【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及气体生成，特别涉及为可充气设备，例如各个充气约束系统的充气式车辆乘客约束器进行充气的设备和方法。
技术介绍
众所周知，会使用垫子或袋子，例如一种“气囊垫”，该气囊垫能够在比如说当车辆面对突然减速，例如在碰撞事件中时用气体进行充气或膨胀，以保护车辆乘客。在这种系统中，气囊垫通常处于未充气的和折叠状态，以将其的空间需要最小化。一旦该系统被致动，气囊垫在不到几毫秒的时间内，开始用由通常被称为“气体发生器”或“充气机”的设备生成或提供的气体进行充气。本领域中已经披露了许多种充气机设备，用于一或多种充气约束系统气囊垫的充气。现有技术的充气机设备包括压缩储藏气体充气机、烟火充气机和混合充气机。不幸的是，这些类型的充气机设备的每一种均面临着某些缺点，例如一种或多种超过了预期的重量，需要多于预期的空间或容积，且产生了例如不希望的或不喜欢的多于预期量的燃烧产物。车辆的充气约束系统和它们的制造商一般会面对增加气囊性能和安全性能的目的，同时也有寻找减少或最小化费用的目的。为此，已投入了大量的研究工作和开支，用于增加燃料或气体发生剂材料应用在气囊充气机上的性能，并且减少费用，其最终目标为对于完整的充气约束系统同时改善性能并降低费用。可以通过多种方式实现对于含烟火的气体发生器或充气机性能的改善，其中很多方式最终取决于提供预期性质的气体发生剂的配方或组合物。较为理想的是，气体发生剂能够在希望的时间间隔内提供或生成足够流量的气体，以为相连的充气设备达到所需要的工作推动力。生成的气体的温度会影响生成剂气体所能产生的工作的量。传统来说，高温气体产物会较为麻烦，例如一般...
【技术保护点】
一种气体生成烟火组合物，所述组合物包含：主燃料组分；主氧化剂组分；元素碳，其存在的相对量为组合物重量的1？10％；以及氧化铜，其存在的相对量大于组合物重量的2％，至组合物重量的15％。
【技术特征摘要】
2011.07.27 US 13/191,760和附图，其他的目标和优势都是显而易见的。附图说明附图为简化的图解的、部分散开的视图，示出了根据本发明的一个实施例，安装在车辆内部的气囊模块组件的气囊垫的展开状态。具体实施方式提供了一种改进的气体发生剂或气体生成烟火组合物，例如用于可充气部件(例如车辆充气约束系统的气囊垫)的充气。根据一个优选实施例，这种气体生成烟火组合物，除主燃料组分和主氧化剂组分外，也特别包括元素碳和氧化铜。更多特别地，这种组合物优选包括或包含相对量为组合物重量的1-10%的元素碳，以及相对量为大于组合物重量的2%，至组合物重量的15%的氧化铜，优选为组合物重量的3-15%的氧化铜。在这种组合物中，元素碳作为高温燃料，在燃烧过程期间，仅生成气体。多种形式的元素碳，包括石墨，无定形碳和炭黑，均可应用。石墨为目前优选的用于本发明实践的元素碳形式。有利地，石墨与无定形碳相比具有相当高的密度，并且还能够作为加工助剂(例如，作为润滑剂)。如果需要，组合物也能够包括一或多种例如元素硅、硼、铝、钛等等例如能够进一步增加组合物的燃烧温度的其他高温燃料，然而，该组合物不论如何必须含有元素碳。氧化铜与元素碳的共同存在被发现很重要，能够在最小的性能变化下，在大范围的操作压力下实现快速的气体生成。特别地，氧化铜与元素碳的共同存在，对于实现期望的高燃烧速率(即，在3000psi (20. 8MPa下，25. 4mm/s)下大于I英寸每秒(ips)的燃烧速率)，以及具有低的燃烧速率压力指数(即，低于O. 5的燃烧速率压力指数)，被认为是必要的。除可作为存在元素碳时的弹道调节剂(ballistic modifier)外，氧化铜也可作为辅氧化剂。气体生成烟火组合物包括作为主氧化剂材料的高氯酸铵。特别是，内含物高氯酸铵可期望地促进了所希望的高气体输出和高燃烧温度的实现，同时提供了足够的燃烧效率，以保证元素碳(尤其是石墨)在燃烧过程中完全反应。主氧化剂，尤其是当主氧化剂为高氯酸铵时，其优选的相对量是组合物重量的约25%到约75%。[0041]所述组合物也可包括或包含一或多种辅氧化剂，例如硝酸铵、高氯酸钾、碱金属硝酸盐和过氧化物。正如上面所述的，元素碳能够并且优选作为气体生成烟火组合物内的高温燃料，硝酸胍是气体生成烟火组合物中内含物的优选主燃料组分。具体地，硝酸胍中氧的存在有利地减少或最小化了充分燃烧组合物所需要或要求的氧化剂组分的量。其他可能的和合适的主燃料材料的示例包括硝酸胍基脲、硝酸双胍和二硝酸双胍、5-氨四唑和相关的盐、双四唑二铵、二氨二硝酸铜、二铵二硝基乙烷和双氰胺，其含有的量可与硝酸胍使用的量类似。本领域技术人员应该明白，根据本说明书所提供的教导，在气体发生器组合物中的高氯酸铵内含物通常会导致所述组合物也会产生或形成氯化氢作为燃烧的气体副产物。在产生的气体中存在浓度过大的氯化氢是有毒或腐蚀性的，也可能两者都有。虽然氯化氢气体可通过在烟火气体发生器组合物中含有清除剂化合物(比如碱或碱土金属硝酸盐，例如硝酸钠或硝酸钾)使其从可燃气体流中被“清除”，但含有这类的清除剂会降低组合物的燃烧效率，增加组合物和其应用的费用。因此，本领域技术人员且根据本说明书提供的教 导，应该明白，从排出物的角度来说，氧化剂(例如高氯酸铵)的量最小化是合乎需要的，因为氯化氢(HCl)是在高氯酸铵的燃烧时通常会产生或形成的不希望的燃烧副产物。而且，通过将所需氧化剂的量最小化，碳成分及因此的生成气体的相对量能够如需要地得到增加或最大化。所述组合物也可包括或包含一或多种辅燃料或次级燃料，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。根据某些实施例，主燃料组分，尤其是当主燃料组分为硝酸胍时的相对量，是组合物重量的约10% -约70%，根据某些实施例，优选所包含的硝酸胍是组合物重量的约10 约40 %。根据某些优选实施例，在不含次级燃料的气体生成烟火组合物中，主燃料组分，尤其是当主燃料组分为硝酸胍时的优选的相对量，是组合物重量的约15% -约40%，高氯酸铵主氧化剂的优选相对量为组合物重量的25-70%。如果需要的话，本说明书所描述的气体生成烟火组合物可另外包括一或多种气体生成烟火组合物添加剂，例如本领域所知的添加剂。例如,这类气体生成烟火组合物可以包含或包括一或多种金属氧化物燃烧速率增强添加剂和/或成渣添加剂或类似物。合适的金属氧化物添加剂包括但不局限于氧化铁、氧化铋、二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锆、二氧化钛、氧化镧，各种硅酸铝中的任何一种，包括粘土、滑石和云母，以及它们的组合。实际上，本说明书所描述的气体生成烟火组合物在一些实施例中可包括最多约组合物重量10%的至少一种这类金属氧化物添加剂。根据某些优选实施例，本说明书所描述的气体生成烟火组合物较为希望包含或包括为组合物重量的约O. 5% -约3%的至少一种这类金属氧化物添加剂。考虑到上面所述，一种特别优选的气体生成烟火组合物可以包括、由下列组成或者基本上由下列组成包括硝酸胍的主燃料组分,其相对量为组合物重量的10-40% ；包括高氯酸铵的主氧化剂组分,其相对量为组合物重量的25-75% ；元素碳，其存在的相对量为组合物重量的3-10% ;以及氧化铜，其存在的相对量为组合物重量的3-15%。[0052]这种气体生成烟火组合物在被点燃后的供给可期望地产生了高产量且燃烧温度超过2400K的生成气体。本领域技术人员应该明白，根据本说明书所提供的教导，这种生成的气体可被用于与工作流体接触，形成例如用于为安装在机动车内部的乘客拘束系统充气的膨胀气体。在一个优选实施例中，这种气体生成烟火组合物在20MPa下...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·伦德，
申请(专利权)人：奥托里夫ASP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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