【技術實現步驟摘要】
本專利技術總體上涉及氣體生成，特別涉及為可充氣設備，例如各個充氣約束系統的充氣式車輛乘客約束器進行充氣的設備和方法。
技術介紹
眾所周知，會使用墊子或袋子，例如一種“氣囊墊”，該氣囊墊能夠在比如說當車輛面對突然減速，例如在碰撞事件中時用氣體進行充氣或膨脹，以保護車輛乘客。在這種系統中，氣囊墊通常處于未充氣的和折疊狀態，以將其的空間需要最小化。一旦該系統被致動，氣囊墊在不到幾毫秒的時間內，開始用由通常被稱為“氣體發生器”或“充氣機”的設備生成或提供的氣體進行充氣。本領域中已經披露了許多種充氣機設備，用于一或多種充氣約束系統氣囊墊的充氣。現有技術的充氣機設備包括壓縮儲藏氣體充氣機、煙火充氣機和混合充氣機。不幸的是，這些類型的充氣機設備的每一種均面臨著某些缺點，例如一種或多種超過了預期的重量，需要多于預期的空間或容積，且產生了例如不希望的或不喜歡的多于預期量的燃燒產物。車輛的充氣約束系統和它們的制造商一般會面對增加氣囊性能和安全性能的目的，同時也有尋找減少或最小化費用的目的。為此，已投入了大量的研究工作和開支，用于增加燃料或氣體發生劑材料應用在氣囊充氣機上的性能，并且減少費用，其最終目標為對于完整的充氣約束系統同時改善性能并降低費用。可以通過多種方式實現對于含煙火的氣體發生器或充氣機性能的改善，其中很多方式最終取決于提供預期性質的氣體發生劑的配方或組合物。較為理想的是，氣體發生劑能夠在希望的時間間隔內提供或生成足夠流量的氣體，以為相連的充氣設備達到所需要的工作推動力。生成的氣體的溫度會影響生成劑氣體所能產生的工作的量。傳統來說，高溫氣體產物會較為麻煩，例如一般...
【技術保護點】
一種氣體生成煙火組合物，所述組合物包含：主燃料組分；主氧化劑組分；元素碳，其存在的相對量為組合物重量的1？10％；以及氧化銅，其存在的相對量大于組合物重量的2％，至組合物重量的15％。
【技術特征摘要】
2011.07.27 US 13/191,760和附圖，其他的目標和優勢都是顯而易見的。附圖說明附圖為簡化的圖解的、部分散開的視圖，示出了根據本發明的一個實施例，安裝在車輛內部的氣囊模塊組件的氣囊墊的展開狀態。具體實施方式提供了一種改進的氣體發生劑或氣體生成煙火組合物，例如用于可充氣部件(例如車輛充氣約束系統的氣囊墊)的充氣。根據一個優選實施例，這種氣體生成煙火組合物，除主燃料組分和主氧化劑組分外，也特別包括元素碳和氧化銅。更多特別地，這種組合物優選包括或包含相對量為組合物重量的1-10%的元素碳，以及相對量為大于組合物重量的2%，至組合物重量的15%的氧化銅，優選為組合物重量的3-15%的氧化銅。在這種組合物中，元素碳作為高溫燃料，在燃燒過程期間，僅生成氣體。多種形式的元素碳，包括石墨，無定形碳和炭黑，均可應用。石墨為目前優選的用于本發明實踐的元素碳形式。有利地，石墨與無定形碳相比具有相當高的密度，并且還能夠作為加工助劑(例如，作為潤滑劑)。如果需要，組合物也能夠包括一或多種例如元素硅、硼、鋁、鈦等等例如能夠進一步增加組合物的燃燒溫度的其他高溫燃料，然而，該組合物不論如何必須含有元素碳。氧化銅與元素碳的共同存在被發現很重要，能夠在最小的性能變化下，在大范圍的操作壓力下實現快速的氣體生成。特別地，氧化銅與元素碳的共同存在，對于實現期望的高燃燒速率(即，在3000psi (20. 8MPa下，25. 4mm/s)下大于I英寸每秒(ips)的燃燒速率)，以及具有低的燃燒速率壓力指數(即，低于O. 5的燃燒速率壓力指數)，被認為是必要的。除可作為存在元素碳時的彈道調節劑(ballistic modifier)外，氧化銅也可作為輔氧化劑。氣體生成煙火組合物包括作為主氧化劑材料的高氯酸銨。特別是，內含物高氯酸銨可期望地促進了所希望的高氣體輸出和高燃燒溫度的實現，同時提供了足夠的燃燒效率，以保證元素碳(尤其是石墨)在燃燒過程中完全反應。主氧化劑，尤其是當主氧化劑為高氯酸銨時，其優選的相對量是組合物重量的約25%到約75%。[0041]所述組合物也可包括或包含一或多種輔氧化劑，例如硝酸銨、高氯酸鉀、堿金屬硝酸鹽和過氧化物。正如上面所述的，元素碳能夠并且優選作為氣體生成煙火組合物內的高溫燃料，硝酸胍是氣體生成煙火組合物中內含物的優選主燃料組分。具體地，硝酸胍中氧的存在有利地減少或最小化了充分燃燒組合物所需要或要求的氧化劑組分的量。其他可能的和合適的主燃料材料的示例包括硝酸胍基脲、硝酸雙胍和二硝酸雙胍、5-氨四唑和相關的鹽、雙四唑二銨、二氨二硝酸銅、二銨二硝基乙烷和雙氰胺，其含有的量可與硝酸胍使用的量類似。本領域技術人員應該明白，根據本說明書所提供的教導，在氣體發生器組合物中的高氯酸銨內含物通常會導致所述組合物也會產生或形成氯化氫作為燃燒的氣體副產物。在產生的氣體中存在濃度過大的氯化氫是有毒或腐蝕性的，也可能兩者都有。雖然氯化氫氣體可通過在煙火氣體發生器組合物中含有清除劑化合物(比如堿或堿土金屬硝酸鹽，例如硝酸鈉或硝酸鉀)使其從可燃氣體流中被“清除”，但含有這類的清除劑會降低組合物的燃燒效率，增加組合物和其應用的費用。因此，本領域技術人員且根據本說明書提供的教 導，應該明白，從排出物的角度來說，氧化劑(例如高氯酸銨)的量最小化是合乎需要的，因為氯化氫(HCl)是在高氯酸銨的燃燒時通常會產生或形成的不希望的燃燒副產物。而且，通過將所需氧化劑的量最小化，碳成分及因此的生成氣體的相對量能夠如需要地得到增加或最大化。所述組合物也可包括或包含一或多種輔燃料或次級燃料，例如RDX、硝基胍、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯、季戊四醇和比如碳水化合物。根據某些實施例，主燃料組分，尤其是當主燃料組分為硝酸胍時的相對量，是組合物重量的約10% -約70%，根據某些實施例，優選所包含的硝酸胍是組合物重量的約10 約40 %。根據某些優選實施例，在不含次級燃料的氣體生成煙火組合物中，主燃料組分，尤其是當主燃料組分為硝酸胍時的優選的相對量，是組合物重量的約15% -約40%，高氯酸銨主氧化劑的優選相對量為組合物重量的25-70%。如果需要的話，本說明書所描述的氣體生成煙火組合物可另外包括一或多種氣體生成煙火組合物添加劑，例如本領域所知的添加劑。例如,這類氣體生成煙火組合物可以包含或包括一或多種金屬氧化物燃燒速率增強添加劑和/或成渣添加劑或類似物。合適的金屬氧化物添加劑包括但不局限于氧化鐵、氧化鉍、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鑭，各種硅酸鋁中的任何一種，包括粘土、滑石和云母，以及它們的組合。實際上，本說明書所描述的氣體生成煙火組合物在一些實施例中可包括最多約組合物重量10%的至少一種這類金屬氧化物添加劑。根據某些優選實施例，本說明書所描述的氣體生成煙火組合物較為希望包含或包括為組合物重量的約O. 5% -約3%的至少一種這類金屬氧化物添加劑。考慮到上面所述，一種特別優選的氣體生成煙火組合物可以包括、由下列組成或者基本上由下列組成包括硝酸胍的主燃料組分,其相對量為組合物重量的10-40% ；包括高氯酸銨的主氧化劑組分,其相對量為組合物重量的25-75% ；元素碳，其存在的相對量為組合物重量的3-10% ;以及氧化銅，其存在的相對量為組合物重量的3-15%。[0052]這種氣體生成煙火組合物在被點燃后的供給可期望地產生了高產量且燃燒溫度超過2400K的生成氣體。本領域技術人員應該明白，根據本說明書所提供的教導，這種生成的氣體可被用于與工作流體接觸，形成例如用于為安裝在機動車內部的乘客拘束系統充氣的膨脹氣體。在一個優選實施例中，這種氣體生成煙火組合物在20MPa下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：G·倫德，
申請(專利權)人：奧托里夫ASP股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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