SE507997C2 - Gasavgivande substans och pyroteknisk sats - Google Patents

Description

507 997 4 I USA-patentet 5.324.075 föreslås användningen av en i krockkuddesam- manhang ny produkt i form av en ammoniumdinitramid, i fortsättningen benämnd ADN, med den generella formeln NH+ N / N02 4 \ N02 Denna förening ingår i en relativt ny grupp av N,N-dinitramidsalter som finns närmare beskriven i USA-patentet 5.254.324 (= EP 487 693). Patentet ifråga avser närmast den generella produkten i form av ett N,N-dinitramid- salt med formeln X4- M Q>X vari M är antingen en en-, två- eller trevärd metallkatjon i vilket fall x har värdet 1, 2 eller 3 eller en kväveinnehållande katjon innehållande 1-8 kväveatomer och med den katjoniska laddningen x, där x är ett heltal. Dess- utom beskrivs i detta patent ett sätt att framställa föreningar av denna typ. I den allmänna texten samt i samband med exemplen anges att N,N-dinitr- amidsalter av denna typ skulle vara speciellt lämpliga som raketclrivmedel där de sägs kunna ersätta de idag använda perkloratföreningarna i och med att de i detta sammanhang speciellt uppvisar den goda egenskapen att de inte innehåller något klor.

I de bägge USA-patenten 5.198.204 och 5.415.852 beskrivs vidare andra sätt att framställa dessa N,N-dinitramider.

Den i det tidigare nämnda USA-patentet 5.324.075 för användning som gas- avgivare i krockkuddegasgeneratorer föreslagna nitrarníden ADN har emel- lertid de nackdelarna att den för det första har en så pass låg smältpunkt som ca 92°C samt för det andra att den precis som de ävenledes tidigare nämnda för samma ändamål använda produkterna oktogen, hexogen och dubbelbaskrut är klassade som explosivämnen, vilka dessutom i sig själva är relativt lättbrisanta.

Som ett led i vår strävan att få fram en lämplig gasavgivande substans för krockkuddegasgeneratorer, som inte innehöll någon explosivämnesklassad SÛ7 997 grundsubstans, kom vi att inrikta oss på att försöka ta fram en ersättare för kaliumnitratet (KNO3) eller ännu hellre för den som oxidationsmedel väsentligt starkare kaliumperkloraten (KClO4). Huvudinriktningen blev därvid att försöka hitta en lämplig oxídator som ej avgav icke önskvärda och/ eller giftiga substanser såsom klor och som tillsammans med ett lämp- ligt bränsle t ex bor, zirkonium, titan eller motsvarande skulle ge en tillräck- ligt snabb och mängdmässigt acceptabel gasavgivning utan tillskott av giftiga substanser.

Vi har nu funnit en substans som uppfyller våra krav i det NN-dinitramid- salt vars generella formel är MX* 2>x och där föreningens metallkatjon M utgörs av kalium och där x = 1.

Rent generellt måste detta synnerligen speciella i fortsättningen som KDN benämnda kaliumsalt som kemisk förening anses vara tidigare känt genom att kalium finns med i uppräkningen av tänkbara metallkatjoner i det NN-dinitramidsalt som beskrivs i USA-patentet 5,254,324. I detta patent finns dock ingen antydan om att det av de däri aktualiserade dinitramid- salterna med kalium som katjon skulle kunna ha någon speciell använd- ning. Snarare utgör den i patentet gjorda uppräkningen just av metallkat- joner en ren uppräkning av alla i detta sammanhang teoretiskt tänkbara katjoner.

KDN finns dessutom omnämnt i PCT / SE96/ 00976 som beskriver andra metoder att framställa ADN än de tidigare nämnda USA-patenten och där KDN utgör en mellanprodukt vid framställningen av ADN.

KDN har visat sig vara ett kraftigt oxidationsmedel som tillsammans med lämpligt bränsle t ex bor och eventuellt bindemedel ger ett klart bättre och snabbare tillskott av gasformiga produkter än motsvarande tidigare använ- da blandningar med kaliumnitrat som oxidationsmedel.

Ett synnerligen enkelt jämförande försök genomfört i en med tryckgivare försedd standardbomb visade sålunda att en första blandning med kalium- 507 997 t nitrat som oxidationsmedel gav ett maxtryck om ca 38 bar medan samma sats men med KDN som oxidationsmedel gav 58 bar. Som bränsle utnyttja- des i båda fallen stokiometriska mängder bor.

KDN är vidare ett renodlat oxidationsmedel och inte i likhet med de tidi- gare nämnda HMX, RDX och ADN något sprängämne. Det kan således ej fås att detonera genom t ex ett slaghammarprov. Det har dessutom en smält- punkt som ligger på ett tillräckligt avstånd från dagens krockkuddenorm om 107°C vid 400 timmar. KDN :s smältpunkt ligger på ca 120°C.

Rent generellt kan det anses att KDN tillsammans med ett lämpligt bränsle och då i första hand bor även ger en bra mera generell pyrosats.

För såväl användningen i gasgeneratorer för airbagsaggregat som för an- vändning som en mer generell pyrosats torde man kunna anse att en bra standardblandning bör innehålla 18-27 vikts-% bor 0- 6 vikts-% med övriga produkter kompatibelt brännbart bindemedel t ex en akrylat samt rest KDN och gängse föroreningar.

Om man för pyroändamål önskar öka utbudet av glödande partiklar så utnyttjar man en sammansättning innehållande ett större eller mindre överskott av i varje särskilt fall aktuellt bränsle.

Uppfinningen har definierats i de efterföljande patentkraven.

Claims (6)

5 507 997 PATENTKRAV

1. Gasavgivande substans för gasgeneratorer för bilkrockkuddar, säkerhets- bältessträckare och andra för sin funktion gasdrivna aktiva fordonspassage- rarskydd k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att däri ingående oxidationsmedel utgöres av kaliumdinitramid (KDN) som tillsammans med ett lämpligt bränsle såsom bor, zirkonium, titan eller motsvarande vid substansens förbränning svarar för de därvid bildade förbränningsgaserna.

2. Gasavgivande substans enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den innefattar 18-27 vikts-% bor O-6 vikts-% brännbart bindemedel rest KDN + normala halter föroreningar

3. Gasavgivande substans enligt krav 1 eller 2 k ä ne te c k n a d d ä r - a v att för dess initiering utnyttjas en konventionell el-tändare.

4. Pyroteknisk sats k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den som oxidations- medel innefattar kaliumdinitrarnid (KDN) kombinerat med bränsle i form av en finfördelad metall såsom bor, titan, zirkonium eller motsvarande samt eventuellt ett bindemedel.

5. Pyroteknisk sats enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att däri in-går 18-27 vikts-% bränsle såsom bor 0-6 vikts-% brännbart bindemedel rest KDN + normala halter föroreningar

6. Pyroteknisk sats enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att nämnda bränsle ingår i ett stökiometriskt överskott.