作为可热引发的引燃混合物的物质混合物制造技术

本发明专利技术涉及用于产生气体，特别是产生在机动车上用于乘客保护装置的推进气体的物质混合物。该物质混合物由可热引发的引燃混合物组成，该引燃混合物包含至少一种选自氯酸盐的无机氧化剂，和至少一种选自硝酸盐的第二氧化剂。本发明专利技术的特征在于所述的引燃混合物包含至少一种选自二羧酸、三羧酸、氨基酸、羧酸酰胺、羧酸酰肼、羧酸二酰胺、羧酸酐和／或其衍生物的可燃物。本发明专利技术还涉及在气体发生器中作为可热引发的引燃混合物的物质混合物的用途，其用于产生在机动车辆中用于乘客保护装置的推进气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 根据权利要求1的前叙部分，本专利技术涉及用于产生气体，特别是产生在机动车中用于乘客保护装置的推进气体的物质混合物，并涉及如权利要求14和16中要求的物质混合物的用途。在机动车中的被动安全装置，例如气囊系统，其包含，在气体发生器的燃烧室中，以片、小丸、模制品或颗粒形式的气体产生物质混合物，其在电激活后，产生推进气体，该推进气体随后使气囊膨胀，这在机动车中使乘客受到保护。用于机动车安全系统的气体发生器中的气体产生混合物的特征在于其非常高的稳定性。还与该高稳定性相关联的为在高温下发生的自触发。气体发生器没有被设计为用于气体产生混合物的加速或过度剧烈反应。所述发生器的外壳根据材料强度通过高温作用而另外弱化，并且在触发高于一定温度限度的情况下不能抵抗产生的压力。结果，在机动车中的乘客可能遭受不小的危险。为了避免这种危险，可热引发的引燃混合物的使用正逐渐增加，它能够控制通常用于气体发生器中的气体产生混合物在低于临界温度下的引燃，所述临界温度在温度函数中为145-210℃。这因此允许在气体发生器中控制气体发生混合物的反应，例如在车辆着火的情况下。因此可热引发的最初混合物通过过早控制触发确保在被动安全体系中的气体产生混合物的安全反应，并因此同时贡献于使危险最小化。多种物质混合物已知作为可热引发的引燃混合物。因此，WO 95/26945描述了引燃混合物，其包含选自碱金属和碱土金属氯酸盐，例如氯酸钾或氯酸钠的氧化剂，以及可燃物，例如低熔点、易分解的、选自烃的有机可燃物，例如单糖，优选葡萄糖、半乳糖和抗坏血酸。另外，DE 19840993 A1公开了使用气体产生混合物作为引燃混合物，其包含作为可燃物的至少一种熔点为小于或等于150℃的不吸湿的有机化合物，例如具有不大于5个碳原子的二羧酸，脲化合物或三唑化合物，以及包含选自碱金属和/或碱土金属硝酸盐、氯酸盐或高氯酸盐的氧化剂。DE 198 05 976 C1描述了用作早期引燃粉末的物质混合物用于热保险装置。该混合物包含作为氧化剂的硝酸盐和/或氯酸盐，以及包含硫脲及其衍生物的可燃物，然而其氧化作用导致有毒的含硫化合物的释放，例如二氧化硫或硫化氢。另一篇公开的申请DE 197 30 873 A1描述了用作热保险装置的物质混合物，其包含选自草酸盐、过硫酸盐、硝酸盐、过氧化物的氧化剂，爆炸物，例如硝基胍或5-氨基四唑硝酸盐，以及任选地作为还原剂的金属粉末。然而，在引燃混合物中应用爆炸物，从在汽车中使用其的必要安全措施的观点来看是主要的危险。因此，从现有技术已知的热引燃混合物通常具有高比例形成有毒相关气体并分类为爆炸物的组分，其在车辆中不利于乘客的一般安全。因此本专利技术要解决的问题是提供用于汽车安全体系的气体发生器中的可热引发的物质混合物，其具有高的热和化学稳定性，没有分类为爆炸物的化合物，可易于加工并且是生态可相容的。这个复合的目的以简单以及令人惊奇地有效方式通过物质混合物完成，如果用于产生气体的物质混合物包含可热引发的引燃混合物，该引燃混合物a)包含至少一种选自氯酸盐的无机氧化剂和至少一种选自硝酸盐的第二无机氧化剂，以及另外b)包含至少一种选自二羧酸、三羧酸、氨基酸、羧酸酰胺、羧酸酰肼、羧酸二酰胺、羧酸二酰肼和/或其衍生物的可燃物。本专利技术的物质混合物基于其组分不是分类为爆炸物的烟火混合物，并因此是生态相容的。这产生较高的安全特性以及与其相关的较简单的生产工艺，这反应在较低的制备成本上。还可以使用不同的制备工艺，然而由于安全原因，爆炸物的物质混合物的制备仅限于几种方法。由于本专利技术的物质混合物基于烟火混合物，通过可靠的生产工艺可确保恒定的产品质量。另外，本专利技术的物质混合物通过选择或修正在混合物中使用的易燃组分或易燃组分的量提供控制热引发点的设定的可能性。所述烟火混合物还允许在制剂中通过特定选择氧化剂及其重量比而设定不同的氧平衡。因此，在被动安全系统中可另外获得进一步最小化的有害气体组分，例如一氧化碳或氮的氧化物。所述物质混合物有利地包含30-85wt％，优选40-65wt％的至少一种选自氯酸盐的无机氧化剂和至少一种选自硝酸盐的无机氧化剂，以及10-55wt％，优选20-40wt％的选自二羧酸、三羧酸、氨基酸、羧酸酰胺、羧酸酰肼、羧酸二酰胺、羧酸二酰肼和/或其衍生物的可燃物。优选使用的无机氧化剂为选自碱金属和/或碱土金属氯酸盐以及碱金属和/或碱土金属硝酸盐的化合物，特别是氯酸钾KClO3和硝酸钾KNO3。优选使用的可燃物为甘氨酸、β-丙氨酸、L-谷氨酰胺、L-谷氨酸、草酸、草酸二酰胺、草酸二酰肼、丙二酸、丙二酸二酰胺、丙二酸二酰肼、琥珀酸、琥珀酸二酰胺、戊二酸、己二酸、己二酸二酰胺、酒石酸、巴比妥酸、柠檬酸和偶氮二羧酸二酰胺。在KClO3和KNO3的存在下，所述优选的可燃物具有145℃-210℃的足够低的引燃温度，因此所述物质混合物还可用于包含具有相对低强度，例如铝的气体发生器。为了增加长期稳定性，将特别是包含β-丙氨酸、巴比妥酸、甘氨酸、丙二酸二酰胺和/或草酸二酰肼的组分组合有利地加入到所述物质混合物中。有利地，所述物质混合物包含直至8wt％的金属氧化物或过渡金属硝酸盐作为催化剂。所述金属氧化物特别属于氧化钴、氧化铜、氧化铁和/或氧化银。优选使用氧化铜。优选使用的过渡金属硝酸盐为硝酸铜和硝酸银。还向本专利技术的物质混合物中加入直至5wt％的常规加工助剂，例如流动性改进剂、润滑剂和/或压制助剂，特别是Aerosil、氧化铝、氮化硼和/或石墨。为了改进引燃强度，将直至5wt％的一种或多种添加剂，特别是金属粉末、硼或硅与所述物质混合物混合。另外，所述物质混合物具有其它选自高氯酸盐和过氧化物的无机氧化剂。气体产生物质混合物的作用温度可在一定范围内调节。这优选在温度函数范围为145℃-210℃内进行。触发温度优选为155℃-195℃。本专利技术的物质混合物具有高的热和长期稳定性。因此，在100℃-120℃，优选110℃的温度下，在直至600小时的贮存中，质量损失为小于7wt％，优选5wt％。为了更简单地应用，本专利技术的物质混合物以通过已知方法制备的粒度为0.2-5mm的小丸、片和/或颗粒的形式存在。所述制备方法基于将以粉末形式的混合物成形，所述成形通过压制成片，捏合、挤出或挤塑成模制品和通过破碎和筛分模制品和片而造粒，或通过滚转或挤出造粒而进行。待加工的混合物可以是干燥的、潮湿的或含有溶剂的。还可以加入粘合剂。所述物质混合物可用于多种途径。一种用途预计为作为在气体发生器中可热引发的引燃混合物的物质混合物用于产生在机动车中的乘客保护装置用的推进气体，所述物质混合物在气体发生器中以片和/或颗粒的形式存在。所述固体物质混合物可另选地被安置在气体发生器中单独的位置或安置在引燃链自身中。所述物质混合物还可用于关于压力和安全元件的其它领域。所述应用领域预计在多种气体发生器、压力元件、引燃元件、微气体发生器、在火灾情况下的触发机构、和热保护装置中单独使用它或与其它气体产生物质或增强剂装料组合使用。本专利技术的其它特征和优点将在如下多个实施例的说明中并参考附图变得清晰。图1为说明在稳定性试验(所谓的Holland试验)中在110℃下质量损失和负载持续时间的情况的表；和图2为说明在110℃下在负载后，作为类型和所用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质混合物，其用于产生气体，特别是产生在机动车中用于乘客保护装置的推进气体，该物质混合物包含可热引发的引燃混合物，该引燃混合物包含至少一种选自氯酸盐的无机氧化剂和至少一种选自硝酸盐的第二无机氧化剂，其特征在于，所述引燃混 合物包含至少一种选自二羧酸、三羧酸、氨基酸、羧酸酰胺、羧酸酰肼、羧酸二酰胺、羧酸二酰肼和／或其衍生物的可燃物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-10-8 10 2004 049 432.0;DE 2004-12-17 10 201的前叙部分，本发明涉及用于产生气体，特别是产生在机动车中用于乘客保护装置的推进气体的物质混合物，并涉及如权利要求14和16中要求的物质混合物的用途。在机动车中的被动安全装置，例如气囊系统，其包含，在气体发生器的燃烧室中，以片、小丸、模制品或颗粒形式的气体产生物质混合物，其在电激活后，产生推进气体，该推进气体随后使气囊膨胀，这在机动车中使乘客受到保护。用于机动车安全系统的气体发生器中的气体产生混合物的特征在于其非常高的稳定性。还与该高稳定性相关联的为在高温下发生的自触发。气体发生器没有被设计为用于气体产生混合物的加速或过度剧烈反应。所述发生器的外壳根据材料强度通过高温作用而另外弱化，并且在触发高于一定温度限度的情况下不能抵抗产生的压力。结果，在机动车中的乘客可能遭受不小的危险。为了避免这种危险，可热引发的引燃混合物的使用正逐渐增加，它能够控制通常用于气体发生器中的气体产生混合物在低于临界温度下的引燃，所述临界温度在温度函数中为145-210℃。这因此允许在气体发生器中控制气体发生混合物的反应，例如在车辆着火的情况下。因此可热引发的最初混合物通过过早控制触发确保在被动安全体系中的气体产生混合物的安全反应，并因此同时贡献于使危险最小化。多种物质混合物已知作为可热引发的引燃混合物。因此，WO 95/26945描述了引燃混合物，其包含选自碱金属和碱土金属氯酸盐，例如氯酸钾或氯酸钠的氧化剂，以及可燃物，例如低熔点、易分解的、选自烃的有机可燃物，例如单糖，优选葡萄糖、半乳糖和抗坏血酸。另外，DE 19840993 A1公开了使用气体产生混合物作为引燃混合物，其包含作为可燃物的至少一种熔点为小于或等于150℃的不吸湿的有机化合物，例如具有不大于5个碳原子的二羧酸，脲化合物或三唑化合物，以及包含选自碱金属和/或碱土金属硝酸盐、氯酸盐或高氯酸盐的氧化剂。DE 198 05 976 C1描述了用作早期引燃粉末的物质混合物用于热保险装置。该混合物包含作为氧化剂的硝酸盐和/或氯酸盐，以及包含硫脲及其衍生物的可燃物，然而其氧化作用导致有毒的含硫化合物的释放，例如二氧化硫或硫化氢。另一篇公开的申请DE 197 30 873 A1描述了用作热保险装置的物质混合物，其包含选自草酸盐、过硫酸盐、硝酸盐、过氧化物的氧化剂，爆炸物，例如硝基胍或5-氨基四唑硝酸盐，以及任选地作为还原剂的金属粉末。然而，在引燃混合物中应用爆炸物，从在汽车中使用其的必要安全措施的观点来看是主要的危险。因此，从现有技术已知的热引燃混合物通常具有高比例形成有毒相关气体并分类为爆炸物的组分，其在车辆中不利于乘客的一般安全。因此本发明要解决的问题是提供用于汽车安全体系的气体发生器中的可热引发的物质混合物，其具有高的热和化学稳定性，没有分类为爆炸物的化合物，可易于加工并且是生态可相容的。这个复合的目的以简单以及令人惊奇地有效方式通过物质混合物完成，如果用于产生气体的物质混合物包含可热引发的引燃混合物，该引燃混合物a)包含至少一种选自氯酸盐的无机氧化剂和至少一种选自硝酸盐的第二无机氧化剂，以及另外b)包含至少一种选自二羧酸、三羧酸、氨基酸、羧酸酰胺、羧酸酰肼、羧酸二酰胺、羧酸二酰肼和/或其衍生物的可燃物。本发明的物质混合物基于其组分不是分类为爆炸物的烟火混合物，并因此是生态相容的。这产生较高的安全特性以及与其相关的较简单的生产工艺，这反应在较低的制备成本上。还可以使用不同的制备工艺，然而由于安全原因，爆炸物的物质混合物的制备仅限于几种方法。由于本发明的物质混合物基于烟火混合物，通过可靠的生产工艺可确保恒定的产品质量。另外，本发明的物质混合物通过选择或修正在混合物中使用的易燃组分或易燃组分的量提供控制热引发点的设定的可能性。所述烟火混合物还允许在制剂中通过特定选择氧化剂及其重量比而设定不同的氧平衡。因此，在被动安全系统中可另外获得进一步最小化的有害气体组分，例如一氧化碳或氮的氧化物。所述物质混合物有利地包含30-85wt％，优选40-65wt％的至少一种选自氯酸盐的无机氧化剂和至少一种选自硝酸盐的无机氧化剂，以及10-55wt％，优选20-40wt％的选自二羧酸、三羧酸、氨基酸、羧酸酰胺、羧酸酰肼、羧酸二酰胺、羧酸二酰肼和/或其衍生物的可燃物。优选使用的无机氧化剂为选自碱金属和/或碱土金属氯酸盐以及碱金属和/或碱土金属硝酸盐的化合物，特别是氯酸钾KClO3和硝酸钾KNO3。优选使用的可燃物为甘氨酸、β-丙氨酸、L-谷氨酰胺、L-谷氨酸、草酸、草酸二酰胺、草酸二酰肼、丙二酸、丙二酸二酰胺、丙二酸二酰肼、琥珀酸、琥珀酸二酰胺、戊二酸、己二酸、己二酸二酰胺、酒石酸、巴比妥酸、柠檬酸和偶氮二羧酸二酰胺。在KClO3和KNO3的存在下，所述优选的可燃物具有145℃-210℃的足够低的引燃温度，因此所述物质混合物还可用于包含具有相对低强度，例如铝的气体发生器。为了增加长期稳定性，将特别是包含β-丙氨酸、巴比妥酸、甘氨酸、丙二酸二酰胺和/或草酸二酰肼的组分组合有利地加入到所述物质混合物中。有利地，所述物质混合物包含直至8wt％的金属氧化物或过渡金属硝酸盐作为催化剂。所述金属氧化物特别属于氧化钴、氧化铜、氧化铁和/或氧化银。优选使用氧化铜。优选使用的过渡金属硝酸盐为硝酸铜和硝酸银。还向本发明的物质混合物中加入直至5wt％的常规加工助剂，例如流动性改进剂、润滑剂和/或压制助剂，特别是Aerosil、氧化铝、氮化硼和/或石墨。为了改进引燃强度，将直至5wt％的一种或多种添加剂，特别是金属粉末、硼或硅与所述物质混合物混合。另外，所述物质混合物具有其它选自高氯酸盐和过氧化物的无机氧化剂。气体产生物质混合物的作用温度可在一定范围内调节。这优选在温度函数范围为145℃-210℃内进行。触发温度优选为155℃-195℃。本发明的物质混合物具有高的热和长期稳定性。因此，在100℃-120℃，优选110℃的温度下，在直至600小时的贮存中，质量损失为小于7wt％，优选5wt％。为了更简单地应用，本发明的物质混合物以通过已知方法制备的粒度为0.2-5mm的小丸、片和/或颗粒的形式存在。所述制备方法基于将以粉末形式的混合物成形，所述成形通过压制成片，捏合、挤出或挤塑成模制品和通过破碎和筛分模制品和片而造粒，或通过滚转或挤出造粒而进行。待加工的混合物可以是干燥的、潮湿的或含有溶剂的。还可以加入粘合剂。所述物质混合物可用于多种途径。一种用途预计为作为在气体发生器中可热引发的引燃混合物的物质混合物用于产生在机动车中的乘客保护装置用的推进气体，所述物质混合物在气体发生器中以片和/或颗粒的形式存在。所述固体物质混合物可另选地被安置在气体发生器中单独的位置或安置在引燃链自身中。所述物质混合物还可用于关于压力和安全元件的其它领域。所述应用领域预计在多种气体发生器、压力元件、引燃元件、微气体发生器、在火灾情况下的触发机构、和热保护装置中单独使用它或与其它气体产生物质或增强剂装料组合使用。本发明的其它特征和优点将在如下多个实施例的说明中并参考附图变得清晰。图1为说明在稳定性试验(所谓的Holland试验)中在110℃下质量损失和负载持续时间的情况的表；和图2为说明在110℃下在负载后，作为类型和所用的物质混合物的量的函数，SDTA(单差热分析(single differential thermal analysis))信号位置和负载持续时间的情况的图。实施例1将25.8g草酸二酰肼，6.5g甘氨酸，12.9g氯酸钾，51.6g硝酸钾，3.2g氧化铜(II)和2g氮化硼彼此之间研磨并在瓷研钵中均质约15分钟。然后将该混合物在压具上压制给出直径为8mm，高度为2mm的片，并然后压碎给出1.4至4mm的颗粒并直接加工给出直径为4mm，高度为约1.8mm的片。待被压制以给出片的粉末或所述颗粒的摩擦感度大于360N并且撞击敏度为30J。对于所述物质混合物测定的爆燃点在不加载热时为173℃，在对应于Holland试验的110℃下贮存100h后...

【专利技术属性】
技术研发人员：洛塔尔阿纳克，卡尔拜尔，马蒂亚斯格林，约瑟夫克拉夫特，约阿希姆尼德维泽尔，格里特沙伊德勒，瓦尔德马乌特，
申请(专利权)人：彼得里蒂恩充气系统两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]