, 5-아미노테트라졸(5AT)와 2,4-디니트로 페닐히드라존(DNPH)의 혼합물을 제조한다 : 60％NaClO₃, 20％ 5AT와 20％ DNPH.

염소산 나트륨과 5AT를 먼저 볼밀로 분쇄하여(분리하여) 이들의 입자 크기를 감소시키고, 중량을 측정한 다음 건조-혼합에 의하여 중량을 측정한 DNPH와 혼합한다. 이 분말시료를 자동 주사 열량계(DSC)에서 시험하고 174℃에서 큰 발열반응이 관찰되었다.

이러한 물질의 펠릿을 압착 성형한 다음 분쇄하고 체질하면 24-60메쉬 범위의 경질 입자를 얻는다. 이들 입자를 횃불 시험에서 계속하여 시험하는 팽창물에 사용한다.

[실시예 2]

실시예 1에 서술된 바와 같이 66.0％의 염소산 나트륨, 22.7％의 5AT와 11.3％의 DNPH의 혼합물을 제조한다. 혼합분말을 DSC로 시험하면, 그 결과는 실시예 1과 동일하게 얻는다.

[실시예 3]

실시예 1에 서술된 바와 같이 40.0％의 염소산 나트륨, 40.0％의 5AT 와 20.0％의 DNPH의 혼합물을 제조한다. 혼합분말을 DSC로 흡열이 좀 더 크고 발열이 좀 더 작은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 결과를 얻는다.

[실시예 4]

실시예 1에 서술된 바와 같이 67.0％의 염소산 나트륨, 16.5％의 5AT와 16.5％의 DNPH의 혼합물을 제조한다. 혼합분말을 DSC로 시험하면 174℃에서 매우 작은 흡열이 관찰되고 다음 즉시 약 176℃에서 발열이 관찰되었다.

[실시예 5]

다음과 같은 조성물을 갖는 염소산 칼륨, 5AT와 DNPH의 혼합물을 제조한다: 60.0％의 염소산 칼륨 20.0％의 5AT와 20.0％의 DNPH.

동일한 중량의 5AT와 DNPH의 혼합물을 볼밀로 분쇄하여 혼합하고 물질의 입자크기를 감소시킨다. 일부의 이 혼합물을 분리하여 볼밀로 분쇄한 중량이 측정된 염소산 칼륨과 혼합한다. 혼합물을 건조 혼합하고 분말시료를 DSC로 시험하면 실시예 1과 동일한 결과를 얻는다. 이 실시예는 염소산 나트륨 대신에 염소산 칼륨을 사용할 수 있음을 입증한다.

[실시예 6]

실시예 5에 서술된 방법으로 60.0％의 염소산 나트륨, 20.0％의 5AT와 20.0％의 DNPH의 혼합물을 제조한다. 이 혼합물에 습윤 분말을 형성하는데 충분한 소량의 염화메틸렌을 가한다. 이 분말에 4％의 폴리카보네이트를 함유하는 최종조성물을 공급하는데 충분한 양으로 염화 메틸렌에 용해된 폴리카보네이트 수지의 용액을 가한다. 철저하게 혼합하고 염화 메틸렌을 제거한 후, 생성된 분말 또는 과립물을 직접 사용하거나 여러가지 크기와 형태의 펠릿으로 압축성형하여 사용할 수 있다.

이 물질을 DSC로 시험하면, 약 162℃에서는 작은 발열반응이 관찰되고 177℃에서는 큰 발열반응이 관찰된다.

[실시예 7]

실시예 5에 서술된 방법으로 60.0％의 염소산 칼륨, 20.0％의 5AT와 20.0％ DNPH의 혼합물을 제조한다. 4.0％의 크라톤 고무를 함유하는 최종 조성물을 제조하는데 충분한 양으로 톨루엔에 용해된 크라톤 고무에 용액을 이 혼합물에 가한다. 철저하게 혼합한 후, 80℃에서 건조하여 톨루엔 용제를 제거한 소과립이 형성되게 이물질을 금속메쉬로 되게한다. 생성된 과립을 DSC로 시험하면, 약 164℃에서 작은 발열반응을 나타내고, 176℃에서 큰 발열반응을 나타낸다. 이 물질을 107℃에서 400시간동안 오븐에서 가열한 후, DSC에서 시험하면 근본적으로 변화되지 않음을 알 수 있다. 또한 이물질은 소공을 형성하고 고체 스트링으로 압출하여 이를 적당한 길이의 작은 원통형으로 절단될 수 있게 한다.

[실시예 8]

실시예 4에 서술된 바와 같이 65.0％의 염소산 칼륨 16.5％의 5AT, 16.5％의 DNPH와, 티타늄, 지르코늄, 붕소와 알루미늄에서 선택한 2％의 금속분말의 혼합물을 제조한다. 이 혼합물의 시료를 DSC에서 시험하면 171℃에 큰 발열반응을 관찰할 수 있다.

[실시예 9]

실시예 1에 서술된 방법으로 성분들을 건조혼합하여 60％의 염소산 칼륨, 20％의 5AT와 20％의 DNPH의 포름알데히드 히드라존 유도체의 혼합물을 제조한다. 시료를 DSC로 시험하면 15.6％에서 흡열반응으로 관찰하고 약 168℃에서 큰 발열반응을 관찰한다.

본 발명의 바람직한 특징으로 설명하였으나, 본 발명은 다음 특허청구범위를 벗어나지 않는한 수정을 할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (6)

1. 약 40-67중량％의 염소산 나트륨, 약 16.5-40중량％의 5-아미노테르라졸 약 11.3-40중량％의 2, 4-디니트로페닐히드라존의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 차량 점유 제한 시스템의 가스발생기용 자동점화 조성물.
2. 약 60중량％의 염소산 칼륨, 약 20중량％의 5-아미노테트라졸과 약 20중량％의 2, 4-디니트로페닐히드라존의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 차량점유 제한 시스템의 가스발생기용 자동점화 조성물.
3. 제2항에 있어서, 염화메틸렌에 용해된 4-10중량％의 폴리카보네이트 수지를 함유하는 조성물.
4. 제2항에 있어서, 톨루엔에 용해된 4-10중량％의 크라톤 고무를 함유하는 조성물.
5. 약 16-40중량％의 5-아미노테트라졸, 약 11-40중량％의 2,4-디니트로페닐 히드라존과 알카리금속 또는 알카리 토금속 염소산염으로부터 선택한 40-67중량％의 산화제의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 차량점유 제한 시스템의 가스발생기용 자동점화 조성물.
6. 약 16-40중량％의 5-아미노테트라졸, 2,4-디니트로페닐히드라존의 알데히드 또는 케톤 히드라존 유도체에서 선택한 약 11-40중량％의 활성물질과 알카리 금속 또는 알카리 토금속 염소산염에서 선택한 약 40-67중량％의 산화제의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 차량점유 제한 시스템의 가스발생기용 자동점화 조성물.