MXPA97006223A - Mezclas que producen gas - Google Patents

Abstract

El objeto de la presente invención es el de agentes que producen gas, para generadores de gas, los cuales incluyen, como el compuesto (combustible) que contienen gas, un compuesto del grupo del:tetrazol, traizol, triazina,ácido ciánico, urea, sus derivados o sales, como oxidantes, compuestos del grupo de los peróxidos, nitratos, cloratos o percloratos, y también moderadores de la combustión, que sean capaces de tener influencia, por la catálisis heterogénea u homogénea, en la combustión, su régimen, al igual que, opcionalmente, adiciones capaces de afectar la proporción de los gases tóxicos.

Description

MEZCLAS QUE PRODUCEN GAS Los generadores de gas se están usando en una extensión creciente, por ejemplo en vehículos de motor con el fin de resguardar la vida de sus ocupantes. La mezcla que produce gas contiene usualmente la azida de sodio. Esta azida de sodio, como tal, es venenosa y puede reaccionar fácilmente con metales pesados, por ejemplo el cobre y el plomo, para formar compuestos extremadamente peligrosos los cuales reaccionan vigorosamente. Por lo tanto, se deben tomar precauciones especiales en la producción de la materia prima y de la mezcla de carga de gas, en su proceso y en el control de la calidad. Por esta razón, el desecho de la azida de sodio, por ejemplo cuando se intercambian generadores de gas defectuosos o cuando se desmontan vehículos, también presenta un problema particular. El uso impropio debe también ser impedido confiablemente. Se han hecho intentos para usar otras substancias en lugar de la azida de sodio. Una característica común de todos los reemplazos propuestos de la azida de sodio es que ellos contienen compuestos orgánicos de carbono, y, como regla, también compuestos orgánicos de nitrógeno. La patente EP 0 519 485 describe el uso del tetrazol o uno o más derivados de tetrazol, o el uso de uno o más compuestos del grupo que consta de los derivados del ácido ciánico y sus sales, uno o más compuestos del grupo que consta de la triazina y los derivados de triazina, el uso de la urea, sus sales, derivados y sales de estos compuestos y estos compuestos pueden también estar presentes como mezclas. El nitrato de amonio y los nitratos de sodio, potasio, magnesio, calcio e hierro, y/o los peróxidos de zinc, calcio, estroncio o magnesio, se pueden usar como oxidantes. Otros compuestos que producen gas, agentes de enfriamiento, agentes reductores, catalizadores y/o agentes que producen porosidad se pueden agregar. La patente EP 0 438 851 describe una composición pirotécnica no tóxica, no de azida, la cual es adecuada para su uso en la producción de productos de combustión substancialmente no tóxicos, que incluyen un gas, con el fin de llenar un cojín para accidentes. La composición incluye una mezcla de cuando menos un tetrazol o un compuesto de tetrazol que contiene hidrógeno en su molécula, cuando menos un oxidante que contiene oxígeno y cuando menos un óxido de metal, seleccionado del óxido de cobalto, óxido de níquel, óxido de cromo, óxido de aluminio y óxido de boro. En la combustión, una mezcla de gas primario, substancialmente no tóxico y sólidos filtrables son producidos. Se emplea el aminotetrazol, junto con oxidantes, que pueden contener percloratos al igual que nitratos, en forma de ejemplo.

Se revela una formulación similar en la patente europea EP 0 372 733: el uso de tetrazoles y triazoles en mezclas con el perclorato de amonio y el nitrato alcalino como oxidantes, en combinación con un aditivo para controlar la combustión. La solicitud del PCT WO 94/01381 describe un agente que produce gas para bolsas de aire, que consta de compuestos de nitro orgánicos y halogenatos. Por halogenatos se entenderá, por ejemplo, los cloratos de metales alcalinos, bromatos y sus per-compuestos. Los siguientes se mencionan, entre otros, como catalizadores del control de la combustión: óxidos, cloruros, carbonatos, sulfonatos de la 4a a 6a series de la clasificación periódica. Cuando las cargas de gas, antes mencionadas, se someten a una reacción para inflar bolsas de aire para la seguridad en vehículos de motor, las proporciones de gases tóxicos, tal como, por ejemplo, el monóxido de carbono o los óxidos de nitrógeno pueden estar presentes, además de los gases de trabajo no tóxicos, tal como el nitrógeno, bióxido de carbono e hidrógeno. Límites, tal como, por ejemplo, la concentración máxima permitida (MAC) en el sitio de trabajo, se ajustan con respecto a las cargas cresta de estos gases. Su formación es relaciona termodinámica y cinéticamente, y en el caso del monóxido de carbono se controla, por ejemplo, por el equilibrio del gas productor. Se ha encontrado además que las mezclas que incluyen compuestos que contienen nitrógeno y carbono y desarrollan proporciones pequeñas de los N0X durante la combustión, desarrollan grandes proporciones del CO, y viceversa. El establecimiento de estos equilibrios es dependiente de la temperatura y la presión. Se sabe que una influencia suficientemente efectiva de la composición de los gases de reacción hacia la formación de productos no tóxicos, no puede ser lograda solamente por medidas físicas, por ejemplo el control de la reacción por la presión y/o temperatura. Se conocen procesos de la literatura que tienen el objeto de reducir estos componentes de los gases de reacción. Así, por ejemplo, el equilibrio se puede desplazar a costas de la formación del monóxido de carbono, por la formación de carbonatos por medio de la adición de agentes que forman escoria alcalina, a la carga de gas. Al mismo tiempo, los óxidos de nitrógeno se convierten en nitratos o nitritos. Sin embargo, estas medidas tienen la desventaja que el rendimiento del gas se hace substancialmente peor por la alta proporción de escoria. Además, la escoria debe ser separada algo a costa de los constituyentes gaseosos, por filtros uy otros sistemas de retención, antes que los gases de trabajo se puedan usar, por ejemplo para la inflación de una bolsa de aire. Mientras el uso de sistemas exentos de nitrógeno lleva a la formación de gases exentos de nitrógeno, esto es a costa del rendimiento menor del gas. La razón para esto es que, para desplazar el equilibrio del gas productor en la dirección del CO2, un exceso del agente que lleva oxígeno, que forma la escoria, se debe usar. Así, se han propuesto ya sistemas híbridos en los cuales las reacciones, descritas anteriormente, son causadas por aire comprimido en lugar de por los oxidantes que forman la escoria. Sin embargo, estos conceptos tienen la desventaja del alto peso del sistema y la necesidad de controlar o suplementar el aire comprimido. De acuerdo con la patente de E. U. A., No. 3,910,595, para mejorar el rendimiento, el gas formado en la reacción se pasa a través de una boquilla venturi, de manera que el aire ambiental sea succionado para ayudar al inflado de la bolsa de aire. Sin embargo, aquí, debe tomarse en cuenta que este aire ambiental enfría grandemente los gases calientes. Particularmente a temperaturas ambientales bajas, la pérdida resultante en volumen para inflar la bolsa de gas, debe ser compensada por la mezcla pirotécnica. La proporción aumentada resultante de gases de reacción tóxicos en el interior del vehículo puede ya no ser reducida suficientemente por dilución. La presente invención suministra mezclas no tóxicas, exentas de azida, para la producción de gas por combustión. Estas mezclas que producen gas se pueden usar, entre otras cosas, en dispositivos de seguridad, por ejemplo en sistemas de bolsa de aire para el inflado de las mismas en vehículos de motor y aviones. Sin embargo, ellas también son adecuadas para elevar cargas pesadas por el inflado de las bolsas colocadas bajo estas cargas, o para la expulsión de, por ejemplo, un polvo para extinguir incendios, o para otras medidas, cuando el desempeño del trabajo requiere la formación rápida de gases. Las mezclas, de acuerdo con la invención, contie-nen: a) como compuesto (combustible) que contiene nitrógeno, al menos un compuesto del grupo: tetrazol, triazol, triazina, ácido ciánico, urea, sus derivados o sus sales; b) como oxidante, cuando menos tres compuesto del grupo de los peróxidos, nitratos, cloratos o percloratos; c) moderadores de la combustión, que sean capaces de tener influencia en la combustión y su régimen, por la catálisis heterogénea u homogénea; y también, opcionalmente d) adiciones que sean capaces de reducir la proporción de los gases tóxicos. Las mezclas, de acuerdo con la invención, son no tóxicas, y, en contraste con las mezclas que contienen azida, son fáciles de manejar. Por lo tanto, ellas requieren menores gastos en la seguridad y en su configuración, almacenamiento o desecho. Los compuestos que contienen nitrógeno, que se van a usar, de acuerdo con la invención, son aquéllos que, en la mezcla con oxidantes, forman principalmente en su reacción térmica/química, el CO2, N2, O2 y H2O, pero no desarrollan algún gas, tal como el CO ó N0X, en concentraciones que pudieran comprometer la salud. Las mezclas, de acuerdo con la invención, contienen preferiblemente, como compuestos (combustibles) que contienen nitrógeno, uno o más derivados de tetrazol, de la fórmula: en la cual R]_ y R2 o R3, pueden ser iguales o diferentes, con cualquiera de R2 o R3 estando presente y representan hidrógeno, hidroxi, amino, carboxilo, un radical alquilo con 1 a 7 átomos de carbono, un radical alquenilo con 2 a 7 átomos de carbono, un radical alquilamino con 1 a 10 átomos de carbono, un radical arilo, opcionalmente substituidos con uno o más substituyentes, los cuales pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan del grupo amino, el grupo nitro, radicales alquilo con 1 a 4 átomos de carbono o un radical arilamino, en el cual el radical arilo puede, opcionalmente, estar substituido, o las sales de sodio, potasio y guanidinio de estos derivados de tetrazol. En estos compuestos: Rl representa preferiblemente hidrógeno, amino, hidroxi, carboxilo, un radical metilo, etilo, propilo o isopropilo, butilo, isobutilo o butilo terciario, n-pentilo, n-hexilo o n-heptilo, un radical metilamino, etilamino, dimetilamino, n-heptilamino, n-octilamino o n-decilamino, un radical tetrazol, un radical fenilamino, un radical fenilo, nitrofenilo o aminofenilo; y R2 o R3 representan preferiblemente hidrógeno, un radical metilo o etilo, un radical fenilo, nitrofenilo o aminofenilo.

Compuestos particularmente preferidos son los derivados de tetrazol 5-aminotetrazol, 5-aminotetrazolato de litio, sodio, potasio, zinc, magnesio, estroncio o calcio, nitrato, sulfato, perclorato de 5-aminotetrazol, o compuestos similares, 1- (4-aminofenil) -tetrazol, 1- (4-nitrofenil) -tetrazol, l-metil-5-dimetilaminotetrazol, l-metil-5-metil-amino-tetrazol, 1-metiltetrazol, l-fenil-5-aminotetrazol, 1-fenil-5-hidroxitetrazol, 1-feniltetrazol, 2-etil-5-amino-tetrazol, 2-amino-5-aminotetrazol, 2-metil-5-carboxitetrazol, 2-metil-5-metilaminotetrazol, 2-metiltetrazol, 2-fenil-tetrazol, 5- (p-tolil) tetrazol, 5-dialilaminotetrazol, 5-dimetilaminotetrazol, 5-etilaminotetrazol, 5-hidroxitetrazol, 5-metiltetrazol, 5-metilaminotetrazol, 5-n-decilamino-tetrazol, 5-n-heptilaminotetrazol, 5-n-octilaminotetrazol, 5-feniltetrazol, 5-fenilaminotetrazol o bis (aminoguanidino) -azotetrazol y diguanidinio-5, 5 ' azotetrazolato, al igual que el 5, 5' -bitetrazol y sus sales, tal como los compuestos de amonio del 5, 5 ' -bi-lH-tetrazol. Las mezclas pueden contener: como derivados de triazina, la 1, 3, 5-triazina, como derivados de triazol, 1, 2, 4-triazol-5-ona, 3-nitro-l, 2, 4-triazol-5-ona, como derivados del ácido ciánico, el cianato de sodio, ácido cianúrico, esteres del ácido cianúrico, amida del ácido cianúrico (melamina) , 1-cianoguanidina, dicianamida de sodio, cianamida disódica, nitrato de dicianodiamidina, sulfato de dicianodiamidina, y como derivados de urea. el biuret, guanidina, nitroguanidina, nitrato de guanidina, amino-guanidina, nitrato de aminoguanidina, tiourea, nitrato de triaminoguanidina, hidrogen-carbonato de aminoguanidina, azodicarbonamida, tetraceno, nitrato de semicarbazida, al igual que los uretanos, ureidos tal como el ácido barbitúrico y sus derivados. Se usa el 5-aminotetrazol como un componente particularmente preferido. Cuando se emplea este componente en la mezcla, la proporción preferida es del 10 al 40% en peso. Como derivados del 5-aminotetrazol, se usan sus sales en las cuales los átomos de hidrógeno ácidos en el 5-aminotetrazol se reemplazan en una manera de tipo sal por elementos aceptables toxicológicamente, tal como el calcio, magnesio o zinc. Sin embargo, los compuestos en los cuales el catión es el amonio, se pueden usar también el guanidinio y sus derivados de amino. Oxidantes que se pueden usar, de acuerdo con la invención, son: * peróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos, peróxido de zinc y los peroxodisulfatos de dichos elementos y el peroxodisulfato de amonio; » nitrato de amonio, nitratos de metales alcalinos y alcalinotérreos, en particular el nitrato de litio, sodio o potasio, y el nitrato de estroncio; * compuestos de halógeno de metales alcalinos o alcalino- térreos o de amonio, particularmente preferidos son el perclorato de potasio o el perclorato de amonio. Se pueden usar oxidantes, solos o en mezclas, con el fin de reducir la proporción de los óxidos de nitrógeno en la mezcla de reacción, tanto como sea posible, es ventajoso mantener la proporción del nitrato en la mezcla oxidante tan pequeña como sea posible, puesto que parte del nitrato puede sufrir la descomposición térmica. Una combinación preferida de oxidantes consiste del peróxido de zinc, perclorato de potasio y cuando menos un nitrato, preferiblemente el nitrato de sodio o el nitrato de estroncio, en mezcla en la relación de 1:2:10 y en una cantidad total de aproximadamente el 60% en peso en la mezcla que produce gas. Los compuestos que contienen cloro luego reaccionan, durante la combustión, para formar cloruro de sodio/potasio inofensivo. El perclorato de amonio puede también ser considerado como el perclorato, solo o en mezcla con otro oxicompuesto de halógeno, pero se debe evitar un exceso para así prevenir la formación del ácido clorhídrico corrosivo. Si se usa el perclorato de amonio, la presencia simultánea de compuestos de zinc es particularmente ventajosa, puesto que se evita así el riesgo de formar el ácido clorhídrico. Un exceso de compuestos de sodio y de potasio es aceptable, puesto que estos compuestos reaccionan con los gases de reacción para formar carbonatos inofensivos. El reemplazo, parcial o completo del nitrato alcalino por nitrato de estroncio lleva a una reducción marcada en la cantidad de escoria. La relación de los compuestos que contienen nitrógeno, por ejemplo los tetrazoles y triazoles, a los oxidantes en la mezcla, se equilibra así que, en la combustión de la mezcla de carga de gas, se forma un exceso de oxígeno. Este exceso de oxígeno desplaza el equilibrio de CO/CO2 en la dirección del bióxido de carbono. Substancias, o sus mezclas, que son capaces por la catálisis heterogénea u homogénea de tener influencia en la combustión y su régimen, se usan como moderadores de la combustión. Moderadores que intervienen en la reacción a través de la catálisis heterogénea, son los metales, óxidos de metal y/o carbonatos de metal y/o sulfuros de metal. Metales preferidos para su uso son el boro, silicio, cobre, hierro, titanio, zinc o molibdeno. El carbonato de calcio puede también ser usado. Mezclas de estos moderadores pueden ser usados similarmente.

Moderadores que intervienen en la reacción a través de la catálisis homogénea son, por ejemplo, el azufre, boro, silicio o ferroceno y sus derivados. Estos moderadores se vaporizan en la fase de vapor como resultado de las tempera-turas que ocurren en la reacción y así pueden intervenir en la reacción o como tales o como los productos posteriores. La proporción de estas substancias en la mezcla puede sumar hasta un 8%. Asimismo, la mezcla, de acuerdo con la invención, puede contener adiciones que produzcan gas, que sean capaces de reducir la proporción de los gases nocivos, tal como los óxidos de nitrógeno y/o el monóxido de carbono. La proporción de estos gases nocivos en la mezcla de gas producida es determinada por: * la composición estequiomética de la mezcla, * la temperatura y presión de la reacción, * los aditivos que tienen influencia en la reacción o después de la reacción y por el * diseño del generador en el cual toma lugar la reacción. Mientras en un sistema cerrado, tal como, por ejemplo, una bomba de presión, es relativamente fácil llegar a la composición de la mezcla de gas que se aproxime a los cálculos termodinámicos, esto puede ya no ser logrado bajo las condiciones de operación reales en el generador, puesto que, durante los pocos milisegundos de duración de la reacción, el equilibrio no puede ser establecido. De acuerdo con la invención, por lo tanto, substancias adecuadas que pueden causar un efecto catalítico se introducen en la mezcla o en la región de los gases que fluyen al exterior. Para este propósito, los moderadores de combustión, descritos anteriormente, y los óxidos de metales preciosos se pueden usar. Posibilidades ulteriores consisten en el uso de metales nobles, tal como el paladio, rutenio, renio, platino o rodio, que emplean el oxígeno en exceso en los gases de reacción en una reacción subsecuente para convertir el monóxido de carbono. Un modo preferido de uso considera aplicar los materiales aditivos sobre cerámica o su electrodepósito sobre las rejillas de metal como un soporte. Usando este método, es posible, en particular, reducir la proporción del monóxido de carbono en la mezcla de gas. Para reducir la proporción de los N0X, se usan substancias adicionales cuyas propiedades químicas catalizan, en particular, la conversión de los óxidos de nitrógeno, por ejemplo el bióxido de nitrógeno, a los nitratos o nitritos. En principio, todas las substancias que reaccionan básicamente más o menos fuertemente son adecuadas. Ellas incluyen, por ejemplo, los óxidos, hidróxidos o carbonatos de elementos no tóxicos, tal como, por ejemplo, aquéllos de metales alcalinos y alcalinotérreos, los de zinc y mezclas de estos compuestos. Cuando se usan estos compuestos, los nitratos y nitritos de los elementos se forman principalmente. Materiales adecuados adicionales para la reacción con el NO2 son la urea, guanidina y sus derivados, compuestos que tienen grupos NH2, tal como, por ejemplo, los ácidos amidosulfónicos, complejos de amido y similares, y las amidas. Una modalidad particularmente preferida considera el uso de los peróxidos en las aberturas de salida del genérador. Una ventaja particular de esto es que, además de la reducción de los óxidos de nitrógeno por la reacción antes descrita, el oxígeno es también formado por la siguiente reacción catalítica con el monóxido de carbono. Las adiciones, de acuerdo con la invención, o solas o juntas, pueden ser introducidas directamente en la carga que produce gas o ser colocadas en los pasajes del flujo de salida del generador. Para el uso en los pasajes de salida del generador, las adiciones se usan adecuadamente en una forma compacta, por ejemplo en la forma de tabletas, pellas o granulos. La cantidad de las adiciones usadas en las cargas suman aproximadamente el 10% en peso. En los canales de salida, la cantidad de las adiciones puede ser tanta como del 75% en peso, con base en la carga del gas.

Una reducción en el contenido del CO puede también, sorprendentemente, ser lograda si parte del combustible consiste de las sales, particularmente las sales de calcio, magnesio o zinc, del aminotetrazol, preferiblemente de las sales correspondientes del 5-aminotetrazol, o de los derivados de urea. En estos casos, es suficiente usar sólo dos oxidantes. Se pueden agregar aditivos adicionales para alterar el régimen y la temperatura de la reacción. Estos aditivos pueden, por ejemplo, ser el boro o polvos de metales, por ejemplo el titanio, aluminio, circonio, hierro, cobre, molibdeno, al igual que sus hidruros estables. Su proporción en las adiciones es del orden del 5% en peso. La producción de las mezclas de carga de gas, de acuerdo con la invención, se lleva a cabo de una manera conocida. Por ejemplo, los componentes se mezclan en seco, se tamizan, se dividen en porciones y prensan a tabletas. El ajuste del régimen de combustión puede ser logrado a través de la configuración y tamaño de granos del material a granel obtenido rompiendo y tamizando y separando los fragmentos. El material a granel se puede producir en cantidades grandes y adaptar para cumplir con los requisitos particulares de combustión, mezclando fracciones con diferentes lineamientos dinámicas. Para mejorar la seguridad o mejorar los resultados de la mezcla, también se pueden usar mezclas previas de 2 ó 3 componentes. Una mezcla del oxidante y las adiciones puede, por ejemplo, ser obtenida antes de entrar en contacto con los compuestos que contienen nitrógeno. Sin embargo, la mezcla puede también ser producida amasando los componentes humedecidos con agua, seguido por la granulación, por ejemplo por el pasaje a través de tamices, extrusión o similares. En este caso, los aglutinantes, por ejemplo el vidrio soluble, "hule inorgánico" (cloronitrilo de fósforo) o aún pequeñas proporciones de aglutinantes orgánicos, tal como la resina acrílica, PTFE, o goma guar, pueden ser usados. Puesto que los componentes empleados no son tóxicos ni reactivos particularmente y pueden sólo hacerse reaccionar en el espacio encerrado con la ayuda de encendedores especiales, no son necesarias precauciones especiales de seguridad. El material a granel, así producido, puede ser usado directamente. Para evitar la abrasión del material suelto en contacto con los generadores, que llevaría a cambios en las características de la combustión y representaría un riesgo de seguridad a través de su combustión vigorosa, el material a granel puede ser recubierto superficialmente. Esto puede ser hecho a través de recubrimientos de barniz, que pueden, opcionalmente, ser suministrados con adiciones que promuevan el encendido para ayudar en este encendido. Las adiciones que promueven el encendido que entran en consideración son los oxidantes, tal como el peróxido de zinc y los polvos de metal, tal como el titanio y el circonio. La aplicación puede ser efectuada por rociado del agente de recubrimiento que contiene solvente, por ejemplo en un tambor, mientras se evapora y separa el solvente. Para campos especiales de aplicación, se pueden usar estructuras porosas de granos. La producción de tales estructuras porosas se puede efectuar por métodos convencionales, por ejemplo agregando sales solubles y disolviendo subsecuentemente éstas con solventes adecuados o por la adición de substancias que se pueden descomponer térmica-mente, tal como, por ejemplo, el bicarbonato de amonio, ácido dicarboxílico de acetona, agentes de soplado, peróxidos o el azo-bis-isobutironitrilo, que pueden luego ser removidos nuevamente en una etapa subsecuente del proceso, calentando y templando a temperaturas elevadas. La característica se determinó por la cantidad, tamaño de granos y distribución. Tales cargas de gas pueden, por ejemplo, ser usadas cuando se requieren las cargas de gas que reaccionan en una manera progresiva fuertemente.

El encendido apropiado de la carga de gas se puede realizar por métodos convencionales. Al hacerlo, es importante que ningún componente adicional de gas tóxico de reacción quede libre de encendido, después de la reacción. La mezcla de la carga de gas no es sensible con respecto a sus características de seguridad, por ejemplo a los efectos de la abrasión, choque e impacto o a la capacidad de encendido por la llama o por chispas del cerio/hierro bajo la presión normal. Sin embargo, en un recinto, se quema vigorosamente cuando se enciende en forma adecuada. Esto suministra una seguridad aumentada en la fabricación y manejo. Las mezclas, de acuerdo con la invención, pueden, por ejemplo, ser usadas en generadores de gas para la seguridad de vehículos de motor con sistemas de encendido iniciados eléctricamente, los cuales se emplean convencional-mente . En contraste a los generadores basados en una carga de azida, la filtración costosa de la escoria puede ser prescindida, puesto que la escoria no contiene constituyentes tóxicos. Consta principalmente de carbonatos y cloruros de potasio y de sodio, junto con muy pocos nitratos/nitritos y óxido de zinc. La descarga de estos constituyentes no tóxicos es, por lo tanto, generalmente sólo limitada por los límites establecidos por la emisión del polvo. Los siguientes ejemplos intentan explicar la invención más detalladamente, pero sin limitarla. Los componentes específicos para las cargas de gas, de acuerdo con la invención, se homogeneizan durante 30 minutos en las proporciones señaladas en peso en los recipientes de plástico en una mezcladora excéntrica de revoltura. Luego se realiza la formación de tabletas de las mezclas en preformas con un diámetro de unos 6 mm. 3.5 g de las muestras en tabletas se hacen reaccionar usando 0.2 g de boro/nitrato de potasio (25:75 partes en peso) como una mezcla de encendido y un alambre de hierro, que se puede calentar eléctricamente, en una bomba de presión de 25 ml, hecha de acero inoxidable. La curva de presión-tiempo de la reacción se registró usando un dispositivo de medición piezoeléctrico. Los gases de combustión que se componen principalmente de H2O, CO2, N2 y O2 y cumplen con los requisitos toxicológicas establecidos, se forman en la reacción exotérmica. Las mezclas de carga de gas, descritas en los ejemplos, se investigaron, por ejemplo en un aparato de medición que comprende una cámara de combustión, desviación del flujo de gas y cámara de filtro, usando condiciones mecánicas específicas de construcción, para determinar sus características de combustión. Los productos gaseosos de reacción se recogieron y se caracterizaron en un recipiente con volumen de 60 litros (constituyentes principales: H2O, C02, N2 y 02) • Resultados de las mediciones en la bomba da presión balística 1) duración de la reacción entre el 40 y el 60% de la presión máxima, en milisegundos 2) medido después de enfriar a la temperatura ambiente.

El Ejemplo 1 describe la reacción del 5-amino- tetrazol (5-ATZ) con una mezcla binaria de oxidantes. La composición del gas de reacción muestra un contenido de 1800 ppm en los gases de reacción después de la combustión en una bomba de presión cerrada. En el Ejemplo 2, la adición de sólo 1% en peso del peróxido de zinc, sorprendentemente, lleva a una reducción marcada en la proporción del CO a 1100 ppm, con los otros parámetros de prueba sin cambiar. Los cambios en la composición de las mezclas en los Ejemplos 3 a 5 llevan a resultados más pobres.

Resultados de las mediciones en la bomba de presión balística (25 ml) Resultados de las mediciones en una lata de prueba de 60 litros 1 ) duración de la reacción entre el 40 y el 60% de la presión máxima, en milisegundos 2) medido después de enfriar a la temperatura ambiente. 3) basada en los resultados de la lata de prueba, Ejemplo 1 ó 6 4) masa de carga, 40 g Los Ejemplos 6 a 9 muestran que la adición de las sales de Zn, Ca y Mg del 5-aminotetrazol (Me(5-ATZ)2) tiene un efecto favorable en la composición del gas de reacción. Una reducción marcada se encontró en la proporción del CO. El régimen de reacción también se afectó.

Resultados de las mediciones en la bomba de presión balística (25 ml) 1) duración de la reacción entre el 40 y el 60% de la presión máxima, en milisegundos 2) medido después de enfriar a la temperatura ambiente. 3) masa de sólidos en la lata de prueba de 60 litros, después de la combustión de 30 g de carga de gas en el generador experimental.

Los Ejemplos 10 a 13 difieren en la proporción del nitrato de sodio/nitrato de estroncio usados como oxidantes. Con proporciones crecientes del nitrato de estroncio, la masa de la escoria que emerge dentro de la lata disminuye. Esto significa que la capacidad de filtración de la escoria se mejora por la adición del nitrato de estroncio - después de la reacción - al filtro del generador. Al mismo tiempo, la proporción del CO en el gas de reacción puede ser influenciada favorablemente.

Claims (24)

1. REIVINDICACIONES 1. Un agente que produce gas, para generadores de gas, este agente comprende compuestos que contienen nitrógeno, caracterizados porque contienen a) como compuesto (combustible) que contiene nitrógeno, al menos un compuesto del grupo: tetrazol, triazol, triazina, ácido ciánico, urea, sus derivados o sus sales; b) como oxidante, cuando menos tres compuesto del grupo de los peróxidos, nitratos, cloratos o percloratos; c) moderadores de la combustión, que sean capaces de tener influencia en la combustión y su régimen, por la catálisis heterogénea u homogénea; y también, opcionalmente d) adiciones que sean capaces de reducir la proporción de los gases tóxicos.
2. 2. El agente que produce gas, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque contiene como combustibles (compuestos que contienen nitrógeno, uno o más derivados de tetrazol, de la fórmula: en la cual R]_ y R2 o R3, pueden ser iguales o diferentes, con cualquiera de R2 o ' R3 estando presente y representan hidrógeno, hidroxi, amino, carboxilo, un radical alquilo con 1 a 7 átomos de carbono, un radical alquenilo con 2 a 7 átomos de carbono, un radical alquilamino con 1 a 10 átomos de carbono, un radical arilo, opcionalmente substituidos con uno o más substituyentes, los cuales pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan del grupo amino, el grupo nitro, radicales alquilo con 1 a 4 átomos de carbono o un radical arilamino, en el cual el radical arilo puede, opcionalmente, estar substituido, o las sales de sodio, potasio y guanidinio de estos derivados de tetrazol.
3. 3. El agente que produce gas, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque: * Rl representa preferiblemente hidrógeno, amino, hidroxi, carboxilo, un radical metilo, etilo, propilo o isopropilo, butilo, isobutilo o butilo terciario, n- pentilo, n-hexilo o n-heptilo, un radical metilamino, etilamino, dimetilamino, n-heptilamino, n-octilamino o n-decilamino, un radical tetrazol, un radical fenil- amino, un radical fenilo, nitrofenilo o aminofenilo; y » R2 o R3 representan preferiblemente hidrógeno, un radical metilo o etilo, un radical fenilo, nitrofenilo o aminofenilo.
4. 4. El agente que produce gas, de acuerdo con las cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los compuestos que contienen nitrógeno se seleccionan del grupo de derivados de tetrazol y se seleccionan preferiblemente de los compuestos: 5-aminotetrazol, 5-aminotetrazolato de litio, sodio, potasio, zinc, magnesio, estroncio o calcio, nitrato, sulfato, perclorato de 5-aminotetrazol, o compuestos similares, 1- (4-aminofenil) -tetrazol, 1- (4-nitrofenil) -tetrazol, l-metil-5-dimetilaminotetrazol, l-metil-5-metilamino-tetrazol, 1-metiltetrazol, l-fenil-5-amino-tetrazol, l-fenil-5-hidroxitetrazol, 1-feniltetrazol, 2-etil-5-aminotetrazol, 2-amino-5-aminotetrazol, 2-metil-5-carboxitetrazol, 2-metil-5-metilaminotetrazol, 2-metil-tetrazol, 2-feniltetrazol, 5- (p-tolil) tetrazol, 5-dialil-aminotetrazol, 5-dimetilaminotetrazol, 5-etilaminotetrazol, 5-hidroxitetrazol, 5-metiltetrazol, 5-metilaminotetrazol, 5-n-decilaminotetrazol, 5-n-heptilaminotetrazol, 5-n-octil-aminotetrazol, 5-feniltetrazol, 5-fenilaminotetrazol o bis (aminoguanidina) -azotetrazol y diguanidinio- 5, 5 'azotetrazolato, al igual que el 5, 5 ' -bitetrazol y sus sales, tal como los compuestos de amonio del 5,5'-bi-lH-tetrazol .
5. 5. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque contiene: como derivados de triazina, la 1, 3, 5-triazina, como derivados de triazol, 1, 2, 4-triazol-5-ona, 3-nitro-l, 2, 4-triazol-5-ona, como derivados del ácido ciánico, el cianato de sodio, ácido cianúrico, esteres del ácido cianúrico, amida del ácido cianúrico (melamina) , 1-cianoguanidina, dicianamida de sodio, cianamida disódica, nitrato de dicianodiamidina, sulfato de dicianodiamidína, y como derivados de urea, el biuret, guanidina, nitroguanidina, nitrato de guanidina, aminoguanidina, nitrato de aminoguanidina, tiourea, nitrato de triaminoguanidina, hidrogen-carbonato de aminoguanidina, azodicarbonamida, tetraceno, nitrato de semicarbazida, al igual que los uretanos, ureidos tal como el ácido barbitúrico y sus derivados.
6. 6. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque contiene como oxidantes: * peróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos, peróxido de zinc y los peroxodisulfatos de dichos elementos y el peroxodisulfato de amonio, o una mezcla de estos compuestos; * nitrato de amonio, nitratos de metales alcalinos y alcalinotérreos, en particular el nitrato de litio, sodio o potasio, y el nitrato de estroncio, o mezclas de estos compuestos;; * compuestos de halógeno de metales alcalinos o alcalino- férreos o de amonio, particularmente preferidos son el perclorato de potasio o el perclorato de amonio, o mezclas de estos compuestos.
7. 7. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque contiene como oxidante una combinación del peróxido de zinc, perclorato de potasio y cuando menos un nitrato, preferiblemente el nitrato de sodio o el nitrato de estroncio.
8. 8. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la relación de los oxidantes en la mezcla que produce gas es de 1:2:10, con un contenido total del 60% en peso.
9. 9. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la relación de los compuestos que contienen nitrógeno a los oxidantes en la mezcla se equilibra, de manera que en la combustión de la mezcla que produce gas, se forme oxígeno en exceso.
10. 10. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque contiene, como moderadores de la combustión, substancias o mezclas de las mismas, que sean capaces de tener influencia en la combustión y su régimen por la catálisis heterogénea u homogénea, la proporción de estas substancias en la mezcla suma hasta el 8%.
11. 11. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque contiene como moderadores de la combustión metales, óxidos de metal y/o carbonatos de metal y/o sulfuros de metal o mezclas de estos moderadores de la combustión, los metales usados son preferiblemente el boro, silicio, cobre, hierro, titanio, zinc o molibdeno.
12. 12. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque contiene como moderadores de la combustión el azufre, ferroceno y sus derivados.
13. 13. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque contiene, como una adición, substancias que sean capaces de reducir el contenido de los gases nocivos de óxidos de nitrógeno y/o el monóxido de carbono.
14. 14. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque contiene como substancia de adición: » como moderadores de la combustión, metales nobles, tal como el paladio, rutenio, renio, platino o rodio u óxidos de metales nombres, y mezclas de estos compuestos; o * substancias que reaccionan básicamente, tal como, por ejemplo, óxidos, hidróxidos o carbonatos de metales alcalinos y alcalinotérreos, de zinc, al igual que mezclas de estos compuestos, o * urea, guanidina y sus derivados, compuestos que tienen grupos de NH2, tal como, por ejemplo, ácidos amido- sulfónicos, complejos de amido, amidas y mezclas de estos compuestos.
15. 15. El agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la cantidad de las adiciones usadas es de aproximadamente el 10% en peso en la carga y hasta del 75% en peso en los pasajes de salida, estas cantidades se basan en la carga del gas.
16. 16. Un agente que produce gas, para generadores de gas, el cual comprende compuestos que contienen nitrógeno, caracterizado porque contiene: a) como el compuesto (combustible) que contiene nitrógeno, una combinación del aminotetrazol y las sales, preferiblemente las sales de calcio, magnesio o zinc, del aminotetrazol, preferiblemente una combinación del 5- aminotetrazol y las sales correspondientes del 5-amino- tetrazol; b) como oxidante, cuando menos tres compuestos, del grupo de peróxidos, nitratos, cloratos o percloratos, preferiblemente el nitrato de sodio y el perclorato de sodio; y c) moderadores de la combustión, que sean capaces de tener influencia en la combustión y su régimen, por la catálisis heterogénea u homogénea, preferiblemente el óxido de zinc y los carbonatos de zinc y de calcio.
17. 17. Un agente que produce gas, para generadores de gas, que comprende compuestos que contienen nitrógeno, caracterizado porque contiene: a) como el compuesto (combustible) que contiene nitrógeno, la urea, sus sales, sus derivados y sales de los mismos, preferiblemente el biuret, guanidina, nitroguanidina, nitrato de guanidina, aminoguanidina, nitrato de aminoguanidina, tiourea, nitrato de tri- aminoguanidina, hidrogen-carbonato de aminoguanidina, azodicarbonamida, nitrato de dicianodiamidina, sulfato de dicianodiamidina, tetraceno y/o nitrato de semi- carbazida, al igual que uretanos, ureidos tal como el ácido barbitúrico, y sus derivados; b) como oxidantes, cuando menos dos compuestos del grupo de peróxidos, nitratos, cloratos o percloratos, preferiblemente el nitrato de sodio y el perclorato de sodio; y c) moderadores de la combustión, que sean capaces de tener influencia en la combustión y su régimen por la catálisis heterogénea u homogénea, preferiblemente el óxido de zinc y los carbonatos de zinc y de calcio.
18. 18. Un agente que produce gas, de acuerdo con la reivindicación 16 o la reivindicación 17, caracterizado porque los oxidantes se definen de acuerdo con la reivindica- ción 6 y los moderadores de la combustión se definen de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12.
19. 19. Método para obtener un agente que produce gas, para su uso en generadores de gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el compuesto o compuestos Ccombustibles) que contienen nitrógeno se mezclan con los oxidantes, los moderadores de la combustión y, opcionalmente, con las adiciones ulteriores, y se homogeneiza la mezcla.
20. 20. Método, de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque el agente que produce gas es comprimido con el uso de auxiliares de prensado, por ejemplo el grafito, sulfuro de molibdeno, Teflón, talco, estearato de zinc o nitruro de boro.
21. 21. Método, de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque se recubren las preformas.
22. 22. Método, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque se produce una porosidad definida de la preforma para controlar el régimen de la combustión.
23. 23. Sistema para resguardar vidas, el cual contiene un agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.
24. 24. El uso del agente que produce gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, para la producción de este gas.