大尺寸的烟火颗粒及其制造和用途制造技术

本发明专利技术提供一种烟火颗粒的组合物，所述烟火颗粒组合物包含至少一种氧化性原料和至少一种还原性原料并且不含有粘合剂。在特征方面，所述颗粒是大体上为圆柱形的块状物：厚度大于５ｍｍ；当量直径为１０ｍｍ以上；并且孔隙率为１％～８％，包括上下限值。有利的是，基于硝酸胍和碱式硝酸铜的所述颗粒适合于在较长的时间内缓慢地、低压力地产生气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于不含粘合剂的配方的大型烟火颗粒、它们的制造和 它们的用途。更准确地说，本专利技术涉及 大尺寸的块状(整块式)烟火颗粒； 制造它们的方法；和包括使所述颗粒燃烧的产生气体的方法。技术背景气体发生在民用领域和军用领域具有大量的应用。在汽车安全领域，已经开发了具有较短的操作时间的气体发生器， 其使用具有高燃烧速率的组合物。这些组合物是具有较小直径(3 mm[毫 米] 7mm)的细小球粒(lmm 3mm)。这使得它们具有较大的燃烧表 面，有助于在短时间内高速率燃烧，这对于汽车安全性中的安全气囊(属 于驾驶员的安全气囊类型)应用是必须的。这类球粒的孔隙率通常小于 4%。被实施以制造所述球粒的造粒操作是公知的，与用于药物配制的那 些操作类似。在这方面已经使用了基于硝酸胍(GN)和碱式硝酸铜(BCN) 的组合物(美国专利US-A-5608183)。因为与用于相同领域的其他组合 物相比这些组合物的所述燃烧速率相当低，所以已经尝试改进燃烧速率 (美国专利US-A-6143102)。在类似的领域(汽车安全性，用于膨胀需要长时间维持膨胀态的帘 式安全气囊)，或者在完全不同的领域内，已经提出气体发生器，尤其是 用于下述用途的气体发生器使结构体膨胀或变形；推进液体或气体；开动起重器或其他一些机械致动器；引起位移。还已经开发了产生和供应气体以操作灭火装置(FR-A-2864905和 FR隱A隱2870459)。上述文献涉及缓慢产生气体的领域。为了在压力下缓慢生成并供应 气体，通常使用在压力下存储的气体。还提及了化学反应器的使用或烟 火筒的燃烧。烟火筒燃烧时，通过选择推进物的特性、烟火筒的几何形 状和/或用于喷出所述生成的气体的条件等来控制生成的气体的流动速
技术实现思路
本专利技术涉及提供长持续时间、低流动速率和低操作压力的发生器的 操作领域。在这种情况下，本专利技术提出形状简单并满足下列规格要求的烟火颗粒a) 由缓慢的燃烧速率(以确保较长的操作期)和/或较低的燃烧面积与燃烧厚度的比率和/或较低的操作压力(用于低压发生器，以使燃烧速率较低)所致的较长的燃烧时段(50ms[毫秒] lmin[分钟]);b) 燃烧速率对颗粒的操作温度的低依赖性，以确保在-6(TC ll(TC 的极端温度条件下的良好的弹道性能(因此拓展了应用范围(见下)，尤 其是在航空学中)；c) 合适的力学性能(没有粘合剂的介入，粘合剂的存在将对弹道性 能产生不利影响)，尤其有助于在剧烈振动的环境中使用所述颗粒。还有利的是，本专利技术的烟火颗粒不会侵袭使用所述颗粒的气体发生 器和关联系统(也就是说，燃烧时它们既不产生颗粒也不产生腐蚀性物 质)。同样，生成的物质有利地具有低毒性。参考上述规格要求的a)点，本领域的技术人员应当理解本专利技术的烟 火颗粒必须较厚并具有较小的燃烧面积。因此，其必须是大颗粒，比以 上提及的球粒更大。参考上述规格要求的b)点，本领域的技术人员应当理解所述颗粒必须具有低孔隙率。所述的本领域的技术人员还应当意识到制造具有低孔隙率、适宜的 力学性能并且不使用粘合剂的该类型的大颗粒(烟火颗粒)的困难。已 知大尺寸且在其组成中不含粘合剂的烟火颗粒通常具有的孔隙率值对于 其弹道性能，更具体而言对于其燃烧速率是不能接受的。这一点比其操 作温度较高更为重要。具体实施方式令人惊讶的是，本申请人已由特定的氧化性原料和还原性原料得到 了烟火颗粒，所述烟火颗粒具有简单的形状并满足上述规格要求。这样 的烟火颗粒构成了本专利技术的第一方面。所述的本专利技术的烟火颗粒具有包含至少一种(特定的)氧化性原料 和至少一种(特定的)还原性原料，但是不包含粘合剂的组成。在这个 方面，它们是上面提及的球粒型烟火颗粒。本专利技术的烟火颗粒的组合物 通常主要由至少一种该(特定的)氧化性原料和至少一种该(特定的) 还原性原料构成。该烟火颗粒通常主要由一种(特定的)氧化性原料(氧 化剂)和一种(特定的)还原性原料(还原剂)构成。所述至少一种特定的氧化性原料选自硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锶和碱式硝酸铜；和高氯酸铵、高氯酸钾和高氯酸钠；以及 它们的混合物。有利的是，所述氧化性原料包含碱式硝酸铜和/或高氯酸 钾。更有利的是，其由碱式硝酸铜或高氯酸钾构成。优选的是，其由碱 式硝酸铜构成。所述至少一种特定的还原性原料选自硝基胍、硝酸胍和它们的混合 物。优选的是，其由硝酸胍构成。在特征方面，本专利技术所述的烟火颗粒是大体上为圆柱形的块状物厚度大于5 mm;当量直径为10 mm以上；并且孔隙率为1% 8%，包括上下限值。所述(整块的)块状物是大块状物，具有简单的形状和低孔隙率。所述块状物大体上为圆柱形。所述块状物通常但并非排他性地是圆 柱体，或近似(准)圆柱体。本专利技术的颗粒的形状是得到该颗粒的方法的最后步骤——压实步骤 (见下)——所带来的特征。所述块状物可特别由实心(准)圆柱体或(准)圆柱形套筒构成。所提及的颗粒为大物体(厚度大于5mm，当量直径(或者，明确地 说，假设其为正圆柱体时的直径)为10 mm以上)，并相对致密(孔隙率 为1% 8%)。所述颗粒的非限制性尺寸详述如下。其尺寸通常且独立地如下所述块状物的厚度为75mm以下；或 所述块状物的当量直径为75 mm以下。 通常，所述厚度和所述当量直径均为75 mm以下。 根据第一有利实施方式，其尺寸独立地如下所述 块状物的厚度为7.5mm以上；或 所述块状物的当量直径为20 mm以上。通常，在所述第一有利实施方式的说明中，所述厚度和所述当量直 径均如上所述。根据第二有利实施方式，其尺寸独立地如下所述块状物的厚度为10 mm 60 mm (包括端点值10 mm和60 mm);或所述块状物的当量直径为10 mm 60 mm (包括端点值10 mm和 60 mm)。通常，在该第二有利实施方式的说明中，所述厚度和所述当量直 径均为10 mm 60 mm (包括端点值10 mm和60 mm)。特别是，在本专利技术中制造了具有以下给定尺寸的实心圆柱体型的烟火块状物直径为25 mm，且厚度为10 mm; 直径为50mm，且厚度为50mm。此外，已经表明块状物的孔隙率是1% 8% (此处应当注意，以百分数表示的该参数相当于实际密度与理论密度的比率；事实上是与理论密度的差异)。所述孔隙率优选为5%以下。应当指出，所述孔隙率越低，燃烧速率 对颗粒的操作温度的依赖性就越低。此处应当注意的是，已分别得到具有下示孔隙率的尺寸如上所述的 圆柱体型块状物(以非限制性的方式列出)孔隙率为约5% (直径二25mm，且厚度40mm); 孔隙率为约7% (直径=厚度=50 mm)。如上所述，本专利技术的烟火颗粒形状简单，大体上为圆柱形，可以特 别由实心圆柱体或套筒构成。所述套筒的当量内径有利地为大于10 mm; 优选的是，所述当量内径在12 mm 35 mm的范围内(这明显表示所述 套筒的当量直径更大)。关于本专利技术的烟火颗粒的组成，可以进一步提供下述的非限制性的 细节。所述的本专利技术的烟火颗粒组合物有利地包含碱式硝酸铜作为氧化性 原料和硝酸胍作为还原性原料。更有利的是，其包含碱式硝酸铜作为唯 一的氧化性原料和硝酸胍作为唯一的还原性原料。在汽车安全性领域(驾 驶员型安全气囊)中，已知所述碱式硝酸铜/硝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟火颗粒，所述烟火颗粒的组成包括：　至少一种氧化性原料，所述氧化性原料选自硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锶和碱式硝酸铜；和高氯酸铵、高氯酸钾和高氯酸钠；以及它们的混合物；　至少一种还原性原料，所述还原性原料选自硝基胍、 硝酸胍和它们的混合物；并且　不含粘合剂，　其特征在于所述烟火颗粒是大体上为圆柱形的块状物：　厚度大于５ｍｍ；　当量直径为１０ｍｍ以上；并且　孔隙率为１％～８％，包括上下限值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2006-4-4 06511831. 一种烟火颗粒，所述烟火颗粒的组成包括至少一种氧化性原料，所述氧化性原料选自硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锶和碱式硝酸铜；和高氯酸铵、高氯酸钾和高氯酸钠；以及它们的混合物；至少一种还原性原料，所述还原性原料选自硝基胍、硝酸胍和它们的混合物；并且不含粘合剂，其特征在于所述烟火颗粒是大体上为圆柱形的块状物厚度大于5mm；当量直径为10mm以上；并且孔隙率为1％～8％，包括上下限值。2. 如权利要求1所述的烟火颗粒，其特征在于所述块状物的厚度为 7.5 mm以上和/或所述块状物的当量直径为20 mm以上。3. 如权利要求1所述的烟火颗粒，其特征在于所述块状物的厚度和 /或当量直径在10mm 60mm的范围内，包括上下限值。4. 如权利要求1 3中任一项所述的烟火颗粒，其特征在于所述块 状物的孔隙率为5%以下。5. 如权利要求1 4中任一项所述的烟火颗粒，其特征在于所述烟 火颗粒呈套筒状，所述套筒的当量内径有利地为大于10mm。6. 如权利要求1 5中任一项所述的烟火颗粒，其特征在于所述至 少一种氧化性原料由碱式硝酸铜构成。7. 如权利要求1 6中任一项所述的烟火颗粒，其特征在于所述至 少一种还原性原料由硝酸胍构成。8. 如权利要求1 7中任一项所述的烟火颗粒，其特征在于所述烟 火颗粒的组成包括45重量％ 55重量％的硝酸胍； 40重量％ 50重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃莱娜布兰查德，文森特博达尔，乌格斯罗克东，
申请(专利权)人：SNPE巨能材料公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]