本发明专利技术的主要主题为固体产气烟火复合物，所述复合物的组成以重量百分比计包含：60%至70%的硝酸胍；26%至33%、优选26%至30%的高氯酸钾；2.5%至6%的至少一种燃烧改性剂，所述燃烧改性剂选自过渡金属氧化物、该氧化物的前体以及上述物质的混合物；0至6%的至少一种添加剂；并且不包含爆炸成分。这种复合物对于侧面安全气囊的充气尤其有效。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题是产气烟火复合物，该复合物适用于机动车乘员防护系统，更尤其适用于安全气囊充气，最具体来说适用于侧面安全气囊充气(参见下述)。
技术介绍
在过去的二十年，涉及机动车乘员防护的
经历了很大发展。目前最新一代机动车在乘客室内整合了若干安全气囊型的安全系统，该安全系统的运行是通过烟火复合物的燃烧气体完成的。在安全气囊型系统中，主要分为用于正面碰撞的正面安全气囊以及用于侧面碰撞的侧面安全气囊。侧面安全气囊系统与正面安全气囊系统本质上的区别在于安全气囊展开和定位所需要的时间。一般地，侧面安全气囊需要的这一时间较短(约为10ms-20ms，相比之下正面安全气囊需要40ms-50ms)。对于侧面安全气囊，在短时间内充气的功能要求使其需要借助于如下的烟火组合物以获得足够的单位面积充气速率(乘积P XnXTcXVc)，所述组合物在发生器燃烧室中的整个工作压力范围内都拥有足够高的燃烧速率(一般在20MPa下等于或大于30mm/s、或甚至35mm/s) 。此外，为了保证该系统顺利运转，所述烟火组合物必须还具有好的可燃性特征。并且，考虑到所使用的药料(丸型)的表面轮廓通常是渐缩的，该组合物理论上应该在低压下具有稳定且足够高的燃烧速率。事实上，本领域技术人员知晓的是，用于侧面安全气囊的技术要求比用于正面安全气囊的技术要求更为严格。当然，在所述侧面安全气囊领域的任何技术进步也能有利地用于正面安全气囊领域。在本文中，术语“低压”用来定义满足0.1MPa < IOMPa的压力P，术语“中压”用来定义满足IOMPa < 30MPa的压力P，术语“高压”用来定义满足P彡30MPa的压力P。此外，通常通过借助于由尺寸非常小的丸粒(pellets)组成的药料，对用于安全气囊的现有气体发生器中所使用的烟火复合物的低燃烧速率进行补偿。虽然由于造粒机按重量计的产量低以及所产生的加工成本导致并不具有成本效率，然而这使得在一定程度上可部分克服燃烧速率的不足。然而，这一解决方案突出了其他两个缺点:-难以引燃，这一缺陷由于药料初始表面积高而增加，并要求使用增强的引燃剂，或添加起引燃中继物(relay)作用的辅助药料；-由于丸粒尺寸小而造成的燃烧表面急剧缩减，并在低压下产生长的燃烧拖尾(combustion tail)。这一在低压下长的燃烧拖尾是在用于使气囊充气的气体中存在的多数有毒物质的排放来源。因此应当注意的是，所讨论的烟火复合物在整个压力范围内(包括低压下)所需的燃烧速率的增加因而不仅需要增强气体流动速率以达到充气延迟的技术要求，而且需要保证所述复合物不借助使用中继药料时的可燃性以及燃烧产物的无害性。而且，根据燃烧温度，还存在着约束条件。通常来说，所述燃烧温度不能过高(最低限度下必须保持低于2400K，更优选低于2350K)以使安全气囊内的气体温度不致损伤乘员的身体健康。低燃烧温度一方面使得能够限制气囊的厚度，另一方面使得能够通过减少气体发生器内挡板和过滤器的存在而简化所述发生器的设计。侧面安全气囊系统可能需要两种类型的气体发生器:被称为全烟火型(由烟火药料燃烧唯一地提供气体生成)的气体发生器，以及被称为“混合型”(由烟火药料燃烧以及由在密封容器中加压贮存的中性气体(neutral gas)共同产生气体)的气体发生器。对于“混合型”发生器，烟火药料的燃烧温度必须不能过低，这样才能使燃烧气体足够热，以补偿由预压缩的中性气体体积膨胀引起的温度降低。理想情况下，要求燃烧温度高于2000K。因此，本领域技术人员正在寻找适合用于全烟火型气体发生器或混合型发生器的烟火复合物，更尤其是意在用于侧面安全气囊，即同时具有约2000K-2400K，更优选2000K-2350K的适中燃烧温度，并且在整个运行压力范围内(包括低压下)都具有高燃烧速率(特别是在20MPa下高于30mm/s,更优选在20MPa下高于35mm/s)。另外，用于安全气囊的烟火复合物还必须旨在同时符合以下要求:-烟火药料(包含一种或多种化合物)燃烧产生的气体必须是无毒的，即具有低含量的一氧化碳、氮氧化物和含氯化合物；-气体产量(即燃烧产生的气体的量)必须高以产生高充气力；-由燃烧产生的、能构成可损坏安全气囊壁的热点的固体粒子必须保持低的量；-压力指数尤其是在中压和高压下必须尽可能低(如现有技术中的描述，一般低于0.35)，并且在低压下也必须尽可能低。低的压力指数实际上使得能够非常显著地降低在低温极值(_40°C左右)与高温极值(90°C左右)之间的运行变化性，这也是应用方面的要求。其结果为改善运行重复性并有利地减小所述发生器金属结构的尺寸；-其截止燃烧压力(其燃烧的极限压力)必须尽可能接近大气压力。对于所述复合物的基本成分而言，从烟火发生的观点出发不具危险性同样是非常可取的。有利地避免存在属于爆炸物类的成分，如硝基胍、黑索金(heXOgen，RDX)或奥克托今(0Ct0gen，HMX)。术语“爆炸成分”是指根据标准NF T70-502分类属于风险分组1.1的成分(参见UNO-Recommendations relating to the transport of dangerous goods-manualof tests and criteria，第四修订版，ST/SG/AC.10/11/Rev.4, ISBN 92-1-239083-8ISSN1014-7179以及STANAG 4488)。单独使用的硝酸胍和高氯酸钾并非分类属于这一风险分组的成分。尤其是在本专利技术的涵义之内，它们并不构成爆炸成分。在此阶段应当指出的是，即使是以极低水平掺入高能爆炸成分、如硝基胍，也会不利地促使复合物的燃烧温度升高，超出由专利技术人所期望的技术改进需要所确定的2350K的截止阈值。因此，在专利US 6 893 517中所述的主要由胍衍生物(优选硝酸胍)、爆炸性含氮化合物(优选硝基胍)以及无机氧化剂(如高氯酸铵或高氯酸钾)所组成的复合物并不符合本专利技术的技术要求。这些复合物还在其组成中包含低水平的冲击催化剂(ballisticcatalyst)，所述冲击催化剂由过渡金属的含氧化合物组成，优选具有高的比表面积，通常在推进剂(propellant)领域中用于提高中压和高压下的燃烧速率(这一催化剂使氧化药料的分解加速)。在所述专利US 6 893 517 (及其优先权申请EP I 275 629)中所述的用于安全带张紧装置的微型气体发生器通过脉冲运行，要求在中压和高压下具有高的燃烧速率。所讨论的复合物在低压下的压力指数高以及在大气压下不发生燃烧并不是问题，因为在使用所述复合物的情况下，所述压力在烟火作用结束前都不会再次降至低水平。对于气体发生器，这一用于安全带张紧装置的应用并不需要如本专利技术的上下文中(安全气囊，尤其是侧面安全气囊)这样严格的要求，尤其是低压下的高燃烧速率、截止燃烧压力阈值降低(尽可能接近大气压)以及在整个燃烧范围内(特别是低压下)的低压力指数。目前，对于正面安全气囊，在气体温度、气体产量、发射粒子水平和毒性方面提供良好折中的烟火复合物包含作为还原药料的硝酸胍(GN)以及作为氧化药料的碱式硝酸铜(BCN)作为主要成分。专利US 5 608 183和US 6 143 102本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.15 FR 10573531.一种固体产气烟火复合物，所述复合物的组成包含: -硝酸胍；以及 -高氯酸钾； 其特征在于，所述复合物的组成以重量百分比计包含: -60%至70%的硝酸胍； -26%至33%、优选26%至30%的高氯酸钾； -2.5%至6%的至少一种燃烧改性剂，所述燃烧改性剂选自过渡金属氧化物、所述氧化物的前体以及上述物质的混合物； -0至6%的至少一种添加剂；并且 不包含爆炸成分。2.如权利要求1所述的复合物，其特征在于，所述复合物的组成由所述硝酸胍、高氯酸钾、至少一种燃烧改性剂和任选的至少一种添加剂组成。3.如权利要求1或2所述的复合物，其特征在于，所述复合物的组成有至少94wt%、优选至少98wt%、或甚至100wt%由所述硝酸胍、高氯酸钾和至少一种燃烧改性剂构成。4.如权利要求1至3中任一项所述的复合物，其特征在于，所述至少一种燃烧改性剂选自于氧化锌(2]10)、氧化铁^6203)、氧化铬(0203)、二氧化猛(|/[1102)、氧化铜((:110)、碱式硝酸铜(Cu(NO3)2 3Cu(OH)2)以及上述物质的混合物。5.如权利要求1至4中任一项所述的复合物，其特征在于，所述至少一种燃烧改性剂由氧化铜和/或碱式硝酸铜组成。6.如权利要求5所述的复合物，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·马林，斯特凡·伯松布，
申请(专利权)人：海瑞克里兹，
类型：
国别省市：
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