DE60121415T2 - Verfahren zur Stabilisierung der Dichte von Nitroguanidin-enthaltenden gaserzeugenden Pellets - Google Patents

Verfahren zur Stabilisierung der Dichte von Nitroguanidin-enthaltenden gaserzeugenden Pellets Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ungiftige Gaserzeuger, die bei Verbrennung schnell ein Gas erzeugen, das zum Aufblasen eines Fahrzeug-Airbags verwendbar ist, und im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung das Verfahren zum Zermahlen von Nitroguanidin, dem Brennstoff in dem Gaserzeuger.
  • Fahrzeug-Airbagsysteme sind entwickelt worden, um einen Fahrzeuginsassen im Fall eines Zusammenstoßes durch schnelles Aufblasen eines Kissens zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Inneren des Fahrzeugs zu schützen. Das Gas zum Aufblasen des Fahrzeug-Airbags wird durch eine chemische Reaktion in einer Aufblasvorrichtung erzeugt. Damit ein Airbag richtig funktioniert, muss der Airbag innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde entfaltet werden.
  • Bei einer pyrotechnischen Aufblasvorrichtung ist die Gaserzeugung ein Ergebnis der Verbrennung eines Brennstoffs innerhalb der Aufblasvorrichtung. Sowohl organische als auch anorganische Brennstoffe können für Gaserzeuger verwendet werden. Natriumazid, eine Beispiel eines anorganischen Brennstoffs, war der am weitesten verwendete und angenommene Brennstoff für Gaserzeuger. Das Verbrennen von Natriumazid geschieht mit einer sehr schnellen Geschwindigkeit, was es zu einem geeigneten Material zur Verwendung als Gaserzeuger machte. Natriumazid hat jedoch mehrere inhärente Probleme, die zu ausgedehnter Forschung zum Entwickeln von Gaserzeugern geführt haben, die auf azidfreien Brennstoffen beruhen. Natriumazid ist ein giftiges Ausgangsmaterial, da sein Giftigkeitsniveau, gemessen durch orale Ratten-LD50, im Bereich von 45 mg/kg liegt. Ein anderer Nachteil der Verwendung von Natriumazid ist, daß einige der Verbrennungsprodukte giftig und korrodierend sein können. In jüngster Zeit ist ein neues Problem aufgetaucht, daß das Entsorgen von unbenutzten Airbagsystemen in Automobilen am Ende von deren Betriebslebensdauer betrifft.
  • Auf Grund der vorstehenden mit Natriumazid verbundenen Probleme hat die Industrie viele ungiftige Gaserzeuger entwickelt, die in einigen Airbag-Aufblasvorrichtungen verwendet werden. Einer der Nachteile bekannter ungiftiger Gaserzeugerzusammensetzungen ist die Menge und physikalische Beschaffenheit der während der Verbrennung erzeugten festen Rückstände. Diese festen Verbrennungsprodukte müssen gefiltert und von einer Berührung mit den Fahrzeuginsassen ferngehalten werden. Es ist daher sehr wünschenswert, azidfreie chemische Zusammensetzungen zu entwickeln, die eine höhere Gasumwandlungsrate haben und wesentlich keine Schlacke oder feste Teilchen erzeugen. Ein anderer Nachteil der Verwendung azidfreier Erzeuger ist, daß giftige Nebenprodukte an CO und NOx erzeugt werden können. Das stöchiometrische Verhältnis und die chemische Struktur der Reaktionspartner haben eine enorme Bedeutung für die Niveaus an CO und NOx, die erzeugt werden.
  • Es sind viele azidfreie Brennstoffe erforscht worden, die, wenn sie mit dem richtigen Oxidationsmittel vermischt werden, während der Verbrennung wenig Asche oder Schlacke erzeugen und annehmbare Niveaus an giftigem Gas erzeugen. Nitroguanidin ist ein Brennstoff, der, wenn er richtig formuliert ist, diese wünschenswerten Eigenschaften besitzt. Nitroguanidin ist reich an Stickstoff und verbrennt sehr sauber. Der Nachteil beim Verwenden von Nitroguanidin ist, daß, wenn der Brennstoff zu einem Pellet zusammengedrückt ist, das Pellet wachsen oder an Dichte verlieren wird, wenn es einer Temperaturwechselbeanspruchung ausgesetzt wird, was bewirkt, daß die ballistischen Eigenschaften verändert werden.
  • US 5531941 lehrt eine gaserzeugende Zusammensetzung, die eine sehr hohe Gasausbeute und eine niedrige Ausbeute an festen Verbrennungsprodukten hat. Eine der bevorzugten gaserzeugenden Zusammensetzungen besteht aus (a) etwa 59,4 Gew.-% phasenstabilisierten Ammoniumnitrats, (b) etwa 32,48 Gew.-% Triaminoguanidinnitrat und (c) etwa 8,12 Gew.-% Guanidinnitrat.
  • US 6017404 offenbart eine Zusammensetzung, die Nitroguanidin hoher Rohdichte (HBNQ), d.h., Nitroguanidin mit einer Teilchengrößenverteilung von 5 Mikrometer bis 0,5 mm, enthält. Kupferphtalocyanin und/oder Azodicarbonamiddinitrat werden als Verbrennungsverbesserer verwendet.
  • WO96/27574 (entsprechend US 5545272 und US 5641938 ) offenbart eine gaserzeugende Zusammensetzung, die Nitroguanidin, phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat und ein Bindemittel enthält, um einen physikalischen Zerfall des verdichteten Treibmittels zu hemmen, wobei das Treibmittel noch die Form von Pellets hat. Das Patent wendet sich nicht dem Einfluss von Nitroguanidin auf die Pelletgröße während einer Temperaturwechselbeanspruchung zu. Das Bindemittel dient dazu, den physikalischen Zerfall der Pellets zu regeln.
  • GB-B-681095 betrifft eine Zusammensetzung, für die Nitroguanidin und Ammoniumperchlorat oder Salpeter (Kaliumnitrat) als Beispiel dienen. Dieses Dokument schweigt über jegliche Form des Nitroguanidins und über die Anwesenheit von phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat.
  • WO97/29927 offenbart komplexe Zusammensetzungen, die verschiedene Arten von Nitroguanidinderivaten enthalten. Eine Kugelmühle wird zum Trockenmischen der Materialien verwendet (Seite 7, Zeile 2) und andere Mahlmittel werden als Mittel zum Zubereiten des Materials, bevor es gemischt wird, offenbart.
  • US 5747730 lehrt eine eutektische Lösung für einen Gaserzeuger, die Ammoniumnitrat, Guanidinnitrat und/oder Aminoguanidinnitrat und kleine Mengen an Polyvinylalkohol und entweder Kaliumnitrat oder Kaliumperchlorat umfasst. Die eutektische Lösung mit den vorstehenden Bestandteilen wird das Pelletspalten beseitigen und die Ammoniumnitrat-Phasenumwandlung auf Grund einer Temperaturwechselbeanspruchung wesentlich verringern.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, Nitroguanidin-Nadeln, die in einer gaserzeugenden Zusammensetzung verwendet werden, zu zermahlen. Wenn es synthetisiert wird, fällt Nitroguanidin aus der Lösung als zähe Nadeln aus. Das Zermahlen oder Zerkrümeln der Nitroguanidin-Nadeln verhindert, daß der Brennstoff während einer Temperaturwechselbeanspruchung an Dichte verliert. Das Zermahlen wandelt die Nadelkristalle in einen amorphen Krümel um.
  • Ein Vorzug der vorliegenden Erfindung ist, daß die Brenngeschwindigkeit auf Grund einer gesteigerten Teilchengrößenoberfläche gesteigert wird. Die Brenngeschwindigkeit für die bevorzugte gaserzeugende Formulierung beträgt etwa 1,5 cm pro Sekunde bei 69 Bar.
  • Ein weiterer Vorzug der vorliegenden Erfindung ist, daß es nicht notwendig ist, ein Bindemittel hinzuzufügen, um die Dichte des Gaserzeugers, der Nitroguanidin enthält, zu stabilisieren.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 180facher Vergrößerung erscheint, wenn das Nitroguanidin keinerlei Zermahlen erfahren hat.
  • 2 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 400facher Vergrößerung erscheint, wenn das Nitroguanidin durch eine Kugelmühle zerkrümelt wurde.
  • 3 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 650facher Vergrößerung erscheint, wenn das Nitroguanidin durch eine Hammermühle zerkrümelt wurde.
  • 4 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 300facher Vergrößerung erscheint, wenn das Nitroguanidin durch eine Sweco-Mühle zerkrümelt wurde.
  • 5 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 400facher Vergrößerung erscheint, wenn das Nitroguanidin einmal durch eine schwingende Kugelmühle hindurchgeführt worden ist.
  • 6 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 400facher Vergrößerung erscheint, wenn das Nitroguanidin zweimal durch eine schwingende Kugelmühle hindurchgeführt worden ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die nach der Erfindung gefertigte gaserzeugende Zusammensetzung ist geeignet zur Verwendung mit einer Vielzahl von pyrotechnischen Vorrichtungen, insbesondere Airbag-Aufblasvorrichtungen. Bei Aufblasvorrichtungen erzeugt das Verbrennen des Brennstoffs in dem Gaserzeuger ein Gas, das verwendet wird, um einen Fahrzeug-Airbag aufzublasen. Beim Formulieren eines Brennstoffs für den Gaserzeuger ist es wünschenswert, den Stickstoffgehalt des Brennstoffs auf ein Maximum zu steigern und die Menge an Kohlenstoff und Wasserstoff zu begrenzen. Es gibt mehrere azidfreie Brennstoffe, die reich an Stickstoff sind, die Tetrazole, Bitetrazole, 1,2,4-Triazol-5-on, Guanidiumnitrat, Nitroguanidin, Aminoguanidin und dergleichen einschließen. Der Brennstoff für diese Erfindung umfasst Nitroguanidin, weil es in seiner Struktur ein Molekül Sauerstoff enthält, wodurch es in der Lage ist, sich teilweise selbst zu oxidieren.
  • Der Nachteil der Verwendung unzermahlenen Nitroguanidins in einem Gaserzeuger ist, daß die gaserzeugenden Pellets Veränderungen der Dichte erfahren, wenn sie Temperaturwechselbeanspruchung ausgesetzt sind. Falls ein Gaserzeuger die Dichte verändert, dann werden die ballistischen Eigenschaften des Gaserzeugers verändert, und der Gaserzeuger wird auf eine unvorhersagbare Weise abbrennen.
  • Nitroguanidin existiert in wenigstens zwei Kristallmodifikationen, Alpha und Beta. Die Alphaform ist eine lange weiße glänzende Nadel, die sehr zäh ist. Dies ist die am häufigsten in Treibmitteln und Sprengstoffen verwendete Form. Die Betaform hat Kristalle, die sich in einen Cluster aus kleinen, dünnen länglichen Platten formen. Die Betaform kann durch Auflösen in konzentrierter Schwefelsäure und Ablöschen mit Wasser zur Alphaform umgewandelt werden.
  • Wenn unzermahlenes Nitroguanidin in ein Pellet oder eine Tablette gepresst wird, biegen sich seine Nadeln oder werden verdreht, Während einer Temperaturwechselbeanspruchung bewirkt die dem Gaserzeuger zugeführte Energie, daß die Nitroguanidin-Nadeln zu ihrer ursprünglichen Geometrie oder natürlichen Konfiguration zurückkehren. Dies führt dazu, daß die Pellets wachsen, weil das Geradebiegen der Nitroguanidin-Nadeln und das Zurückkehren zu der natürlichen Form Lücken oder Löcher in dem Pellet hinterlassen werden. Eine Lösung für das vorstehende Problem ist, dem Gaserzeuger ein Bindemittel hinzuzugeben. Das Bindemittel verhindert durch Befestigen der Nitroguanidin-Nadeln in deren reduzierter Geometrie, daß das gaserzeugende Pellet während einer Temperaturwechselbeanspruchung wächst. Es gibt einen zweifachen Nachteil beim Hinzufügen des Bindemittels. Erstens gibt es einen zusätzlichen Kostenaufwand beim Bereiten des Gaserzeugers, weil es einen zusätzlichen Schritt in der Herstellung gibt. Zweitens hat die gaserzeugende Zusammensetzung einen Bindemittelbestandteil, der den Gesamtkohlenstoff in deren Formulierung steigern wird, was mehr Oxidationsmittel erfordert. Bindemittel sind typischerweise organisch und enthalten demzufolge einen hohen Prozentsatz an Kohlenstoff, was nicht wünschenswert ist, weil Kohlenmonoxid erzeugt werden kann und die mittlere relative Molekülmasse des erzeugten Verbrennungsgases höher ist. Dies führt dazu, daß weniger Mol an Gas erzeugt werden.
  • Das bevorzugte Mittel zum Stabilisieren der Größe oder Dichte des Gaserzeugers ist das Zermahlen von Nitroguanidin zu amorphen Krümeln. Das bevorzugte Verfahren zum Zermahlen von Nitroguanidin wird später erörtert.
  • Ein bevorzugtes Oxidationsmittel für gaserzeugende Zusammensetzungen ist Ammoniumnitrat, weil es kein Material enthält, das während der Verbrennung Feststoffe bildet. Eines der Hauptprobleme beim Verwenden von Ammoniumnitrat ist, daß es mehrere Kristallphasenumwandlungen erfährt, deren einer bei ungefähr 32°C auftritt und von einer dreiprozentigen Volumenänderung begleitet wird. Wenn ein Gaserzeuger, der eine bedeutsame Menge an Ammoniumnitrat enthält, einer Temperaturwechselbeanspruchung ausgesetzt wird, können sich die Ammoniumnitrat-Kristalle ausdehnen oder zusammenziehen, was die ballistischen Eigenschaften des Gaserzeugers beeinflussen wird. Zum Beispiel kann übermäßiger Gasdruck erzeugt werden, was möglicherweise zum Bersten des Gehäuses führen könnte. Es sind mehrere Verfahren zum Stabilisieren von Ammoniumnitrat bekannt, und das bevorzugte Verfahren ist das Zusammenschmelzen von Ammoniumnitrat mit Kaliumnitrat. Das Zusammenschmelzen erzeugt eine feste Lösung von Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat, wodurch die Kristallphasenumwandlung von Ammoniumnitrat gestört wird und nicht auftreten kann. Einerseits ist das Hinzufügen von Kaliumnitrat außerordentlich vorteilhaft, weil es die Phasenumwandlungen von Ammoniumnitrat beseitigt, aber andererseits führt diese Chemikalie ein Metallion in den Gaserzeuger ein, das beim Verbrennen Schlacke oder Schwebstoffe erzeugen kann. Folglich sollte die Menge an hinzugefügtem Kaliumnitrat begrenzt sein, so daß nur ausreichend Kaliumnitrat, allgemein 5 bis 15 %, verwendet wird, um das Ammoniumnitrat zu stabilisieren.
  • Die Synergiewirkung von Nitroguanidin in Verbindung mit phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat führt zu einem sehr sauber brennenden Gaserzeuger, der minimale Schlacke oder Asche erzeugt. Da eine verringerte Menge an Schlacke erzeugt wird, kann die Filtermenge verringert werden. Im Ergebnis dieser Vorzüge werden die Bestandteile, das Gewicht und die Fertigungskosten für Aufblasvorrichtungen verringert.
  • Die bevorzugte Formulierung für den azidfreien Gaserzeuger, der die Erfindung einsetzt, ist 32 bis 50 Gewichtsprozent Nitroguanidin, 50 bis 68 Gewichtsprozent phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat, weniger als 2 Gewichtsprozent Siliziumdioxid und weniger als 2 Gewichtsprozent Bornitrid. Phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat umfasst eine feste Lösung von Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat, und die bevorzugte Formulierung ist 85 bis 95 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat und 5 bis 15 Gewichtsprozent Kaliumnitrat. Das Siliziumoxid und das Bornitrid werden als Verarbeitungshilfsmittel hinzugefügt.
  • Nach der vorliegenden Erfindung beseitigt die gaserzeugende Formulierung die Kristallphasenumwandlungen von Ammoniumnitrat durch Einschließen von Kaliumnitrat innerhalb des Ammoniumnitrats durch ein Zusammenschmelzverfahren, das eine feste Lösung bildet. Außerdem ist ein Gaserzeuger, der die vorliegende Erfindung einsetzt, frei von jeglichen Bindemitteln, weil die Kristallstruktur des Nitroguanidin durch Zermahlen modifiziert und von einer zähen Nadel zu einem amorphen Krümel verändert worden ist. Darüber hinaus steigert die vorliegende Erfindung die Brenngeschwindigkeit des Brennstoffs von rund 0,5 cm pro Sekunde bei 69 Bar auf 1,5 cm pro Sekunde bei 69 Bar.
  • Das Zünden des Gaserzeugers oder Treibmittels, der oder das die vorliegende Erfindung einsetzt, erzeugt Produkte, die wesentlich ungiftig und frei von Feststoffen sind. Die Umwandlungsrate des festen Gaserzeugers zu Gas beträgt ungefähr 96 %.
  • Die folgende Beschreibung ist ein allgemeines Verfahren zum Herstellen von gaserzeugenden Pellets. Erstens ist das phasenstabilisierte Ammoniumnitrat (das im folgenden als „PSAN" bezeichnet wird) eine feste Lösung von Kaliumnitrat und Ammoniumnitrat. Das PSAN wird zu einem Pulver im Bereich von 10 bis 25 Mikrometer zermahlen.
  • Bevor das Nitroguanidin mit PSAN vermischt wird, muss es zu einem Krümel zermahlen werden. Verschiedene Verfahren zum Zerkrümeln des Nitroguanidins werden später erörtert. PSAN und ein Trägerlösungsmittel, wie beispielsweise Wasser oder Aceton, werden in ein Planetenrührwerk eingeführt, um die eklektische Mischung zu Körnchen agglomerieren, die einen Schmelzpunkt haben, der höher ist als 125°C. Die eklektische Mischung wird durch ein Sieb geführt, zu diskreten Klumpen granuliert und danach durch Trocknen in einen wasserfreien Zustand gebracht.
  • Kleine Mengen an Bornitrid und Siliziumoxid wurden mit der getrockneten Mischung vermischt. Das Siliziumoxid wird als Fließmittel verwendet, und das Bornitrid wird verwendet, um das Haften an den Pressenstempeln zu verringern. Als letztes wurde die eklektische Mischung durch Pressen mit einer Pelletpresse in einzelne Pellets umgewandelt.
  • BEISPIEL 1
  • 1 ist eine bildliche Darstellung von unzermahlenem Alpha-Nitroguanidin (im folgenden als „Nitroguanidin" bezeichnet). Nitroguanidin-Kristalle haben eine Nadelformgeometrie, und die Nadeln sind in Bündeln zusammengeballt.
  • Es wurde ein gaserzeugendes Pellet vorbereitet unter Verwendung von unzermahlenem Nitroguanidin mit der Zusammensetzung von 52 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, 3 Gewichtsprozent Kaliumnitrat, 44 Gewichtsprozent unzermahlenem Nitroguanidin, 1 Gewichtsprozent Bornitrid und 0,025 Gewichtsprozent Siliziumoxid. Das gaserzeugende Pellet wurde zu einer Tablette oder einem Pellet zusammengedrückt, wobei das Nitroguanidin währenddessen aus seiner natürlichen Konformation gebogen und verdreht wurde. Die phasenstabilisierte Ammoniumnitrat-Zusammensetzung wurde für keine der an dem Gaserzeuger ausgeführten Prüfungen verändert. Die Dichte des Pellets betrug 1,67 g/cm3. Nach 200 Temperatur-Zeit-Folgen verringerte sich die Dichte auf 1,60 g/cm3. Nach diesem Versuch entspricht eine Temperatur-Zeit-Folge –35°C über zwei Stunden bis 85°C über zwei Stunden mit einem fünfzehnminütigen Anstieg zwischen den zwei Temperaturen. Diese Daten illustrieren, daß die Dichte während der Temperaturwechselbeanspruchung verringert wurde, was darauf zurückgeführt werden kann, daß die Nitroguanidin-Nadeln zu ihrer natürlichen Konformation von zähen geraden Nadeln zurückkehren.
  • Es wurden ebenfalls ballistische Prüfungen an einem gaserzeugenden Pellet mit der Zusammensetzung von 52 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, 3 Gewichtsprozent Kaliumnitrat, 44 Gewichtsprozent unzermahlenem Nitroguanidin, 1 Gewichtsprozent Bornitrid und 0,025 Gewichtsprozent Siliziumoxid ausgeführt. Es wurde bestimmt, daß der Verbrennungsdruck dieser Formulierung ohne Temperatur-Zeit-Folgen bei Umgebungstemperatur 412 Bar betrug. Nachdem diese Formulierung 200 Temperatur-Zeit-Folgen ausgesetzt wurde, stieg der Druck auf 839 Bar bei Umgebungstemperatur. Der Verbrennungsdruck von gaserzeugenden Pellets mit unzermahlenem Nitroguanidin wird durch Temperaturwechselbeanspruchung bedeutsam gesteigert, und demzufolge haben Gaserzeuger mit unzermahlenem Nitroguanidin unvorhersagbare ballistische Eigenschaften, was sie unsicher für eine Verwendung in Fahrzeugen macht.
  • BEISPIEL 2
  • 2 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, das durch eine Kugelmühle zermahlen worden ist. Die Kugelmühle war erfolgreich beim Aufbrechen der Bündel von Nadeln, aber die Nadeln sind, wie in dem Bild gezeigt, noch vorhanden. Da die Kugelmühle die Nadeln nicht zerlegte, werden die Nadeln sich während des Zusammendrückens der eklektischen Mischung zu Pellets dennoch biegen oder verdrehen und folglich bewirken, daß die Pellets während einer Temperaturwechselbeanspruchung wachsen.
  • BEISPIEL 3
  • 3 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, das durch eine Hammermühle zermahlen worden ist. Wie in der Abbildung zu sehen ist, sind die Nadelcluster unterbrochen, aber es sind noch deutlich definierte Nadeln vorhanden. Das Vorhandensein der Nadeln wird zu Pelletwachstum während einer Temperaturwechselbeanspruchung führen.
  • BEISPIEL 4
  • 4 ist eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, das durch eine Sweco-Mühle zermahlen worden ist. Ähnlich wie bei der Hammermühle sind die Kristalle noch vorhanden, und folglich wird das Pellet während einer Temperaturwechselbeanspruchung wachsen.
  • BEISPIEL 5
  • 5 bildet Nitroguanidin ab, das durch eine Palla-Mühle oder schwingende Kugelmühle (im folgenden als „VBM" bezeichnet) gedrückt worden ist. Das Nitroguanidin wurde von einer kristallinen Nadelstruktur zu einem amorphen Krümel reduziert, der eine unzureichende Struktur hat, um sich während einer Temperaturwechselbeanspruchung zu bewegen. Bevor das Nitroguanidin der VBM-Mühle zugegeben wurde, wurde die VBM-Mühle mit etwa zweihundert Pfund Bett vorgefüllt. Das ausgewählte Bett war aus Aluminiumoxid hergestellt und hatte eine kreisförmige zylindrische Form mit einer Länge von 1,27 cm. Wenn das Nitroguanidin durch die Maschine hindurchgeht, vibriert die Maschine mit einer ultrahohen Frequenz längs dreier Achsen, was bewirkt, daß das Bett das Nitroguanidin pulverisiert. Das bevorzugte Bett zur Verwendung mit der VBM-Mühle ist Aluminiumoxid, aber ein Fachmann auf dem Gebiet würde erkennen, daß andere Betten für diese Funktion verwendet werden könnten. Die verwendete VBM-Mühle ist eine standardmäßige VBM-Mühle mit zwei Trommeln. 5 zeigt Nitroguanidin nach einem Durchgang durch die VBM-Mühle, und 6 zeigt Nitroguanidin nach zwei Durchgängen durch die VBM-Mühle.
  • Es wurden Prüfungen an einem gaserzeugenden Pellet mit der Zusammensetzung von 52 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, 3 Gewichtsprozent Kaliumnitrat, 44 Gewichtsprozent mit der VBM-Mühle zermahlenem Nitroguanidin, 1 Gewichtsprozent Bornitrid und 0,025 Gewichtsprozent Siliziumoxid ausgeführt. Die phasenstabilisierte Ammoniumnitrat-Zusammensetzung wurde für keine der an dem Gaserzeuger ausgeführten Prüfungen verändert. Die Dichte des gaserzeugenden Pellets betrug 1,67 g/cm3, und nach 200 Temperatur-Zeit-Folgen veränderte sich die Dichte nur marginal auf 1,65 g/cm3. Der Verbrennungskammerdruck zeigt für den Erzeuger mit und ohne Temperatur-Zeit-Folgen mit 414 Bar für den ohne Temperatur-Zeit-Folgen und 435 Bar für den Erzeuger, der 200 Folgen erfährt, keinen bedeutsamen Unterschied.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Bereiten einer azidfreien, bindemittelfreien gaserzeugenden Zusammensetzung, die beim Verbrennen Abgase zum Aufblasen einer Fahrzeugrückhaltevorrichtung erzeugt, wobei die Zusammensetzung phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat und Nitroguanidin umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Zermahlen von Nitroguanidin in der Alphaform durch Hindurchführen desselben durch eine schwingende Kugelmühle, um die Nitroguanidin-Kristallstruktur von Nadeln zu einem amorphen Krümel zu verändern, und b. Vermischen des so gewonnenen Nitroguanidins mit dem phasenstabilisierten Ammoniumnitrat.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gaserzeugende Zusammensetzung etwa 32 bis 50 Gewichtsprozent Nitroguanidin und 50 bis 68 Gewichtsprozent phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das phasenstabilisierte Ammoniumnitrat Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gaserzeugende Zusammensetzung ferner weniger als 2 Gewichtsprozent Siliziumdioxid und weniger als 2 Gewichtsprozent Bornitrid umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die schwingende Kugelmühle mit Aluminiumoxidmedien vorgefüllt ist, was das Nitroguanidin zu einem Krümel pulverisiert.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Nitroguanidin zweimal durch die schwingende Kugelmühle hindurchgeführt wird.
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