MXPA99000916A

MXPA99000916A - Complejos de metal para usarse como generadores de gas

Info

Publication number: MXPA99000916A
Application number: MXPA/A/1999/000916A
Authority: MX
Inventors: C Hinshaw Jerald; K Lund Gary; W Doll Daniel; J Blau Reed
Original assignee: K Lund Gary; Thiokol Corporation
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2000-07-01

Abstract

La presente invención se refiere a composiciones generadores de gas y métodos para su uso. Los complejos de metal se usan como composiciones generadores de gas. Estos complejos comprenden un patrón o plantilla de catión metálico, un ligando neutro que contiene hidrógeno y nitrógeno, suficiente anión oxidante para equilibrar la carga del complejo, y al menos un compuesto que contiene nitrógeno orgánico que se quema enfrío. Los complejos están formulados de tal manera que cuando el complejo se quema, se produce gas nitrógeno y vapor de agua. Ejemplos específicos de tales complejos incluyen aminas de nitritos metálicos, aminas de nitratos metálicos y complejos de perclorato aminas de metal, asícomo complejos de hidrazina.'Un aglutinante y un co-oxidante se pueden combinar con los complejos metálicos para mejorar la resistencia a la fragmentación o al aplastamiento de las15 composiciones generadores de gas y para permitir la combustión eficiente de aglutinante. Tales composiciones generadores de gas son adaptables para usarse en dispositivos generadores de gas, tales como bolsas de aire para automóviles.

Description

COMPLEJOS DE METAL PARA USARSE COMO GENERADORES DE GAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a complejos de metales de transición o metales alcalinotérreos que son capaces de entrar en combustión para generar gases. En forma más particular, la presente invención se refiere a la provisión de estos complejos que se oxidan rápidamente para producir cantidades significantes de gases, particularmente vapor de agua y nitrógeno.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las composiciones químicas que generan gases son útiles en un número de diferentes contextos. Un uso importante para estas composiciones es en la operación de las "bolsas de aire".' Las bolsas de aire están ganando aceptación al punto que muchos, si no es que la mayoría, de los nuevos automóviles están equipados con estos dispositivos. Recientemente, se equipan muchos nuevos automóviles con múltiples bolsas de aire para proteger al conductor y los pasajeros. En el contexto de bolsas de aire de automóviles, se debe generar suficiente gas para inflar el dispositivo dentro de una fracción de segundo. Entre el tiempo en que se impacta el carro en un accidente, y el tiempo en que el conductor se empujará, por otra parte, contra el volante de conducción, la bolsa de aire debe inflarse completamente. Como consecuencia, se requiere una generación de gas casi instantánea. Existe un número de criterios de diseño, importantes, adicionales que se deben satisfacer. Los fabricantes de automóviles y otros han expuesto los criterios requeridos que se deben cumplir en especificaciones detalladas. La preparación de las composiciones de generación de gas que satisfacen estos criterios importantes de diseño es una tarea extremadamente difícil. Estas especificaciones requieren que la composición de generación de gas produzca gas a una velocidad requerida. Las especificaciones también ponen límites estrictos en la generación de gases tóxicos o peligrosos o sólidos. Los ejemplos de gases restringidos incluyen monóxido de carbono, bióxido de carbono, NOx, S0X, y sulfuro de hidrógeno. El gas se debe generar a una temperatura suficientemente y razonablemente baja de modo que un ocupante del carro no se queme al impactarse en una bolsa de aire inflada. Si el gas producido está sobrecalentado, hay una posibilidad que el ocupante del vehículo de motor se pueda quemar en el impacto justo al impactarse en una bolsa de aire recientemente desplegada. Por consiguiente, es necesario que la combustión del generador de gas y la construcción de la bolsa de aire aisle a los ocupantes del automóvil del calor excesivo. Se requiere todo esto, en tanto que el generador de gas mantenga una velocidad de quemadura adecuada. Otro criterio de diseño, relacionado, pero importante, es que la composición del generador de gas produzca una cantidad limitada de materiales en forma de partículas. Los materiales en forma de partículas pueden interferir con la operación del sistema de restricción complementario, presenten un peligro de inhalación, irriten la piel y los ojos, constituirán un desperdicio sólido peligroso que deba ser tratado después de la operación del dispositivo de seguridad. En ausencia de una alternativa aceptable, la producción de partículas irritantes es uno de los aspectos indeseables, pero tolerados, de los materiales de azida de sodio, corrientemente usados. Además de producir cantidades limitadas, si las hay, de materiales en forma de partículas, se desea que al menos el volumen de estos materiales en forma de partículas se pueda filtrar fácilmente. Por ejemplo, es deseable que la composición produzca una escoria filtrable. Si los productos de reacción forman un material filtrable, los productos se pueden filtrar e impedir que se escapen en el ambiente circundante. Se han procesado materiales tanto orgánicos como inorgánicos como posibles generadores de gas. Estas composiciones generadores de gas incluyen oxidantes y combustibles que reaccionan a velocidades suficientemente altas para producir grandes cantidades de gas en una fracción de un segundo. En la actualidad, la azida de sodio es el material generador de gas, más ampliamente usado y corrientemente aceptado. La azida de sodio satisface nominalmente las especificaciones y parámetros industriales. Sin embargo, la azida de sodio presenta un número de problemas persistentes. La azida de sodio es altamente tóxica como un material de inicio, puesto que su nivel de toxicidad como se mide por LD50 oral en ratas está en el intervalo de 45 mg/kg. Los trabajadores quienes manejan regularmente azida de sodio han experimentado varios problemas de salud tal como jaquecas severas, falta de respiración, convulsiones, y otros síntomas. Además, no importa qué oxidante auxiliar se emplee, los productos de combustión de un generador de gas de azida de sodio incluyen- productos de reacción cáusticos tal como óxido de sodio, o hidróxido de sodio. Se han usado el disulfuro de molibdeno o azufre como oxidantes para la azida de sodio. Sin embargo, el uso de estos oxidantes da por resultado productos tóxicos tal como gas de sulfuro de hidrógeno de materiales corrosivos tal como óxido de sodio y sulfuro de sodio. Los trabajadores de rescate y los ocupantes del automóvil se han quejado tanto del gas de sulfuro de hidrógeno como del poder corrosivo producido por la operación de los generadores de gas basados en azida de sodio.

También se anticipan problemas crecientes en relación a la eliminación de los sistemas de restricción, complementarios, inflados con gases no útiles, por ejemplo, bolsas de aire de automóviles, en los carros demolidos. La azida de sodio que permanece en estos sistemas de restricción complementarios puede extraerse por lixiviación del carro demolido para llegar a ser un contaminante de agua o desperdicio tóxico. Recientemente, algunos han expresado interés acerca de que la azida de sodio podría formar azidas de metales pesados, explosivas o ácido hidrazoico cuando se pone en contacto con los ácidos de las baterías después de la eliminación. Los generadores de gas basados en azida de sodio se usan más comúnmente para el enfriamiento de las bolsas de aire, pero con las desventajas significantes de estas composiciones, muchas composiciones generadoras de gas, alternativas se han propuesto para reemplazar la azida de sodio. La mayoría de los reemplazos propuestos de la azida de sodio, sin embargo, fallan en tratar adecuadamente todos los criterios expuestos anteriormente. Por lo tanto, se apreciará, que, existe un número de criterios importantes para seleccionar las composiciones generadoras de gas para el uso en los sistemas de restricción, complementarios, de automóviles. Por ejemplo, es importante seleccionar materiales de inicio que no sean tóxicos. Al mismo tiempo, los productos de combustión no deben ser tóxicos o peligrosos. A este respecto, las normas industriales limitan las cantidades disponibles de los varios gases y partículas producidas por la operación de los sistemas de restricción, complementarios. Por lo tanto, sería una ventaja significante proporcionar composiciones capaces de generar grandes cantidades de gas que superarán los problemas identificados en la técnica existente. Sería una ventaja adicional proporcionar una generación de gas que se base en materiales de inicio substancialmente no tóxicos y que produzca productos de reacción substancialmente no tóxicos. Sería otra ventaja en la técnica proporcionar una composición generadora de gas que produzca cantidades muy limitadas de desechos tóxicos o irritantes, en forma de partículas y limitados productos gaseosos indeseables. También sería una ventaja proporcionar una composición generadora de gas que forme en la reacción una escoria sólida fácilmente filtrable. Estas composiciones y métodos para su uso se describen y reivindican en la presente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al uso de complejos de metales de transición o metales alcalinotérreos como composiciones generadoras de gas. Estos complejos están comprendidos de un catión metálico y un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno. Se proporcionan uno o más aniones oxidantes para poner en equilibrio la carga del complejo. Los ejemplos de aniones oxidantes típicos que se pueden usar incluyen nitratos, nitritos, cloratos, percloratos, peróxidos y superóxidos. En algunos casos, el anión oxidante es parte del complejo de coordinación del catión metálico. Los complejos se formulan tal que cuando el complejo entra en combustión, se produce una mezcla de gases que contiene gas nitrógeno y vapor de agua. Se puede proporcionar un aglutinante para mejorar la resistencia al molido y otras propiedades metálicas de la composición generadora de gas.

También se puede proporcionar un co-oxidante principalmente para permitir la combustión eficiente del aglutinante. De manera importante, la producción de gases indeseables o material en forma de partículas se reduce substancialmente o se elimina . Los ejemplos específicos de los complejos usados en la presente incluyen aminas de nitrito metálico, aminas de nitrato metálico, aminas de perclorato metálico, hidrazinas de nitrito metálico, hidrazinas de nitrato metálico, hidrazinas de perclorato metálico, y mezclas de los mismos. Los complejos dentro del alcance de la presente invención entran en combustión rápidamente, o se descompone para producir cantidades significantes de gas . Los metales incorporados dentro de los complejos son metales de transición, metales alcalinotérreos, metaloides, o complejos de lantánidos. El metal actualmente preferido es cobalto. Otros metales que también formen complejos con las propiedades deseadas en la presente invención incluyan, por ejemplo, magnesio, manganeso, níquel, titanio, cobre, cromo, zinc, y estaño. Los ejemplos de otros metales incluyen rodio, iridio, rutenio, paladio, y platino. Estos metales no son tan preferidos como los metales mencionados anteriormente, principalmente debido a las consideraciones de costo. El catión de metal de transición o el catión de metal alcalinotérreo actúa como una plantilla o centro de coordinación para el complejo de metal de transición. Como se menciona anteriormente, el complejo incluye un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno. este ligando neutral es preferentemente amoniaco o un ligando de amoniaco substituido tal como hidrazina o un ligando de hidrazina substituida. Si está presente carbono en este ligando neutral, este ligando neutral es preferentemente de naturaleza alifática en lugar de ser aromático. En forma preferente, el ligando neutral se basa substancialmente o totalmente en átomos de nitrógeno e hidrógeno y contiene poco, si lo hay, de átomos de carbono. los ligandos neutrales que contienen hidrógeno y nitrógeno se describen en F.A. Cotton y G. Wilkinson's Advanced Inorganic Chemistry, A Comprehensive Text, 4a Ed., Wiley- Interscience , 1980, páginas 118-1132, que se incorpora de este modo por referencia. Los ligandos neutrales actualmente preferidos son NH3 y N2H.. También se pueden coordinar uno o más aniones oxidantes con el catión metálico. Los ejemplos de complejos metálicos dentro del alcance de la presente invención incluyen Cu (NH3) . (N03) 2 (nitrato de tetraaminacobre (II), Co (NH3) 3 (N02) 3 ( trinitrotriaminacobalto (III)), Co (NH3) 6 (CIO . ) 3 (perclorato de hexaaminacobalto (III), Co (NH3) 6 (N03) 3 (nitrato de hexaaminacobalto (III)), Zn (N2H4 ) 3 (N03) 2 (nitrato de tris-hidrazina- zinc ) , Mg (N2H4 ) 222 (CIO. ) 2 (perclorato de bis-hidrazina-magnesio) , y Pt (N02) 2 (NH2NH2) 2 (nitrito de bis-hidrazina-platino (II) . Está dentro del alcance de la presente invención incluir complejos metálicos que contienen un ligando común además de ligando neutral. Unos pocos ligandos comunes típicos incluyen: agua (H20), hidroxo (OH), carbonato (C0 ), oxalato (C204), ciano (CN) , isocianato (NC) , cloro (Cl), fluoro (F), y ligandos similares. Los complejos metálicos dentro del alcance de la presente invención también se proponen para incluir un contra ion común, además del anión oxidante, para ayudar en poner en equilibrio la carga del complejo. Unos pocos contraiones comunes típicos incluyen: hidróxido (OH"), cloruro (Cl") , fluoruro (F~), cianuro (CN") , carbonato (CO) , carbonato (C03-2) fosfato (PO."3), oxalato (C20.-2), borato (B04"5), amonio (NH/), y similares . Se observó que los complejos metálicos que contienen los ligandos neutrales descritos y los aniones oxidantes entran en combustión rápidamente para producir cantidades significantes de gases. La combustión se puede iniciar por la aplicación de calor o por el uso de dispositivos encendedores, convencionales .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como se discute anteriormente, la presente invención se refiere a composiciones generadoras de gas que contienen complejos de metales de transición o metales alcalinotérreos. Estos complejos están comprendidos de una plantilla de catión metálico y un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno. Se proporcionan uno o más aniones oxidantes para poner en equilibrio la carga del complejo. En algunos casos, el anión oxidante es parte del complejo de coordinación con el catión metálico. Los ejemplos de aniones oxidantes típicos que se pueden usar incluyen nitratos, nitritos, cloratos, percloratos, peróxidos y superóxidos. Los complejos se pueden combinar con un aglutinante o mezclas de aglutinantes para mejorar la resistencia al molino y otras propiedades metálicas de la composición generadora de gas. Se puede proporcionar un co-oxidante principalmente para permitir la combustión eficiente del aglutinante. Los complejos metálicos que incluyen al menos un ligando común además del ligando neutral también se incluyen dentro del alcance de la presente invención. Como se usa en la presente, el término ligando común incluye ligandos bien conocidos usados por los químicos inorgánicos para preparar complejos de coordinación con cationes metálicos. Los ligandos comunes son preferentemente iones poliatómicos o moléculas, pero algunos iones monoatómicos, tal como iones de halógeno, también se pueden usar. Los ejemplos de ligandos comunes dentro del alcance de la presente invención incluyen aquo .(H20) , hidroxo (OH) , perhidroxo (02H) , peroxo (02), carbonato (C03), oxalato (C204), carbonilo (CO) , nitrosilo (NO) , ciano (CN) , isocianato (NC) , isotiocianato (NCS), tiocianato (SCN), cloro (Cl), fluoro (F), amido (NH2), imido (NH), sulfato (SO.), fosfato (PO.), ácido tetraetilendiaminatetracético (EDTA), y ligandos similares. Ver, F. Albert Cotton y Geoffrey Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, 2a ed., John Wiley & Sons, pp . 139-142, 1966 y James E. Huheey, Inorganic Chemistry, 3a ed., Harper & Row, pp . A-97-A-107, 1983, que se incorporan en la presente por referencia. Las personas expertas en la técnica apreciarán que los complejos metálicos adecuados dentro del alcance de la presente invención se pueden preparar conteniendo un ligando neutral y otro ligando no listado anteriormente. En algunos casos, los complejos pueden incluir un contraion común, además del anión oxidante, para ayudar a poner en equilibrio la carga del complejo. Como se usa en la presente, el término contraion común incluye aniones bien conocidos y cationes usados por químicos inorgánicos como contraiones. Los ejemplos de contraiones comunes dentro del alcance de la presente invención incluyen hidróxido (OH") , cloruro (Cl") , fluoruro ( F" ) , cianuro (CN"), tiocianato (SCN"), carbonato (C03"2), sulfato (SO.-2), fosfato (PO."3), oxalato (C20.~2), borato (BO."2), amonio (NH/), y similares. Ver, Whitten, K.W., y Gailey, K.D., General Chemistry, . Saunders College Publishing, p. 167, 1981 y James E. Huheey, Inorganic Chemistry, 3a ed., Harper & Row, pp . A-97-A-103, 1983, que se incorporan en la presente por referencia. Los ingredientes generadores de gas se formulan tal que cuando la composición entra en combustión, se producen gas nitrógeno y vapor de agua. En algunos casos, se producen pequeñas cantidades de dióxido de carbono y monóxido de carbono, si un aglutinante, co-oxidante, ligando común o anión oxidante contiene carbono. El carbono total en la composición generadora de gas se controla cuidadosamente para prevenir la generación excesiva de gas de CO. La combustión del generador de gas toma lugar a una velocidad suficiente para calificar estos materiales para el uso como composiciones generadoras de gas en bolsas de automóvil y otros tipos similares de dispositivos. De manera importante, la producción de otros gases indeseable o material en forma de partículas se reduce substancialmente, o se elimina. Los complejos que caen dentro del alcance de la presente invención incluyen aminas de nitrato metálico, aminas de nitrito metálico, aminas de perclorato metálico, hidrazinas de nitrito metálico, hidrazinas de nitrato metálico, hidrazinas de perclorato metálicos, y mezclas de los mismos. Los complejos de amina metálicos se definen como complejos de coordinación que incluyen amoniaco como ligando de coordinación. Los complejos de amina también pueden tener uno o más aniones oxidantes, tal como nitrito (N02") , nitrato (N03") , clorato (C103"), perclorato (CIO/), peróxido (022"), y superóxido (02") , o mezclas de los mismos, en el complejo. La presente invención también se refiere a Complejos similares de hidrazina metálicos que contienen los aniones oxidantes correspondientes. Se sugiere que durante la combustión de un complejo que contiene nitrito y grupos amoniaco, y nitrito y grupos amoniaco se someten a una reacción de diazotización. Esta reacción es similar, por ejemplo, a la reacción de nitrito de sodio y sulfato de amonio, que se expone como sigue: 2NaNo2 + (NH/2SO4 ? Na2S04 + 4H20 + 2N_ Las composiciones tal como nitrito de sodio y sulfato de amonio en combinación tienen poca utilidad como substancias generadoras de gas. Estos materiales se observan que sufren reacciones de metátesis que dan por resultado nitrito de amonio inestable. Además, tienen estabilidad limitada a las sales de nitrito, más simples. En contraste, los complejos metálicos usados en la presente invención son materiales estables que, en ciertos casos, son capaces de sufrir el tipo de reacción expuesto anteriormente. Los complejos de la presente invención también producen productos de reacción que incluyen cantidades deseables de gases no tóxicos tal como vapor de agua y nitrógeno. Además, un metal estable, o escoria de óxido de metal se forma. De esta manera, las composiciones de la presente invención evitan varias de las limitaciones de las composiciones existentes generadoras de gas de azida de sodio. Cualquier metal de transición, metal alcalinotérreo, metaloide, o metal de lantánidos que sea capaz de formar los complejos descritos en la presente es un candidato potencial para el uso en estas composiciones generadoras de gas. Sin embargo, las consideraciones tal como el costo, la actividad, estabilidad térmica, y toxicidad pueden limitar el grupo de metales más preferido. El metal actualmente preferido es cobalto. El cobalto forma complejos estables que son relativamente baratos. Además, los productos de reacción de la combustión del complejo de cobalto son relativamente no tóxicos. Otros metales preferidos incluyen magnesio, manganeso, cobre, zinc, y estaño. Los ejemplos menos preferidos pero útiles de metales incluyen níquel, titanio, cromo, rodio, iridio, rutenio, y platino. Unos pocos ejemplos representativos de complejos de amina dentro del alcance de la presente invención, y las reacciones de descomposición de generación de gas, asociadas, son como sigue: Cu(NH,)2(NO,)a - CuO + 3H20 + 2N, 2Co(NH3)3(N02)3 ? 2CoO + 9H20 + 6N2 + M02 2Cr(NH3)3(N02)3 ? Cr2Oa + 9H20 + 6N2 (Cu(NH3) (N03)2 - Cu + 3N2 + 6H20 2B + 3C?(NH3)6C?(N02)4 ? 6C0O + B203 + 27H20 18N, Mg + Co(NHJ) (N02)2Co(NH3)3(N02)< - 2CoO + 10[Co(NH3)« (N02)2] (NO,) * 2Sr{N03)2 ? lOCoO + 2SrO + 37N2 + 60H2O 18ÍC?(NH,)ß] (N03)3 * 4Cu2(OH)3N03 - I8C0O + 8Cu + 83N2 + 168H20 2{C?(NK,) (N03)3 + 2NH,N03 -* 2Co0 + 11N2 + 22H70 TiCl«(NH3)2 + 3Ba02 ? TiOa + 2BaCl2 + BaO + 3H20 + N2 4[Cr(NH3)sOH) (CIO/, + [SnCl« (NHj)2] ? 4CrCl3 + SnO + 35H20 + 11N2 10 [Ru(NH3)sN2] (NOj)2 + 3Sr(N03)3 ? 3SrO + lORu + 8N2 + 75H20 [Ni(H,0)a(NH,)4] (N03)2 - Ni * 3N2 + 8H30 2 [Cr(02)2(NH3) j] + 4 NH,N03 - 7Na + 17H20 + C^O, 8(Ni(CN)2(NH3)]-CíHí+43KC10< - 8NiO+43KCl + 64C02 + 12N2 + 36H20 2[Sm(02)3(NH3)] + 4[Gd.NH3)5] (ClO«) , - Sm2Oj + 4GdCl3 + 19N2 + 57H20 2Er(N03)3(NH3)3 + 2[Co(NH,)ß] (N03)3 - Er203 + 12COO + 60N2 + 117H20 Unos pocos ejemplos representativos de complejos de hidrazina dentro del alcance de la presente invención, y reacciones generadoras de gas, relacionadas, son como sigue: 52n(N2H,) (N03)2 + Sr(N03)2 ? 5ZnO + 21N2 + 30H2O + SrO Co(N2H4)3(NO,)2 ? Co + 4N2 + 6H2O 3Mg(N2H4)2(ClO4)2 + 2Si.N4 ? 6SiO2 + 3MgCl2 + 10N2 + 12H2O 2Mg(N2H4)2(NO3)2 + 2[Co(NHJ)«(N02)2]NO2?2MgO + 2CoO + 13N2 + 20H2O Pt(NO2)2(N2H4)2 ? Pt 3N2 + 4H2O [Mn(N2H4)3] (NO3)2 + Cu (OH), ? Cu + MnO + 4N, + 7H20 2 [ a(N2H4)4(N03)] (NO,)a + H4NO3 - a2O, + 12N2 + 18H2O Mientras que los complejos de la presente invención son relativamente estables, también es simple iniciar la reacción de combustión. Por ejemplo, si los ejemplos se ponen en contacto con un alambre caliente, se observan reacciones rápidas de combustión productoras de gas. De manera similar, es posible iniciar la reacción por medio de los dispositivos encendedores convencionales. Un tipo de dispositivo encendedor incluye una cantidad de granulos o pelotillas de B/KN03 que se ponen en combustión, y que a su vez es capaz de poner en combustión o encender las composiciones de la presente invención. Otro dispositivo encendedor incluye una cantidad de granulos de Mg/Sr (N03) 2/nilón . También es importante señalar que muchos de los complejos definidos anteriormente sufren una descomposición "estioquiométrica" . Esto es, los complejos se descomponen sin que reaccionen con ningún otro material para producir grandes cantidades de nitrógeno y agua, y un metal u óxido metálico. Sin embargo, para ciertos complejos, puede ser deseable adicionar un combustible u oxidante al complejo a fin de asegurar la reacción completa y eficiente. Estos combustibles incluyen, por ejemplo, boro, magnesio, aluminio, hidruros de boro o aluminio, carbono, silicio, titanio, circonio, y otros materiales combustibles, convencionales, similares, tal como los aglutinantes orgánicos convencionales. Las especies de oxidantes incluyen nitratos, nitrito, cloratos, percloratos, peróxidos, y otros materiales oxidantes similares.

De esta manera, mientras que la descomposición estioquiométrica es atractiva debido a la simplicidad de la composición y reacción, también es posible usar complejos para los cuales no sea posible la descomposición estioquiométrica. Como se menciona anteriormente, los complejos de nitrato y perclorato también caen dentro del alcance de la invención. Unos pocos ejemplos representativos de estos complejos de nitrato incluyen: Co (NH3) 6 (N03) 3, Cu (NH3 ) . (N03) 2, [Co (NH3) 5] (N03) ] (N03)2, [Co (NH3) 5 (N02) ] (N03)2, [ (Co (NH3) 5 (H20) ] (N03) 5. Unos pocos ejemplos representativos de complejos de perclorato dentro del alcance de la presente invención incluyen: [Co (NH3)6. (C10/3, [C?(NH3)5(N02) ] CIO., [Mg(N2H/2] (C10.)2. La preparación de los complejos de amina de nitrito o nitrato metálico, de la presente invención, se describen en la literatura. De manera específica, se hace referencia a Hagel et al., "The Traiamines of cobalt (III) . I. Geometrical Iso ers of trini trotriamminecobalt (III)", 9 Inorganic Chemistry 1496 (Junio de 1970); G. Pass y H. Sutcliffe, Practical Inorganic Chemistry, 2a Ed., Chap an & Hull, New York, 1974, Shibata et al., "Synthesis of Nitroammine- and Cyanoammine-cobalt (III) Complexes With Potassium tricarbonatocobaltate (III) as the Starting Material," 3 Inorganic Chemistry 1573 (Nov. 1964); Wieghardt et al., "µ-carboxilatodi-µ-hidroxo-bis [ triamminecobal t (III)] Complexes," 23 Inorganic Synthesis 23 (1985); Laing, "mer- and fac- [ Co (NH3) 3N02 ) 3] : Do They Exist?" 62 J.

Chem Educ, 707 (1985); Siebert, "Isomere des Trinitrotri-amminkobalt (III)," 441 Z. Anorg. Allg. Chem. 47 (1978); todos los cuales se incorporan en la presente por esta referencia. Se sintetizan por métodos similares los complejos de amina de perclorato de metal de transición. Como se menciona anteriormente, los complejos de amina de la presente invención son en general estables y seguros para el uso en la preparación de formulaciones generadoras de gas . La preparación de complejos de hidrazina de perclorato, nitrato y nitrito, metálicos también se describe en la literatura. Se hace referencia específica a Patil et al., "Synthesis and characterization of Metal Hydrazine Nitrate, Azide, and Perchlorate Complexes," 12 Synthesis and Reactivity In Inorganic and Metal Organic Chemistry, 383 (1982); Klyichnikov et al., "Preparation of some Hydrazine Compounds of Palladium," 13 Russian Journal of Inorganic Chemistry, 416 (1968); Klyichnikov et al., "Conversión of Mononuclear Hydrazine Complexes of Platinum and Palladium Into Binuclear Complexes," 36 Ukr . Khim. Z .. , 687 (1970) . Los complejos descritos se pueden procesar en granulos o pelotillas útiles para el uso en los dispositivos generadores de gas. Estos dispositivos incluyen sistemas de restricción, complementarios, de bolsa de aire de automóvil. Estas composiciones generadoras de gas comprenderán una cantidad de los complejos descritos y de manera preferente a un aglutinante y un co-oxidante. Las composiciones producen una mezcla de gases, principalmente nitrógeno y vapor de agua, en la descomposición o quemado. El dispositivo generador de gas también incluirá un medio para iniciar la combustión de la composición, tal como un alambre caliente o encendedor. En el caso de un sistema de bolsa de aire de automóvil, el sistema incluirá las composiciones descritas anteriormente; una bolsa de aire plegada, inflable; un medio para encender la composición generadora de gas dentro del sistema de bolsa de aire. Los sistemas de bolsa de aire de automóvil son bien conocidos en la técnica. Los aglutinantes típicos usados en las composiciones generadoras de gas de la presente invención incluyen aglutinantes usados convericionalirtente en composiciones propulsoras, pirotécnicas y explosivas que incluyen, pero no se limitan a, lactosa, ácido bórico, silicatos que incluyen silicato de magnesio, carbonato de polipropileno, polietilenglicol, gomas que se presentan de manera natural tal como goma de guar, goma de acacia, celulosas modificadas y almidones (una discusión detallada de estas gomas se proporciona por C.L. Mantell, The Water-Soluble Gums , Reinhold Publishing Corp., 1947, que se incorpora en la presente por referencia, ácidos poliacrílicos nitrocelulosa, poliacrilamida, poliamidas, incluyendo nilón, y otros aglutinantes poliméricos convencionales. Estos aglutinantes mejoran las propiedades mecánicas o proporcionan una resistencia mejorada al molido. Aunque se pueden usar aglutinantes inmiscibles en agua en la presente invención, se prefiere corrientemente usar aglutinantes solubles en agua. La concentración del aglutinante está preferentemente en el intervalo desde 0.5 hasta 12 % en peso, en forma más preferente desde 2 % hasta 8 % en peso de la composición generadora de gas. Los solicitantes han encontrado que la adición de carbono tal como negro de carbón o carbón activado a las composiciones generadoras de gas mejora la acción aglutinante quizá de manera significativa al reforzar el aglutinante de esta manera, formando un microcompuesto . Las mejoras en la resistencia del molido del 50 % al 150 % se han observado con la adición de negro de carbón a las composiciones dentro del alcance de la presente invención. Se mejora la reproducibilidad balística conforme se incrementa la resistencia al molido. La concentración de carbono está preferentemente en el intervalo de 0.1 % hasta 6 % en peso, en forma preferente desde 0.3 hasta 3 % en peso de la composición generadora de gas. El co-oxidante puede se un oxidante convencional tal como perclorato, clorato, peróxidos, nitritos, y nitratos, alcalinos, alcalinotérreos, de lantánidos o de amonio, que incluyen, por ejemplo Sr(N03)2/ NH.ClO., KN03, y (NH/ 2Ce (N03) 6.

El co-oxidante también puede ser un agente oxidante que contiene metal tal como óxidos metálicos, hidróxidos metálicos, peróxidos metálicos, óxidos metálicos hidratados, hidróxidos de óxidos metálicos, óxidos anhídridos metálicos, y mezclas de los mismos, incluyendo aquellos descritos en la Patente de los Estados Unidos No. 5,439,537 emitida el 8 de Agosto de 1995, titulada "Thermite Compositions for Use as Gas Generants," que se incorpora en la presente por referencia. Los ejemplos de óxidos metálicos incluyen, entre otros, los óxidos de cobre, cobalto, manganeso, tungsteno, bismuto, molibdeno, y hierro, tal como CuO, Co203, CO3O4, CoFe204, Fe203, M0O3, Bi2Mo06, y Bi203. Los ejemplos de hidróxidos metálicos incluyen, entre otros, Fe(OH)3, Co(OH)3, Co(OH)2, Ni(OH)2, Cu(OH)2, y Zn(OH)2. Los ejemplos de hidratos de óxidos metálicos y óxidos anhidros metálicos incluyen, entre otros Fe203'xH20, Sn02'xH20 y Mo03"H20. Los ejemplos de hidróxidos de óxidos metálicos incluyen, entre otros, CoO(OH)2, FeO(OH)2, MnO(OH) y MnO(OH)3. El co-oxidante también puede ser un carbonato de metal básico tal como hidróxidos de carbonato de metal, óxidos de carbonato de metal, óxidos de hidróxidos de carbonato de metal, e hidratos y mezclas de los mismos, y un nitrato de metal básico tal como nitratos de hidróxido metálico, óxidos de nitrato de metal, e hidratos y mezclas de los mismos, incluyendo aquellos oxidantes descritos en la Patente de los Estados Unidos No. 5,429,691, titulada "Thermite Compositions for use as Gas Generants", que se incorpora en la presente por referencia. La Tabla 1, a continuación, lista los ejemplos de los carbonatos de metal, básicos, típicos capaces de funcionar como los co-oxidantes en las composiciones de la presente invención: Tabla 1 Carbonatos de Metal, Básicos Cu (C03) ?-x'Cu (OH) 2x, por ejemplo, CuC03'Cu (OH) 2 (malaquita) Co (C03) i-x (OH) 2? , por ejemplo, 2Co (C03) '3Co (OH) 2-H20 CoxFe? (C03) 2 (OH) 2, por ejemplo, Coo.09Feo.34 (C03) 0.2 (OH) 2 Na2 [Co (C03) 3] -3H20 Zn(C03) ?-? (OH) 2x, por ejemplo, Zn2 ( C03) ( OH) 2 BiAMgB(C03)c(OH)D, por e j emplo, Bi2Mg(C03)2 (0H)4 Fe(C03) ?-x(0H)3?, por e j emplo, Cu2-xZnx (C03) ?-? (OH) 2?, por ejemplo, Cui.f .Zn0.,6 (C03) (OH) 2 CO?Cu2-? (CO3) ?-x (OH) 2?, por ejemplo COO.HCUO.SI (C03) 0.43 (OH) 1.1 TiABiB (C03) x (OH)?(0) z (H20) C por ejemplo, Ti3Bi4 (C03) 2 (OH) 2O9 (H20) 2 (BiO)2C03 La Tabla 2, a continuación, lista los ejemplos de los nitratos de metal básicos capaces de funcionar como co-oxidantes en las composiciones de la presente invención.

Tabla 2 Nitratos de Metal, Básicos Cu2(OH)3N03 (gehardita) Co2 (OH) 3N03 CuxCo2.? (OH) 3NO3, por ejemplo, CuCo(OH)3N05 Mn (OH) 2N03 Fe (N03) n (OH) 3-n, por ejemplo, Fe4 (OH) uNCV 2H20 MO (N03) 202 BiON03'H20 Ce (OH) (N03)3'3H20 En ciertos casos, también se realiza al usar mezclas de estos agentes oxidantes a fin de mejorar las propiedades balísticas o minimizar la filtrabilidad de la escoria formada de la combustión de la composición. Las presentes composiciones también pueden emplear aditivos usados convencionalmente en las composiciones generadoras de gas, propulsores, y explosivos, tal como modificadores de la velocidad de combustión, formadores de escoria, agentes de liberación, y aditivos que remuevan de manera efectiva el N0X . Los modificadores típicos de la velocidad de combustión incluyen: Fe20 , K2B?2H_2, Bi2Mo06, y polvo o fibras de carbono de grafito. Un número de agentes de formación de escoria se conocen e incluyen, por ejemplo, arcillas, talcos, óxido de silicio, óxidos alcalinotérreos, hidróxidos, oxalatos, de los cuales son de ejemplo el carbonato de magnesio y el hidróxido de magnesio. También se conocen un número de aditivos y/o agentes, para reducir o eliminar los óxidos de nitrógeno de los productos de reacción de una composición generadora de gas. Incluyendo las sales de metales alcalinos y complejos de tetrazoles, aminotetrazoles , triazoles y heterocíclicos de nitrógeno relacionados de los cuales son de ejemplo el aminotetrazol de potasio, carbonato de sodio, y carbonato de potasio. La composición también puede incluir materiales que facilitan la liberación de la composición de un molde tal como grafito, sulfuro de molideno, estearato de calcio, o nitruro de boro. Las ayudas de ignición/modificadores de la velocidad de combustión, típicos, que se pueden usar en la presente incluye óxidos de metales, nitratos y otros compuestos tal como por ejemplo, Fe203, K2B12H?2'H20, BiO(N03), Co203/ CoFe204, CuMoO., Bi2Mo06, Mn02, Mg (N03) 2-?H20, Fe (N03) 3'xH20, Co (N03) 2 'xH20 y NH4N03. Los refrigerantes incluyen hidróxido de magnesio, oxalato cúprico, ácido bórico, hidróxido de aluminio, y ácido silicotungstico . Los refrigerantes tal como hidróxido de aluminio y ácido silicotungstico también pueden funcionar como intensificadores de escoria. Se apreciará que muchos aditivos anteriores pueden realizar múltiples funciones en la formulación generadora de gas tal como un cooxidante o como un combustible, dependiendo del compuesto. Algunos compuestos pueden funcionar como un co-oxidante, modificador de la velocidad de combustión, refrigerante, y/o formador de escoria. Varias propiedades importantes de las composiciones generadoras de gas de nitrato de hexaaminacobalto (III), típicas, dentro del alcance de la presente invención se han comparado con aquellas de las composiciones generadoras de gas, comerciales, de azida de sodio. Estas propiedades ilustran las diferencias significantes entre las composiciones generadoras de gas, de azida de sodio, convencionales, y las composiciones generadoras de gas dentro del alcance de la presente invención. Estas propiedades se resumen a continuación: El término "fracción de generador de gas" significa la fracción en peso del gas generador por peso del generador de gas. Las composiciones típicas generadoras de gas de nitrato de hexaaminacobalto (III) tienen temperaturas de flama más preferidas en el intervalo de 1850°K a 1900°K, la fracción de gas del generador en el intervalo de 0.70 a 0.75, el contenido total de carbono en el generador en el intervalo de 1.5 % a 3.0 %, la velocidad y combustión del generador a 70.31 kg/cm2 (1000 psi) en el intervalo de 0.2 ips a 0.35 ips, y el área superficial del generador en el intervalo de 2.5 cm2/g a 3.5 cm2/g. Las composiciones generadoras de gas de la presente invención se adaptan fácilmente para el uso con la tecnología convencional de infladores híbridos de bolsas de aire. La tecnología de infladores híbridos se basa en el calentamiento de un gas inerte almacenado (argón o helio) a una temperatura deseada al quemar una pequeña cantidad del propulsor. Los infladores híbridos no requieren filtros de enfriamiento usados con los infladores pirotécnicos par enfriar los gases de combustión, debido a que los infladores híbridos son capaces de proporcionar un gas de menor temperatura. La temperatura de descarga del gas se puede cambiar selectivamente al ajustar la relación del peso del gas inerte al peso del propulsor. Entre mayor sea la relación del peso de gas al peso de propulsor, más fría será la temperatura de descarga del gas.

Un sistema de generación de gas, híbrido comprende un tanque de presión que comprende una abertura rompible, una cantidad predeterminada de gas inerte colocada dentro del tanque de presión; un dispositivo generador de gas para producir gases de combustión caliente y que tiene un medio para romper la abertura rompible; y un medio para encender la composición generadora de gas. El tanque tiene una abertura rompible que se puede romper por un pistón cuando se enciende el dispositivo generador de gas. El dispositivo generador de gas se configura y coloca con relación al tanque de presión de modo que los gases de combustión caliente se mezclen con el gas inerte, y calienten al mismo. Los gases inertes adecuados incluyen, entro otros, argón, helio y mezclas de los mismos. Los gases mezclados y calentados salen del tanque de presión a través de la abertura y finalmente salen del enfriador híbrido y despliegan una bolsa o balón inflable, tal como una bolsa de aire de automóvil. Las modalidades preferidas de la invención producen productos de combustión con una temperatura mayor -de aproximadamente 800°K, el calor del cual se transfiere al gas inerte más frío provocando una mejora adicional en la eficiencia del sistema de generación de gas, híbrido. Los dispositivos de generación de gas, híbridos para las aplicaciones de restricción de seguridad, complementarias, se describen en Frantom, Hybrid Airbag Inflator Technology, Airbag Int ' 1 symposium on Sophisticated Car Occupant safety Systems , (Weinbrenner-Saal , Alemania, Nov. 2-3, 1992) . Una modalidad adicional, preferida de la presente invención es la incorporación de al menos un compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío, tal como por ejemplo, nitrato de guanidina en la composición generadora de gas. Un compuesto de nitrógeno orgánico, de quemado en frío es un compuesto que tiene un calor de formación relativamente bajo. En general, el calor de formación del compuesto de quemado en frío puede ser menor de aproximadamente -400 cal/g, y en forma preferente, menos de aproximadamente -600 cal/g. El calor de formación para el nitrato de guanidina, por ejemplo, es de aproximadamente -747 cal/g. En esta modalidad preferida, el compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío no es el combustible principal de la formación pero es un combustible secundario. Los combustibles ya descritos anteriormente, tal como por ejemplo, nitrato de hexaaminacobalto puede servir como el combustible principal. Además, una substancia tal como nitrato de guanidina también puede tener alguna capacidad oxidante debido a la presencia de por ejemplo, el grupo de nitrato. Sin embargo, el compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío no es el agente oxidante principal. Sin embargo, puede actuar como un agente oxidante secundario o como un co-oxidante junto con las otras substancias oxidantes o co-oxidantes señaladas anteriormente, tal como por ejemplo, nitrato de cobre básico. Además del nitrato de guanidina, los compuestos de nitrógeno, orgánicos, de quemado en frío, adicionales, para esta modalidad preferida incluyen sales de guanidina tal como por ejemplo, la sal de carbonato y derivados de guanidina tal como por ejemplo, nitrato de aminoguanidina, nitrato de diaminoguanídina, nitrato de triaminoguanidina, nitroguanidina, urea, resina, complejos de glicina-nitrato de amonio, y dinitrato de et i len-dimaina . Sin embargo, se prefiere el nitrato de guanidina.

Las mezclas de los compuestos de nitrógeno, orgánicos, de quemado en frío se pueden usar. En principio, para esta modalidad preferida, la cantidad del compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío incorporado en la composición, puede ser en general más de 0 % en peso, y menos de aproximadamente 40 % en peso, y en forma preferente, entre aproximadamente 5 % en peso y aproximadamente 30 % en peso, y en forma más preferente entre aproximadamente 10 % en peso y aproximadamente 25 % en peso. Esta modalidad de la presente invención no se limita por teoría, sin embargo, y en la práctica, la cantidad se puede determinar por una persona experta en la técnica dependiendo de qué características de desempeño son las más importantes para la aplicación particular de la bolsa de aire . En esta modalidad preferida, el uso del compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío da por resultado alta producción de gas con una filtrabilidad substancialmente mejorada de la escoria producida de la combustión. Además, el costo total de la composición se puede reducir con un compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío, relativamente menos costoso, tal como un nitrato de guanidina reemplaza un ingrediente relativamente más costoso, tal como por ejemplo, nitrato de hexaaminacobalto. En principio, la cantidad de N0X también se puede reducir. En esta modalidad preferida, las composiciones generadoras de gas comprenden compuestos de nitrógeno, orgánicos, de quemado en frío, y además, también comprenden: 1) al menos un combustible principal tal como un complejo metálico tal como por ejemplo, nitrato de hexaaminacobalto, Co (NH3) e (N03) 3, que es diferente del compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío, 2) un cooxidante tal como por ejemplo, nitrato de cobre básico, Cu2(0H)3N03, que es diferente que el compuesto de nitrógeno, inorgánico, de quemado en frío, y 3) un aglutinante que es preferentemente un aglutinante soluble en agua tal como por ejemplo, goma de guar. En general, en esta modalidad preferida, los combustibles, co-oxidantes , y aglutinantes se pueden usar que se han descrito previamente en la presente. Sin embargo, los ejemplos preferidos de combustibles para esta modalidad preferida incluyen complejos de cobalto-amina, y nitrato de hexaaminacobalto que es particularmente preferido.

Los ejemplos preferidos de co-oxidante incluyen carbonatos de metales básicos, nitratos de metales básicos, óxidos metálicos, nitratos metálicos e hidróxidos metálicos. El nitrato de cobre básico es particularmente preferido. Los ejemplos preferidos de aglutinantes incluyen polímeros solubles en agua o substancialmente solubles en agua, que incluyen goma. La goma de guar es particularmente preferida. Las cantidades de los ingredientes como el combustible, co-oxidante y aglutinante en esta modalidad preferida se pueden determinar fácilmente por una persona experta en la técnica en vista de la presente descripción. Sin embargo, en particular, la cantidad de combustible principal, que con la excepción del compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío, puede estar en general entre aproximadamente 30 % y aproximadamente 90 % en peso, en forma preferente, entre aproximadamente 40 % en peso y aproximadamente 75 % en peso. La suma de la cantidad del co-oxidante, tomada junto con la cantidad del compuesto de nitrógeno, orgánico de quemado en frío, puede estar en general entre aproximadamente 10 % en peso y aproximadamente 60 % en peso, y de manera preferente, ente aproximadamente 15 % en peso y aproximadamente 50 % en peso. La cantidad de aglutinante puede estar en general entre aproximadamente 0.5 % en peso y aproximadamente 12 % en peso, y en forma preferente entre aproximadamente 2 % en peso y aproximadamente 10 % en peso, y en forma más preferente, entre aproximadamente 3 % en peso y aproximadamente 6 % en peso. Aunque en teoría, las composiciones se usan en general tal que se pone en equilibrio estequiométrico en la práctica, las composiciones frecuentemente son al menos ligeramente ricas en combustible, aunque son posible en principio composiciones ligeramente ricas en oxígeno. Típicamente, el nivel de los ingredientes se ajusta para dar el mejor equilibro de desempeño con respecto a por ejemplo, gases afluentes y características de escoria. De manera preferente, las composiciones también contienen pequeñas cantidades de carbono tal como por ejemplo, negro de carbón como un aditivo balístico o modificador de la velocidad de combustión, aunque esto es opcional. La cantidad de negro de carbón, típicamente, puede ser menor de aproximadamente 2 % en peso, y en forma preferente, menos de 1 % en peso.

El compuesto de nitrógeno, orgánico, de quemado en frío se puede usar para reemplazar parcialmente el ingrediente de combustible. En este caso, la cantidad de co-oxidantes se puede incrementar para mantener la estequio etría deseada. Esto puede dar por resultado ahorros en el costo de vida, por ejemplo, a que tanto el nitrato de cobre básico como el nitrato de guanidina son significadamente menos costosos que el nitrato de hexaaminacobalto. Sin embargo, de manera sorprendente, el desempeño completo en el generador se mantiene a pesar del reemplazo. El mantenimiento del desempeño completo se logra a partir de una perspectiva de volumen debido a que la densidad de la mezcla se incrementa conforme se i plementa la proporción relativa del nitrato de cobre básico. En general, se cree que ocurre poca reacción química, si la hay, cuando se mezcla el nitrato de guanidina en las composiciones, aunque la presente invención no se une por esta teoría de la reacción química. Se pueden preparar combinaciones al mezclar ingredientes individuales, o alternativamente, al preparar formulaciones separadas y mezclar estas formulaciones. El mezclado de ingredientes individuales se prefiere en general. El mezclado se puede general por procedimientos convencionales con equipo convencional conocido en la técnica, seguido al formar o granular la composición.

EJEMPLOS La presente invención se describe adicionalmente en los ejemplos no limitantes. A menos que se señale de otra manera, las composiciones se expresan en por ciento en peso.

Ejemplo 1 Una cantidad (132.4 g) de Co (NH3 ) 3 (N02 ) 3, preparado de acuerdo con las enseñanzas de Hagel et al., "The Tria ines of Cobalt (III). I. Geo etrical Isomers of trinitrotriamminecobalt (III)," 9 Inorganic Chemistry 1496 (Junio 1970), se hizo suspensión espesa en 35 ml de metanol con 7 g de una solución al 38 por ciento en peso de resina de polímero de acetato de vinilo/alcohol vinílico, grado pirotécnico, comúnmente conocida como VAAR disuelta en acetato de metilo. El solvente se deja evaporar parcialmente. La mezcla similar a una pasta se fuerza a través de un tamiz de malla 20, se deja secar a una consistencia rígida, y se fuerza nuevamente a través de un tamiz. Los granulos resultantes luego se secaron in vacuo a temperatura ambiente durante 12 horas. Se prepararon por prensado pelotillas de media pulgada de diámetro del material deseado. Las pelotillas se pusieron en combustión a varias presiones diferentes que varían desde '42.18 a 232.02 kg/cm2 (600 a 3300 psi). La velocidad de combustión del generador se encontró que es de 0.601 cm (0.237 pulgadas) por segundo a 70.31 kg/cm2 (1000 psig) con un exponente de presión de 0.85 sobre el intervalo de presión probado.

Ejemplo 2 El procedimiento del Ejemplo 1 se repitió con 100 g de Co (NH3 ) 3 (N02 ) 3 , y 34 g de una solución al 12 por ciento en peso de nilón en metanol. Se logró 'la granulación vía tamices de malla 10 y 16 seguido por secado con aire. La velocidad de combustión de esta composición se encontró que es de 0.736 cm (0.290 pulgadas) por segundo a 70.31 kg/cm2 (1000 psig) con un exponente de presión de 0.74.

Ejemplo 3 De una manera similar a aquella descrita en el Ejemplo 1, se volvieron en suspensión espesa 400 g de Co (NH3) 3 (N02 ) 3, con 219 g de una solución al 12 por ciento en peso de nitrocelulosa en acetona. La nitrocelulosa contuvo 12.6 por ciento de nitrógeno. el solvente se dejó evaporar parcialmente. La pasta resultante se forzó a través de un tamiz de malla 8 seguido por un tamiz de malla 24. Los granulos resultantes se secaron en aire durante la noche y se mezclaron con suficiente agente de liberación de molde de estearato de calcio para proporcionar 0.3 por ciento en peso en el producto final. Se prensó una porción del material resultante en pelotillas de 1.27 cm (media pulgada) de diámetro y se encontró que exhiben una velocidad de quemado de 0.689 cm (0.275 pulgadas) por segundo a 70.31 kg/cm2 (1000 psig) con un exponente de presión de 0.79. El resto del material se prensó en pelotillas de 0.317 cm (1/8 pulgadas) de diámetro por espesor de 0.177 cm (0.07 pulgadas) en una prensa de tabletas, giratorio. Se determinó la densidad de las pelotillas que es de 1.88 g/cc. La temperatura de flama teórica en esta composición fue de 2,358°K y se calculó para proporcionar una fracción de masa de gas de 0.72.

Ejemplo 4 Este ejemplo describe la preparación de un accesorio de prueba de acero inoxidable, reutilizable usado para simular los generadores de gas, laterales, del conductor. El accesorio de prueba, o simulador, consistió de una cámara de encendido de una cámara de combustión. La cámara de encendido se sitúo en el centro y tuvo 24 orificios de 0.254 cm (0.10 pulgadas) de diámetro que salen hasta la cámara de combustión. La cámara de encendido se equipo con un detonador del encendedor. La pared de la cámara de encendido se forró con una hoja de aluminio de 0.00254 cm (0.001 pulgadas) de grueso antes de que se desgarren los granulos del encendedor de malla 24/+60. La pared y exterior de la cámara de combustión consistió de un anillo con nueve orificios de salida. El diámetro de los orificios se varió al cambiar los anillos. Iniciando desde el diámetro interior del anillo exterior de la cámara de combustión, la cámara de combustión se equipó con una plancha de aluminio de 0.0101 cm (0.0010.16 cm (4 pulgadas)), una vuelta de tamiz de acero inoxidable de malla 30, cuatro vueltas de un tamiz de acero inoxidable de malla 14, un anillo deflector, y un generador de gas. El generador se mantuvo intacto en la cámara de combustión usando una "dona" de tamiz de acero inoxidable de malla 18. Se colocó un anillo deflector adicional alrededor del diámetro exterior de la pared exterior de la cámara de combustión. La cámara de combustión se equipó con un orificio de presión. El simulador se unió a ya sea un tanque de 60 litros o una bolsa de aire de automóvil. El tanque se equipó con orificios de presión, a temperatura, desfogue, y desagüe. Las bolsas de aire de automóviles tienen una capacidad máxima de 55 litros y se construyen con dos orificios de desfogue de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro. Las pruebas del simulador que comprenden una bolsa de aire se configuraron tal que se midieran las presiones de la bolsa.' La temperatura superficial de la corteza externa de la bolsa se inspeccionó durante el evento de enfriamiento por radiometría infrarroja, formación térmica de imágenes, y termopar.

Ejemplo 5 Treinta y siete y medio gramos de las pelotillas de 0.125 cm (1/8 de pulgada) de diámetro preparadas como se describe en el Ejemplo 3 se pusieron en combustión en un dispositivo de prueba inflador desfogado en un tanque de recolección de 60 1 como se describe en el Ejemplo 4, con la incorporación adicional de una segunda cámara con tamiz que contiene 2 vueltas de tamiz de malla 30 y 2 vueltas de tamiz de malla 18. La combustión produjo una presión en la cámara de combustión de 908 kg/cm2 (2,000 psia) y una presión de 17.71 kg/cm2 (39 psia) en el tanque de recolección de 60L. La temperatura de los gases en el tanque de recolección alcanzó un máximo de 670°K a 20 milisegundos . El análisis de los gases recolectados en el tanque de 60 L mostró una concentración de óxidos de nitrógeno (NO..) de 500 ppm y una concentración de monóxido de carbono de 1,825 ppm. El material en forma de partículas, expulsado, total como se determina al enjuagar el tanque con metanol y la evaporación del enjuague se encontró que es de 1,000 mg .

Ejemplo 6 La prueba del Ejemplo 4 se repitió excepto que el tanque de 60 L se reemplazó con una bolsa desfogada, de 55 L, como se emplea típicamente en los dispositivos de restricción de inflador, de automóvil, del lado del conductor. Una presión de cámara de combustión de 862 kg/cm2 (1900 psia) se obtuvo con la ocurrencia de un enfriamiento completo de la bolsa. Una presión interna de la bolsa de 0.908 kg/cm2 (2 psig) a lo máximo se observó eh aproximadamente 60 milisegundos después de la ignición. La temperatura de la superficie de la bolsa se observó que se mantiene por abajo de 83°C que es una mejora sobre los infladores convencionales basados en azida, mientras que el desempeño del enfriamiento de la bolsa es completamente típico de los sistemas convencionales.

Ejemplo 7 Se preparó la sal de nitrato de la tetraamina de cobre al disolver 116.3 g de nitrato de cobre (II) hemipentahidratado en 230 L de hidróxido de amonio concentrado y 50 mL de agua.

Una vez que la mezcla caliente resultante se ha enfriado a 40°C, se adicionó un litro de etanol con agitación para precipitar el producto de nitrato de tetraamina. El sólido color azul púrpura oscuro se recolectó por filtración, se lavó con etanol, y se secó con aire. El producto se confirmó que es Cu (NH3 ) 4 (N03) 2, por análisis elemental. La velocidad de combustión de este material como se determina a partir de las pelotillas de 1.27 CM (1/2 pulgada) de diámetro, prensadas, puede ser 0.457 CM (0.18 pulgadas) por segundo a 70.31 kg/cm2 (1000 psig) .

Ejemplo 8 El nitrato de tetraaminacobre preparado en el Ejemplo 7 se formuló con vario oxidantes complementarios y se probó par la velocidad de combustión o quemado. En todos los casos, se prepararon en suspensión espesa 10 g del material con aproximadamente 10 mL de metanol, se secaron y se prensaron en pelotillas de 1.27 CM (1/2 DE pulgada) de diámetro. Se midieron las velocidad de combustión a 70.31 kg/cm2 (1000 psig), y los resultados se muestran en la siguiente tabla: Ejemplo 9 Se preparó una cantidad de nitrato de hexaaminacobalto (III) por al reemplazar cloruro de amonio con nitrato de amonio en el procedimiento para preparar el cloruro de hexaaminacobalto (III) como se enseña por G. Pass y H. Sutcliffe, Practical Inorganic Chemistry, 2a Ed., chapman & Hull, Nueva York, 1974. El material preparado se determinó que es [CO(NH3)6] (N02), por análisis elemental. Se prensó una muestra el material en pelotillas de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro, y se midió a 908 kg/cn/ (2,000 psi) la velocidad de combustión de 0.66 cm (0.26 pulgadas) por segundo.

Ejemplo 10 El material preparado en el Ejemplo 9 se usó para preparar tres lotes del generador de gas que contiene nitrato de hexaaminacobalto (III) como el combustible y nitrato de amonio cérico como el co-oxidante. Los lotes difieren en el modo de procesamiento y la presencia o ausencia de aditivos. Las velocidades de combustión se determinaron a partir de pelotillas de velocidad de combustión de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro. Los resultadoa se resumen a continuación.

Ejemplo 11 Se usó el material preparado en el Ejemplo 9 para preparar varias mezclas de 10 g de composiciones generadoras utilizando varios oxidantes complementarios. En todos los casos, la cantidad apropiada del nitrato de nitrato de hexaaminacobalto (III) y el co-oxidante (s ) se mezclaron en aproximadamente 10 L de metanol, se dejaron secar, y se prensaron en pelotillas de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro. Las pelotilla se probaron para la velocidad de combustión a 70.31 kg/cm2 (1000 psig), y los resultados se muestran en la siguiente tabla.

Ejemplo 12 Las composiciones binarias de nitrato de hexaaminacobalto (III) ("HACN") y varios oxidantes complementarios se mezclaron en lotes de 20 gramos.

Las composiciones se secaron durante 72 horas a 93.3°C (200°F) y se prensaron en pelotillas de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro. Las velocidades de combustión se determinaron al quemar las pelotillas de 1.27 cía (1/2 pulgada) a diferentes presiones variando desde 70.31 a 281.2 kg/cm2 (1,000 a 4,000 psi) . Los resultados se muestran en la siguiente tabla .

Ejemplo 13 Se contempló un método de procesamiento para preparar pequeños paralelelípidos ("pps") de generador de gas a una escala de laboratorio. El equipo necesario para formar y cortar los pps incluyó una tabla de corte, un rodillo y un dispositivo de corte. La tabla de corte consistió de una hoja de 22.86 x 45.22 cm (9 pulgadas x 18 pulgadas) de metal con espaciadores de papel de 1.27 cm (0.5 pulgadas) de ancho ahusados a lo largo de los bordes longitudinales. Los espaciadores tuvieron una altura acumulativa de 0.109 cm (0.043 pulgadas) . El rodillo consistió de 1 cilindro de 0.3040 mts (1 pie) de largo, 5.08 cm (2 pulgadas) de diámetro de Teflón. El dispositivo de corte consistió de cuchillas de corte, árbol y espaciadores. El árbol fue un perno de 0.635 cm (1/4 de pulgada) en el cual se colocaron como cuchillas cortadoras una serie de 17 arandelas de acero inoxidable de 1.905 cm (3/4 de pulgada) de diámetro, 0.005 pulgadas de grueso. Entre cada cuchilla portadora, se colocaron cuatro arandelas espaciadoras de latón de 1.693 cm (2/3 de pulgada) de diámetro, y 0.508 cm (0.20 pulgadas) de grueso, y las series delanteras se aseguraron por medio de una tuerca. La distancia de repetición entre las cuchillas cortadoras circulares fue de 0.2159 cm (0.085 pulgadas) . Una composición generadora de gas que contiene un aglutinante soluble en agua se mezcló en seco y luego se mezclaron lotes de 50-70 gramos en un mezclador/molino Spex durante 5 minutos con suficiente agua de modo que el material cuando se mezcló tuvo una consistencia similar a una pasta. Se ahuso una hoja de plástico Velestal a la tabla de corte y la bola de pasta del generador mezclado con agua se aplanó con la mano sobre el plástico. Se colocó una hoja de plástico de polietileno sobre la mezcla generadora. El rodillo se colocó paralelo a los espaciadores en la tabla de corte y la pasta se aplanó a un ancho de aproximadamente 63.5 cm (25 pulgadas) . El rodillo luego se giró a 90 grados, se colocó en la parte superior de los espaciadores, y la pasta se aplanó a la cantidad máxima que permitía los espaciadores de la tabla cortadora. El plástico de polietileno se desprendió cuidadosamente del generador y el dispositivo de corte se usó para cortar la pasta tanto a lo largo como a lo ancho.

La lámina de plástico Velostat en la cual se ha enrollado el generador y se ha cortado se desprendió de la tabla de corte y se colocó a lo largo sobre un cilindro de 10.16 cm (10.16 cm (4 pulgadas) ) de diámetro en un horno de convección de 57.22°C (135°F). Después de aproximadamente 10 minutos, la lámina se sacó del horno y se colocó sobre una varilla de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro de modo que los dos extremos de la lámina de plástico formó un ángulo agudo con relación a la varilla. El plástico se movió hacia atrás y hacia adelante de la varilla para abrir los cortes entre los paralelepípedos ("pps") . La hoja se colocó a lo ancho sobre el cilindro de 10.16 cm (4 pulgadas) de diámetro en el horno de convección de 135°F y se dejó secar durante otros 5 minutos. Los cortes se abrieron entre los pps sobre la varilla de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro como antes. En este momento, fue completamente fácil separar los pps del plástico. Los pps se separaron entre sí al rotarlos suavemente en una copa de una pinta o en las cribas de un tamiz de malla 12. Este método rompe los pps en piezas individuales con algunos pares restantes. Los pares se dividieron en piezas individuales por el uso de una cuchilla de rasurar. Los pps luego se colocaron en un horno de convección a 165-225°F para secarlos completamente. Las resistencia al molido (en el borde) de los pps formados así fueron típicamente tan grandes o mayores que aquellas de las pelotillas de 1/8 de diámetro con un radio convexo de 0.635 cm (1/4 de pulgada) de curvatura y una altura máxima de 1.778 cm (0.70 pulgadas) que se formó en una plancha giratoria. Esto es notable puesto que estos últimos son tres veces más macizos.

Ejemplo 14 Se preparó una composición generadora de gas utilizando nitrato de hexaaminacobalto (III), [ (NH3) 6 (Co] (N03) 3, polvo (78.07 %, 39.04 g), granulos de nitrato de amonio (19.93 5, 9.96 g), y poliacrilamida molida, (peso molecular) MW 15 millones, (2.00 %, 1.00 g) . Los ingredientes se mezclaron en seco, en un mezclador/molino Spex durante un minuto. Se adicionó agua desionizada (12 % del peso seco de la formulación (6 g), a la mezcla que se mezcló durante 5 minutos adicionales en el mezclador/molino Spex. Esto dio por resultado el material con una consistencia similar a pasta que se procesó en paralelepípedos (pps) como en el Ejemplo 13. Se mezclaron y procesaron de manera similar tres lotes adicionales del generador. Los pps de los cuatro lotes se mezclaron. Las dimensiones de los pps fueron de 0.052 pulgadas x 0.072 pulgadas por 0.08 pulgadas. Las desviaciones estándar de cada una de las dimensiones estaba en el oren de 0.0254 cm (0.010 pulgadas). El peso promedio del pps fue de 6.62 mg. La densidad volumétrica aparente, densidad como se determina por mediciones dimensionales, y la densidad como se determina por el desplazamiento de solvente, se determinaron que son de 0.86 g/cc, 1.28 g/cc, 1.28 g/cc y 1.59 g/cc, respectivamente. Las resistencias al molido de 1.7 kg (en el borde más estrecho) se midieron con una desviación estándar al 0.7 kg. Alguno de los pps se prensaron en pelotillas de 1.27 c (1/2 de pulgada) de diámetro que pesaban aproximadamente 3 gramos. Estas pelotillas la velocidad de combustible se determinó que es de 0.13 ips a 70.31 kg/cm2 (1000 psi) con un exponente de presión de 0.78.

Ejemplo 15 Se construyó un simulador de acuerdo con el Ejemplo 4. Dos gramos de una mezcla estioquiométrica de granulos de encendedor de Mg/Sr (N03) 2/nilón se colocaron en la cámara encendedora. El diámetro de los orificios que sale de la pared exterior de la cámara de combustión fueron de 3/16 de pulgada. Treinta gramos del generador descrito en el Ejemplo 14 en la forma de paralelepípedos se aseguraron en la cámara de combustión. El simulador se unió al tanque de 60 L descrito en el Ejemplo 4. Después de la ignición, la cámara de combustión alcanzó una presión máxima de 161.7 kg/cm2 (2300 psia) en 17 milisegundos, el tanque de 60 L alcanzó una presión máxima de 34 psia y la temperatura máxima del tanque fue de 640°K. Las señales de NOx, CO y NH3, fueron 20, 380 y 170 ppm, respectivamente, y 1600 mg del material en forma de partículas se recolectaron del tanque.

Ejemplo 16 Se construyó un simulador con el mismo encendedor exacto y el tipo de generador y el peso de carga como en el Ejemplo 15. Además, los diámetros del orificio de salida de la cámara de combustión, exterior fueron idénticos. Los simuladores se unieron a una bolsa de seguridad de automóvil del tipo descrito en el Ejemplo 4. Después de la ignición, la cámara de combustión alcanzó una presión máxima de 140.67 kg/crt/ (140.67 kg/cm2 (2000 psia)) en 15 milisegundos. Las presión máxima de la bolsa de aire inflada fue de 0.06 kg/cm2 (0.9 psia) . Esta presión se alcanzó en 18 milisegundos después de la ignición. La temperatura máxima de la superficie de la bolsa fue de 67°C.

Ejemplo 17 Se preparó una composición generadora de gas que utiliza polvo de nitrato de hexaaminacobalto (III) (76.29 % , 76.29 g), granulos de nitrato de amonio (15.71 %, 15.71 g, Dynamit Nobel, tamaño de granulo < 350 mieras), polvo de óxido cúprico formado pirometalúrgicamente (5.00 %, 5.00 g) y goma de guar (3.00 % , 3.00 g). Los ingredientes se mezclaron en seco en un mezclador/molino Spex durante un minuto. Se adicionó agua desionizada (18 % del peso seco de la formulación, 9 g) a 50 g de la mezcla que se mezcló durante cinco minutos adicionales en el mezclador/molino Spex. Esto dio por resultado material con la consistencia de pasta que se procesó en paralelepípedos (pps) como en el Ejemplo 13. Se repitió el mismo proceso para los otros 50 g del generador mezclado en seco y los dos lotes de pps se mezclaron conjuntamente. Las disminuciones promedio de los pps mezclados fueron de 1.77 cm (0.070 pulgadas) por 0.205 cm (0.081 pulgadas) x 0.223 cm (0.088 pulgadas) . Las desviaciones estándar en cada una de las divisiones estaban en el orden de 0.0254 cm (0.010 pulgadas) . El peso promedio de los pps fue de 9.60 mg. La densidad volumétrica aparente, densidad como se determina por mediciones dimensionales, y la densidad como se determina por el desplazamiento de solvente se determinaron que son de 0.96 g/cc, 1.17 g/cc, y 1.73 g/cc, respectivamente. Las resistencias al molino de 5.0 kg (en el borde más estrecho) se midieron con una desviación estándar de 2.5 kg. Algunos de los pps se prensaron en pelotillas de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro que pesan aproximadamente tres gramos. A partir de estas pelotillas se determinó la velocidad de combustión que es de 0.20 ips en 100 psi conun exponente de presión a 0.67.

Ejemplo 18 Se construyó un simulador de acuerdo con el Ejemplo 4. Un gramo de una mezcla estioquiométrica de Mg/Sr (N03) 2/nilón y dos gramos de granulos encendedores de B/KNO3 ligeramente sobre oxidados, se mezclaron y colocaron en la cámara encendedora. El diámetro de los orificios que sale de la pared exterior de la cámara de combustión fue de 0.166 pulgadas. Treinta gramos del generador descrito en el Ejemplo 17 en la forma de paralelepípedos se aseguraron en la cámara de combustión. El simulador se unió al tanque de 60 L descrito en el Ejemplo 4. Después de la ignición, la cámara de combustión alcanzó una presión máxima de 178.58 kg/cm2 (2540 psia) en 8 milisegundos, el tanque de 60 L alcanzó una presión máxima de 2.53 kg/cm2 (36 psia), y la temperatura máxima del tanque fue de 600°K. Los niveles de NOx, CO, y NH3 fueron de 50, 480, y 800 ppm, respectivamente, y 240 mg del material en forma de partículas se recolectaron del tanque.

Ejemplo 19 Se construyó un simulador con el mismo encendedor y tipo de generador y peso de carga, exacto, como en el Ejemplo 18. Además, los diámetros exteriores de los orificios de salida de la cámara de combustión fueron idénticos. El simulador se unió a una bolsa de seguridad de automóvil del tipo descrito en la Ejemplo 4. Después de la ignición, la cámara de combustión alcanzó una presión máxima de 189.83 kg/cm2 (2700 psia) en 9 milisegundos. La presión máxima de la bolsa de aire inflada fue de 0.1617 kg/cp/ (2.3 psig) . Esta presión se alcanzó 30 milisegundos después de la ignición. La temperatura máxima de la temperatura de la bolsa fue de 73°C.

Ejemplo 20 Se preparó una composición generadora de gas utilizando el polvo de nitrato de hexaaminacobalto (III) (69.50 % , 347.5 g) , trihidroxi nitrato de cobre (II), [Cu2 ( OH) 3N03 ] , polvo (21.5 % , 107.5 g), RDX de 10 mieras (5.00 %, 25 g), nitrato de potasio de 26 mieras (1.00 %, 5 g) , y goma de guar (3.00 %, 3.00 g). Los ingredientes se mezclaron en seco con la ayuda de un tamiz de malla 60. Se adicionó agua desionizada (23 % del peso seco de la formulación, 15 g) a 65 de la mezcla que se mezcló durante cinco minutos adicionales en el mezclador/molino Spex. Esto dio por resultado material con una consistencia similar a plaza que se procesó en paralelepípedos (pps) como en el Ejemplo 13. Se repitió el mismo proceso para dos lotes adicionales de 65 g del generador mezclado en seco y los tres lotes de pps se mezclaron conjuntamente. Las dimensiones promedio de los pps fueron de 0.144 cm (0.057 pulgadas) x 0.198 cm (0.078 pulgadas) x 0.2133 cm (0.084 pulgadas). Las desviaciones estándar en cada una de las mediciones estaban en el orden de 0.0254 cm (0.010 pulgadas). El peso promedio de los pps fue de 7.22 mg . La densidad volumétrica aparente, densidad como se determina por mediciones dimensionales y densidad como se determina por el desplazamiento de solvente se determinaron que son de 0.96 g/cc, 1.2 g/cc, y 1.74 g/cc, reticulada en la superficie. Se midieron las resistencias al molido de 3.6 kg (en el borde más estrecho) con una desviación estándar de 0.9 kg. Algunos de los pps se prensaron en pelotillas de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro que pesan aproximadamente tres gramos. A partir de estas pelotillas, se determinó la velocidad de combustión que es de 0.27 ips a 70.31 kg/cm2 (1000 psi) con un exponente de presión de 0.51.

Ejemplo 21 Se construyó un simulador de acuerdo con el Ejemplo 4. Se mezclaron 1.5 gramos de una mezcla estioquiométrica de Mg/Sr (N0 ) 2/nilón y 1.5 gramos de granulos encendedores de B/KN03, ligeramente sobre oxidados, y se colocaron en la cámara encendedora. El diámetro de los orificios que sale de la pared exterior de la cámara de combustión fue de 0.449 cm (0.177 pulgadas). Se aseguraron en la cámara de combustión 30 gramos del generador descrito en el Ejemplo 20 en la forma de paralelepípedos. El simulador se unió al tanque de 60 L descrito en el Ejemplo 4. Después de la ignición, la cámara de combustión alcanzó una presión máxima de 214.54 kg/cm2 (3050 psia) en 14 milisegundos. Los niveles de NOx, CO y NH3 fueron de 25, 800 y 90 ppm, respectivamente, y 890 mg de material en forma de partículas se recolectaron del tanque .

Ejemplo 22 Se preparó una composición generadora de gas utilizando polvo de nitrato de hexaaminacobalto (III) ' (78.00 %, 457.9 g), polvo de trihidroxi nitrato de cobre (II) (19.00 %, 111.5 g), y goma de guar (3.00 %, 17.61 g). Los ingredientes se mezclaron en seco y luego se mezclaron con agua (32.5 % del peso seco de la formulación, 191 g) en un mezclador de una pinta de Baker-Perkins durante minutos. A una porción de la torta húmeda resultante (220 g), se adicionaron 9.2 gramos adicionales de trihidroxi nitrato de cobre (II) y 0.30 gramos adicionales de goma de guar, así como 0.80 g de negro de carbón (Monarch 1100) . Esta nueva formulación se mezcló durante 30 minutos en un mezclador Baker-Perkins. La torta húmeda se colocó en un extrusor de ariote hidráulico con un diámetro de barril de 5.08 cm (2 pulgadas) y un diámetro del orificio de boquilla de 0.2381 cm (3/32 de pulgada (0.09038 pulgadas)) . El material extruído se corto en tramos de aproximadamente un pie, se dejó secar bajo condiciones ambientes durante la noche, se colocó en un recipiente cerrado que contiene agua a fin de aumentar y ablandar de este modo el material, se picó en tramos de aproximadamente 0.1 pulgadas y se secó a 73.88°C (165°F) . Las dimensiones de los cilindros extruídos resultantes fueron una longitud promedio de 0.113 pulgadas y un diámetro promedio de 0.091 pulgadas. Las velocidad volumétrica aparente, la densidad como se determina por mediciones dimensionales, y la densidad como se determina por el desplazamiento del solvente fueron de 0.86 g/cc, 1.30 g/cc, y 1.61 g/cc, respectivamente. Las resistencias al molido de 2.1 y 4.1 kg se midieron en la circunferencia y el eje, respectivamente. algunos de los cilindros extruidos se prenso en pelotillas de 1.27 cm (1/2 de pulgada) de diámetro que pesan aproximadamente 3 gramos. De estas pelotillas se determinó la velocidad de combustión que es de 0.2 ips a 70.31 kg/cm2 (1000 psi) con un exponente de 0.29.

Ejemplo 23.

Se construyeron tres simuladores de acuerdo con el Ejemplo 4. 1.5 gramos de una mezcla estioquiométrica de Mg/Sr (N03) 2/nilón y 1.5 gramos de granulos oxidantes de B/KN03, ligeramente oxidados se mezclaron y colocaron en las cámaras encendedoras. El diámetro de los orificios que sale de la pared exterior de la cámara de combustión fue de 0.2971 cm (0.117 pulgadas), 0.4216 cm (0.166 pulgadas) y 0.3861 cm (0.152 pulgadas), respectivamente. Se aseguraron en cada una de las cámara de combustión treinta gramos del generador descrito en el Ejemplo 22 en la forma de circuitos destruidos. Los simulares se unieron, en su cesión al tanque de 60 L descrito en el Ejemplo 4. Después de la inyección, las cámara de combustión alcanzaron una presión máxima de 1585 1665, y 1900 psia, respectivamente. Las presiones máximas del tanque fueron de 2.24, 2.39, 2.46 kg/cm2 (32, 34 y 35 psia), respectivamente. Los niveles de NOx fueron de 85, 180 y 185 ppm, m en tanto que los niveles de CO furon de 540, 600 y 600 ppm, respectivamente. Los niveles de NH3 estaban por abajo de 2 ppm. Los niveles de partículas fueron de 420, 350 y 360 mg, respectivamente.

Ejemplo 24 La adición de pequeñas cantidades de carbón a las formulaciones generadoras de gas se han encontrado que mejora la resistencia al molido de los paralelepípedos y las pelotillas extruídas formadas como en el Ejemplo 13 ó el Ejemplo 22. Las siguiente tabla la resumen la mejora la resistencia al molido con la adición de carbono a una composición típica generadora de gas dentro del alcance de la presente invención. Los porcentajes se exponen, por ciento en peso.

Tabla 3 Mejora de la Resistencia al Molido con Adición de Carbono HACN = nitrato de hexaaminacobalto (III), [ (NH3) 6Co] (N03) 3 (Tiokol) CTN 0 trihidroxi nitrato de cobre (II) [Cu2 (0H3) N03] (Tiocol) Guar = goma de guar (Aldrich) Carbono = negro de carbón (Monarch 1100" (Cabot) EP = Pelotilla obstruida (ver Ejemplo 22) pps. = paralelepípedos (ver Ejemplo 13) resistencia = resistencia al molido de pps o pelotillas obstruidas en kilogramos.

Ejemplo 25 Se prensó el nitrato de hexaaminacobalto (III) en pelotillas de cuatro gramos con diámetro de 1/2 de pulgada. La mitad de las pelotillas se pesaron y colocaron en un horno de 95°C durante 700 horas. Después del envejecimiento, las pelotillas se pesaron una vez más. No se observó pérdida en el peso. La velocidad de combustión de las pelotillas mantenidas a temperatura ambiente fue de 0.16 ips y 70.31 kg/cm2 (1000 psia) con un exponente de presión de 0.60. La velocidad de combustión de las pelotillas mantenidas a 95°C durante 700 horas puede ser de 0.15 a 70.31 kg/cm2 (1000 psia) con un exponente de presión de 0.68.

Ejemplo 26 Se preparó una composición generadora de gas que utiliza polvo de hexaaminacobalto (III) (76.00 % , 273.6 g), polvo de trihidroxini trato de cobre II) (16.00 %, 57.6 G), nitrato de potasio de 26 mieras (5.00 %, 18.00 g) , y goma de guar (3.00 , 10.8 g) . Se adicionó agua desionizada (24.9 % del peso seco de la formulación, 16.2 g) a 65 g de la mezcla que se mezcló durante cinco minutos adicionales en el mezclador/molino Spex. Esto dio por resultado material con una consistencia similar a pasta que se procesó en paralelepípedos (pps) como en el Ejemplo 13. Se repitió un proceso para los otros lotes de 50-65 g del generador mezclado en eco y todos los lotes de pps se mezclaron conjuntamente. Las dimensiones promedio de los pps fueron de 0.1651 cm (0.065 pulgadas) x 0.1778 cm (0.07 pulgadas) x 0.2082 cm (0.082 pulgadas). Las desviaciones estándar en cada una de las dimensiones estaban en el orden de 0.0127 cm (0.005 pulgadas) . El peso promedio de los pps fue de 7.42 mg . La densidad volumétrica aparente, la densidad como se determina por mediciones dimensionales, y la densidad como se determina por el desplazamiento de solventes se determinaron que son de 0.86 g/cc, 1.5 g/cc y 1.68 g/cc, respectivamente. Las resistencias al molido de 2.1 kg (en el borde más estrecho se midieron con la medición estándar de 0.3 kg. Alguno de los pps se prensaron en diez pelotillas de media pulgada de diámetro que crecen aproximadamente tres gramos. Aproximadamente 60 g de pps y cinco pelotillas de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro se colocaron en un horno mantenido a 107°C. Después de 450 horas a esta temperatura, se observaron pérdidas de peso de 0.25 % y 0.41 % para los pps y las pelotillas, respectivamente. El resto de los pps y las pelotillas se almacenaron bajo condiciones ambiente. Se obtuvieron los datos de la velocidad de combustión de ambos conjuntos de pelotillas y se resumen en la Tabla 4.

Tabla 4 Comparación de la Velocidad de Combustión Antes y Después del Envejecimiento Acelerado Ejemplo 27 Se construyeron dos simuladores de acuerdo con el Ejemplo 4. Cada cámara encendedora, se colocaron una mezcla revuelta de 1.5 g de una mezcla estioquiométrica de Mg/Sr (N03 ) 2/ni lón, y 1.5 gramos de granulos encendedores de B/KN03 ligeramente sobre oxidados. El diámetro de los servicios que sale de la pared exterior de la cámara de combustión en cada simulador fue de 0.4495 cm (0.177 pulgadas). Treinta gramos del generador envejecido al ambiente descrito en el Ejemplo 26 en la forma de paralelepípedos se aseguraron en la cámara de combustión de un simulador, mientras que treinta gramos de los pps del generador envejecido a 107°C se colocaron en la otra cámara de combustión. Los simulares se unieron al tanque de 60 L descrito en el Ejemplo 4. Se resumen del fuego de prueba en la Tabla 5 posterior.

Tabla 5 Resultados del Fuego de Prueba para el Generador Envejecido Ejemplo 28 Una mezcla de 2Co (NH3) 3 (N02) 3 y Co (NH3) 4 (N02) 2Co (NH3) z , se preparó y prensó en una pelotilla que tiene un diámetro de aproximadamente 0.504 pulgadas. Los complejos se prepararon dentro del alcance de las enseñanzas de Hagel, et al., referencia identificada anteriormente. Las pelotillas se identificaron en una bomba de prueba que se presurizó a 70.31 kg/cm2 (1000 psi) con gas de nitrógeno. La pelotilla se puso en combustión con un alambre caliente y la velocidad de combustión se midió y se observó que es de 0.38 pulgadas por segundo. Los cálculos teóricos indicaron una temperatura de flama de 1805°C. A partir de los cálculos teóricos, se pronostica que los productos principales de reacción serían de CoO sólido y productos de reacción gaseosos. Los principales productos de gas reacción gaseoso se predice que son como sigue.

Producto Volumen H20 57.09 N2 38.6 02 3.1 Ejemplo 29 Se preparó una cantidad de Co (NH3 ) 3 (N02) 3/ de acuerdo con las enseñanzas del Ejemplo 1 y se probó usando la calorimetría de exploración diferencial. Se observó que el complejo produjo una exoterma vigorosa a 200°C.

Ejemplo 30 Se emprendieron los cálculos teóricos para Co (NH3) 3 (N02 ) 3 • Estos cálculos indicaron una temperatura de flama de aproximadamente 2,000°K y un rendimeinto de gas de aproximadamente 1.75 veces a aquel de una composición generadora de gas, convencional, de azida de sodio, basada en un volumen igual de composición generadora ("relación de desempeño") . Se emprendieron también los cálculos teóricos por una serie de composiciones generadoras de gas. La composición y los datos del desempeño teórico se exponen a continuación en la Tabla 6.

Tabla 6 La relación de desempeño es una relación normalizada a un volumen unitario de generador de gas basado en azida. El rendimiento de gas teórico para un generador de gas típico basado en azida de sodio (68 % en peso de NaN3; 30 % en peso de MoS2; 2 % en peso de S) es de aproximadamente 0.85 g gas/cc de generdor de NaN3.

Ejemplo 31 Se llevaron a cabo los cálculos teóricos e la reducción de [Co(NH3)6] (C10/3 y CaH2 como se ilustra en la Tabla 6 para evaluar su uso como un generador de gas híbrico. Si esta formulación se dejó someter a combustión en la presencia de 6.80 veces su peso en gas de argón, la temperatura de flama disminuyó desde 2577°C a 1085°C, asumiendo 100 % de transferencia de calor eficiente. Los gases de salida consisten de 86.8 5 en volumen de argón, 1600 ppm en volumen de cloruro de hidrógeno, 10.2 % en volumen de agua, y 2.9 % por volumen de nitrógeno. El peso total de la escoria será de 6.1 % en pasa.

Ejemplo 32 Se sintetizaron los complejos de nitrato de pentaaminacobalto (III) que contiene un ligando común además de NH3. Se sintetizaron el nitrato de aquopentaaminacobalto (III) y nitrato de pentaaminacarbonatocobal to (III), de acuerdo con Inorg. Syn., vol. 4, p. 171 (1973). Se sintetizó el nitrato de pentaa inohidroxicobal to (III) de acuerdo con H.J.S.

King, J. Chem. Soc, p. 2105 (1925) y Zeit Anorg. Chem. , vol. 300 p. 186 (1959) . Se prepararon tres lotes del generador de gas utilizando los complejos de nitrato de pentaaminacobalto (III) descritos anteriormente. En todos los casos, se adicionó goma de guar como un aglutinante. Se adicionó trihidroxinitrato de cobre (II), [Cu2 ( OH ) 3N03 ] , como el co-oxidante donde fue necesario. Se determinaron las velocidad de combustión a partir de pelotillas de velocidad de combustión de 1.27 cm (1/2 pulgada) de diámetro. Los resultados se resumen a continuación en la Tabla 7.

Tabla 7 Formulaciones que Contienen [Co (NH3) 5X] (N03) 2 Ejemplo 33 Se preparó una formulación que comprende los siguientes ingredientes de inicio: 1) 72.84 % en peso de nitrato de cobal tohexamina, 2) 21.5 % en peso en peso de nitrato de cobre básico, 3) 5.0 % en peso de goma de guar, y 4) 0.66 % en peso de carbón. La formulación se procesó como se describe en el Ejemplo 22 excepto que se empleó un extrusor de tornillo individual y los cilindros extruidos se incorporaron en una perforación central de 0.035 pulgadas. Las formulaciones se probaron por el mismo procesamiento descrito en el Ejemplo 23 a varias cargas que varían desde 32 a 38 gramos. Los resultados de la prueba mostraron que los valores del material en forma de partículas estaba desde 0.6 g y 1.0 g para todas las muestras. Las presiones de los tanques variaron desde 2.74 a 3.37 kg/cm2 (39 a 48 psia) dependiendo de la carga.

Ejemplo 34 Se preparó una formulación que se va a extruir, que comprende: 1) 38.75 % en peso de nitrato de cobre básico, 2) 36.38 % en peso de nitrato de hexaaminacobalto, 3) 19.5 % en peso de nitrato de guanidina, 4) 5.0 % en peso de goma de guar, y 5) 0.37 % en peso de negro de carbón. La mezcla se preparó al mezclar los ingredientes de acuerdo con el procesamiento descrito en el Ejemplo 33. Se llevó a cabo una duración inicial de prueba con una muestra de 35 g con el material extruido como se describe en el Ejemplo 23. La presión de combustión fue de 197.43 (2808 psi), y la presión en tanque fue de 2.81 kg/cm2 (39.9 psia) . Las cantidades de los productos de gas traza fueron: amoniaco (70 ppm) , N0X, (40 ppm) , y CO (600 ppm) . Los valores del material en forma de partículas fueron únicamente 0.281 g. La presión observada en el tanque fue de 2.81 kg/cm2 (39.9 psia) en comparación a aquella obtenida con 33 g de la formulación preparada de acuerdo con el Ejemplo 33, que proporcionó típicamente 39 a 40 psia bajo condiciones similares.

Ejemplo 35 Una mezcla formulada que se va a extruir se preparó, que comprende: 1) 40.43 % en peso de nitrato de cobre básico, 2) 37.86 % en peso de nitrato de hexaaminacobalto, 3) 15.8 % en peso de nitrato de guanidina, 4) 5.7 % en peso de goma de guar, y 5) 0.3 % en peso de negro de carbón. La mezcla se preparó al mezclar los ingredientes de acuerdo con los procesamientos descritos en los Ejemplos 33 y 34. Se esperaron y obtuvieron resultados comparables a aquellos del Ejemplo 34. Los generadores de gas se describen en la solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de Serie 08/507,552 presentada el 26 de Julio de 1995, que es una continuación en parte de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de Serie 08/184,456, presentada el 19 de Enero de 1994, las descripciones completas de las cuales se incorporan en la presente por referencia.

Sumario En resumen, la presente invención proporciona materiales en forma de partículas que superan algunas de las limitaciones de las composiciones convencionales generadoras de gas basadas en azida. Los complejos de la presente invención producen productos gaseoso no tóxicos que incluyen vapor de agua, oxígeno y nitrógeno, ciertos complejos también son capaces de la descomposición eficiente a un metal u óxido metálico, y nitrógeno y vapor de agua. Finalmente, las temperaturas de reacción y velocidad de combustión están dentro de intervalos aceptables. La invención se puede incorporar en otras formas específicas sin que se aparten de sus características esenciales. Las modalidades descritas también se van a considerar en todos los aspectos solo como ilustrativas y no restrictivas. El alcance de la invención, por lo tanto, se indica por las reivindicaciones anexas en lugar de la descripción anterior.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición generadora de gas, caracterizada porque comprende: un complejo de catión metálico, al menos un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno, y suficiente anión oxidante para poner en equilibrio la carga del catión metálico tal que cuando entre en combustión el complejo, se produce una mezcla de gases que contiene gas de nitrógeno y vapor de agua; y al menos un compuesto que contiene nitrógeno, orgánico, de quemado en frío.

2. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo se selecciona a partir del grupo que consiste de aminas de nitrito metálico, aminas de nitrato metálico, aminas de perclorato metálico, hidrazinas de nitrito metálico, hidrazinas de nitrato metálico, hidrazinas de perclorato metálico, y mezclas de los mismos.

3. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo es una amina de nitrito metálico.

4. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo es una amina de nitrato metálico.

5. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo es una amina de perclorato metálico .

6. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo es una hidrazina de nitrito metálico .

7. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo es una hidrazina de nitrato metálico .

8. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo es una hidrazina de perclorato metálico .

9. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el catión metálico es un catión de metal de transición, de metal alcalinotérreo, de metaloide, o de metal de lantánidos.

10. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el catión metálico se selecciona a partir del grupo que consiste de magnesio, manganeso, níquel, titanio, cobre, cromo, cinc, y estaño.

11. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el catión metálico es un catión de metal de transición.

12. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el catión de metal de transición es cobalto.

13. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el catión de metal de transición se selecciona a partir del grupo que consiste de rodio, iridio, rutenio, paladio, y platino.

14. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el anión oxidante se coordina con el catión metálico .

15. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el anión oxidante se selecciona a partir del grupo que consiste de nitrato, nitrito, clorato, perclorato, peróxido, y superóxido.

16. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el anión oxidante, inorgánico y el ligando neutral inorgánico están libres de carbono.

17. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo incluye al menos otro ligando común, además del ligando neutral.

18. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque el ligando común se selecciona a partir del grupo que consiste de ligandos de aquo (H20) , hidroxo (OH) , perhidroxo (02H) , peroxo (02) , carbonato (C03) , carbonilo (CO) , oxalato ( 20i ) , nitrosilo (NO), ciano (CN) , isocianato (NC), isotiocianato (NCS), tiocianato (SCN), amido (NH2), imido (NH) , sulfato (SO/, cloro (Cl), flúor (F), fosfato (PO/, y ácido etilendiaminatetraacético (EDTA) .

19. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo incluye un contraion común además del anión oxidante.

20. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque el contraion común se selecciona a partir del grupo que consiste de los contraiones hidróxido (OH" ), cloruro (Cl") , fluoruro (F"), cianuro (CN") , tiocianato (SCN"), carbonato (C03"2), sulfato (SO/2), fosfato (PO/3) , oxalato (C20/2), borato (BO/5) , y amonio (NH4 + ) .

21. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo tiene una concentración en la composición generadora de gas desde 30 % hasta 90 % en peso, en donde la composición generadora de gas comprende adicionalmente un aglutinante y un co-oxidante, tal que el aglutinante tiene una concentración en la composición generadora de gas desde 0.5 % hasta 12 % en peso, y en donde la suma de la cantidad del co-oxidante y el compuesto de quemado en frío en la composición generadora de gas es desde 10 % hasta 60 % en peso.

22. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un co-oxidante diferente del compuesto de quemado en frío.

23. Una composición generadora de gas de conformidad con la rei indicación 22, caracterizada porque el co-oxidante se selecciona a partir de percloratos, cloratos, peróxidos, nitritos y nitratos alcalinos, alcalinotérreos, de lantánidos, o amonio.

24. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el co-oxidante se selecciona a partir de óxidos metálicos, hidróxidos metálicos, peróxidos metálicos, óxidos metálicos hidratados, hidróxidos de óxido metálico, óxidos metálicos hidratados, carbonatos metálicos básicos, nitratos metálicos básicos, y mezclas de los mismos.

25. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque co-oxidante se selecciona a partir de óxidos de cobre, cobalto, manganeso, tungsteno, bismuto, molibdeno e hierro.

26. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el co-oxidante es un óxido de metal seleccionado a partir de CuO, Co203, Co304, CoFe204, Fe203, Mo03, Bi2Mo06, y Bi203.

27. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el co-oxidante es un hidróxido de metal seleccionado a partir de Fe(OH)3, Co(OH)3, Co(0H)2, Ni(OH)2, Cu(OH)2, y Zn(OH)2.

28. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el co-oxidante es un hidrato de óxido de metal o un óxido metálico hidratado seleccionado a partir de Fe203-xH20, Sn02-xH20, y Mo03-H20.

29. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el co-oxidante es un hidróxido de óxido metálico seleccionado a partir de CoO(OH)2, FeO(OH)2, MnO (OH) 2, y MnO(OH) 3.

30. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el co-oxidante es un carbonato de metal básico seleccionado a partir de óxido de metal seleccionado a partir de CuC03 • Cu (OH) 2 (malaquita), 2Co(C03) • 3Co (OH) 2-H20, C?0.69Fe0.34 ( C03 ) o.2 ( OH ) 2 , Na3[Co (C03) 3] -3H20, Zn2 (C?3) (OH) 2, Bi2Mg ( C03) 2 (OH) 4 , Fe (C03) 0.12 (OH)2.76, CU1.54Zno.4e (C03) (0H) 2, CO0.49CU0.51 (C03)o.43(OH)?.1 Ti3Bi4 (C03) 2 (OH)209 (H20) 2, y (BiO) 2C03.

31. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque el co-oxidante es un nitrato de metal básico seleccionado a partir de Cu2(OH)3N03, Co2(OH)3N03, CuCo (OH) 3N03, Zn2(OH)3N03, Mn(OH)2N03, Fe4 ( OH) __N03 • 2H20, M?(N03)202, BiON03'H20, y Ce (OH) (N03 ) 3 • H20.

32. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un aglutinante.

33. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada porque el aglutinante es soluble en agua.

34. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada porque el aglutinante se selecciona a partir de gomas que se presentan de manera natural, ácidos poliacrílicos, y poliacrilamidas .

35. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada porque el aglutinante no es soluble en agua.

36. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 35, caracterizada porque el aglutinante se selecciona a partir de nitrocelulosa, VAAR, y nilón.

37. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el complejo es nitrato de hexaaminacobalto (III), ( [ (NH3) 6Co] (N03) 3) y el co-oxidante es trihidroxinitrato de cobre (II) (Cu2 (OH) 3N03) .

38. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende polvo de carbón presente desde 0.1 % a 6 % en peso de la composición generadora de gas, en donde la composición exhibe resistencia mejorada al molido en comparación a la composición sin polvo de carbono.

39. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende polvo de carbón presente desde 0.3 % a 3 % en peso de la composición generadora de gas.

40. Un método para inflar una bolsa de aire, caracterizado porque comprende poner en combustión una composición generadora de gas que contiene un complejo de un catión de metal de transición o un catión de metal alcalinotérreo, al menos un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno, y suficiente anión oxidante para poner en equilibrio la carga del catión de metal, tal que cuando la composición de generación de gas entra en combustión, se produzca una mezcla de gases que contienen gas de nitrógeno y vapor de agua, en donde la composición contiene adicionalmente al menos un compuesto que contiene nitrógeno, orgánico, de quemado en frío.

41. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la combustión del complejo metálico se inicia por calor.

42. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo se selecciona a partir del grupo que consiste de aminas de nitrito metálico, aminas de nitrato metálico, aminas de perclorato metálico, hidrazinas de nitrito metálico, hidrazinas de nitrato metálico, hidrazinas de perclorato metálico, y mezclas de los mismos.

43. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo es una amina de nitrito metálico.

44. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo es una amina de nitrato metálico.

45. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo es una amina de perclorato metálico.

46. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo es una hidrazina de nitrito metálico.

47. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo es una hidrazina de nitrato metálico.

48. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo es una hidrazina de perclorato metálico.

49. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el catión de metal de transición es cobalto.

50. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el catión de metal de transición o el catión de metal alcalinotérreo se selecciona a partir del grupo que consiste de magnesio, manganeso, níquel, titanio, cobre, cromo y cinc.

51. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el catión de metal de transición se selecciona a partir del grupo que consiste de rodio, iridio, rutenio, paladio, y platino.

52. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el anión oxidante se coordina con el catión metálico.

53. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el anión oxidante se selecciona a partir del grupo que consiste de nitrato, nitrito, clorato, perclorato, peróxido, y superóxido y mezclas de los mismos.

54. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el anión oxidante, inorgánico y el ligando neutral inorgánico están libres de carbono .

55. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo incluye al menos otro ligando común, además del ligando neutral.

56. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el ligando común se selecciona a partir del grupo que consiste de ligandos de aquo (H20) , hidroxo (OH), perhidroxo (02H), peroxo (02) carbonato (C03), carbonilo (CO) , oxalato (C20/ nitrosilo (NO), ciano (CN) , isocianato (NC) isotiocianato (NCS), tiocianato (SCN), amido (NH2) imido (NH) , sulfato (S04), cloro (Cl), flúor (F) fosfato (P04), y ácido etilendiaminatetraacético (EDTA) .

57. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo incluye un contraion común además del anión oxidante.

58. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el contraion común se selecciona a partir del grupo que consiste de los contraiones hidróxido (0H~), cloruro (Cl"), fluoruro (F"), cianuro (CN") , tiocianato (SCN"), carbonato (C03~2), sulfato (S0-2) , fosfato (P04"3) , oxalato (C204"2) , borato (B04"5) , y amonio (NH4+).

59. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo y el anión oxidante combinados tienen una concentración en la composición generadora de gas desde 50 % hasta 80 % en peso, eh donde la composición generadora de gas comprende adicionalmente un aglutinante y un co-oxidante, tal que el aglutinante tiene una concentración en la composición generadora de gas desde 0.5 % hasta 10 % en peso, y el co-oxidante tiene una concentración en la composición generadora de gas desde 5 % hasta 50 % en peso.

60. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la composición generadora de gas que se pone en combustión comprende además un cooxidante .

61. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante se selecciona a partir de percloratos, cloratos, peróxidos, y nitratos alcalinos, alcalinotérreos, de lantánidos, o amonio .

62. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante se selecciona a partir de óxidos metálicos, hidróxidos metálicos, peróxidos metálicos, óxidos metálicos hidratados, hidróxidos de óxidos metálicos, óxidos metálicos hidratados, carbonatos metálicos básicos, nitratos metálicos básicos, y mezclas de los mismos.

63. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque co-oxidante se selecciona a partir de óxidos de cobre, cobalto, manganeso, tungsteno, bismuto, molibdeno e hierro.

64. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante es un óxido de metal seleccionado a partir de CuO, Co203, Co304, C?Fe204, Fe20, M0O3, Bi2Mo06, y Bi203.

65. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante es un hidróxido de metal seleccionado a partir de Fe (OH) 3, Co(OH)3, Co(OH)2, Ni(OH)2, Cu(OH)2, y Zn(OH)2.

66. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante es un hidrato de óxido de metal o un óxido metálico hidratado seleccionado a partir de Fe203'xH20, Sn02-xH20, y Mo03-H20.

67. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante es un hidróxido de óxido metálico seleccionado a partir de CoO(OH)2, FeO(OH)2, MnO(OH)2, y Mn0(0H)3.

68. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante es un carbonato de metal básico seleccionado a partir de óxido de metal seleccionado a partir de CuC03-Cu (OH) 2 (malaquita) , 2Co (C03) • 3Co (OH) 2-H20, Coo.69Feo.34 (CO3)0.2(OH)2, Na3 [Co (C03) 3 ] • 3H20, Zn2(C?3) (OH)2, Bi2Mg(C03)2(OH)4, Fe (C03) 0.12 ( OH) 2.76, Cu1.54Zno.4e (C03) (OH)2, CO0.49CU0.51 (C03) 0.43 (OH) 1.1, TÍ3BÍ4 (C03) 2 (OH)209(H20) 2, y (BiO)2C03.

69. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque el co-oxidante es un nitrato de metal básico seleccionado a partir de Cu2(0H)3N03, Co2(0H)3N03, CuCo (OH) 3N03, Zn2(OH)3N03, Mn(0H)2N03, Fe4 (OH) ?_N03-2H20, Mo(N03)202, BiON03-H20, y Ce (OH) (N03) 3-3H20.

70. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la composición de generación de gas que se pone en combustión comprende además un aglutinante .

71. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque el aglutinante es soluble en agua .

72. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque el aglutinante se selecciona a partir de gomas que se presentan de manera natural, ácidos poliacrílicos, y poliacrilamidas .

73. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque el aglutinante no es soluble en agua .

74. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 73, caracterizado porque el aglutinante se selecciona a partir de nitrocelulosa, VAAR, y nilón.

75. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el complejo es nitrato de hexaaminacobalto (III), ( [ (NH3) eCo ] (N03) 3) y el cooxidante es trihidroxinitrato de cobre(II) (Cu2 (OH) 3N03) .

76. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque además comprende polvo de carbono presente desde 0.1 % a 6 % en peso de la composición generadora de gas, en donde la composición exhibe resistencia mejorada al molido en comparación a la composición sin polvo de carbono.

77. Un método para inflar una bolsa de aire de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque además comprende polvo de carbono presente desde 0.3 % a 3 % en peso de la composición generadora de gas.

78. Un dispositivo generador de gas caracterizado porque comprende: una composición generadora de gas, que comprende : un complejo de un catión de metal de transición o un catión de metal alcalinotérreo y un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno, tal que cuando se pone en combustión el complejo, se produce una mezcla de gases que contiene gas de nitrógeno y vapor de agua; suficiente anión oxidante para poner en equilibrio la carga del catión metálico; y al menos un compuesto que contiene nitrógeno, orgánico, quemado en frío; y un encendedor para iniciar la combustión de la composición.

79. Un dispositivo generador de gas de conformidad con la reivindicación 78, caracterizado porque el encendedor para iniciar la combustión incluye una composición encendedora que comprende una mezcla de diferentes composiciones encendedoras.

80. Un dispositivo generador de gas de conformidad con la reivindicación 78, caracterizado porque el encendedor para iniciar la combustión incluye una composición encendedora que comprende una mezcla de Mg/Sr (N03) 2/nilón y B/KN03.

81. Un sistema de bolsa de aire de automóvil, caracterizado porque comprende: una bolsa de aire, inflable, plegada; un dispositivo generador de gas conectado a la bolsa de aire para inflar la bolsa de aire, el dispositivo generador de gas que contiene una composición generadora de gas que comprende: un complejo de un catión de metal de transición o un catión de metal alcalinotérreo y un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno, tal que cuando se pone en combustión el complejo, se produce una mezcla de gases que contiene gas de nitrógeno y vapor de agua; suficiente anión oxidante para poner en equilibrio la carga del catión metálico; y al menos un compuesto que contiene nitrógeno, orgánico, quemado en frío; y un encendedor para encender la composición generadora de gas.

82. Un vehículo que comprende un sistema de restricción complementario, caracterizado porque tiene un sistema de bolsa de aire que comprende: una bolsa de aire, inflable, plegada; un dispositivo generador de gas conectado a la bolsa de aire para inflar la bolsa de aire, el dispositivo generador de gas que contiene una composición generadora de gas que comprende: un complejo de un catión de metal de transición o un catión de metal alcalinotérreo y un ligando neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno, tal que cuando el complejo se pone en combustión, se produce una mezcla de gases que contiene gas de nitrógeno y vapor de agua; suficiente anión oxidante para poner en equilibrio la carga del catión metálico; y al menos un compuesto que contiene nitrógeno, orgánico, quemado en frío; y un encendedor para encender la composición generadora de gas.

83. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto de quemado en frío tiene un calor de formación de menos de aproximadamente -400 cal/g.

84. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto de quemado en frío tiene un calor de formación de menos de aproximadamente -600 cal/g.

85. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto de quemado en frío es una sal de guanidina o un derivado de guanidina.

86. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto de quemado en frío es nitrato de guanidina .

87. Una composición generadora de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la cantidad del compuesto de quemado en frío es mayor de aproximadamente 0 % en peso y hasta aproximadamente 40 % en peso.

88. Una composición generadora de gas de, caracterizada porque comprende: un complejo de un catión metálico y un ligando alifático, neutral que contiene hidrógeno y nitrógeno, tal que cuando se pone en combustión el complejo, se produce una mezcla de gases que contiene gas nitrógeno y vapor de agua; y una cantidad de anión oxidante que es suficiente para poner en equilibrio al menos parcialmente la carga del catión metálico.