ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 2008 года по МПК C06D5/06 A62D1/06 C08L1/18 

Изобретение относится к области разработки составов для получения газов высокого давления с температурой 20-80°С.

В настоящее время актуальной является проблема по разработке твердотопливных химических источников газов (газогенераторов), которые могут быть использованы во всех системах надува средств спасения на воде, например спасательные жилеты с объемом камеры 0.016-0.02 м³, индивидуальные плавучести с объемом полости 0.2-0.3 м³; четырех-, шести-, десяти-, двадцатиместные плоты с объемом полости 0.8-2.0 м³, а также в системах пожаротушения: весь параметрический ряд порошковых огнетушителей и систем пожаротушения.

Известен состав на основе нитратов целлюлозы и калия, состоящий в % по массе из:

- окись меди 6-20;

- дифениламин 0.8-0.95;

- остаточный спирто-эфирный растворитель 2.4-2.9;

- влага 0.8-0.95;

- пироксилин - остальное до 100%

(RU №2102366 от 20.01.1998)

Недостатком известного состава является высокая температура генерируемого газа (140-1900°С).

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является низкая температура генерируемого газа (20-80°С).

Данный технический результат достигается тем, что в газогенерирующий состав на основе нитратов целлюлозы, дополнительно ввели нитрогуанидин, карбонат магния и катализатор скорости горения, при следующем соотношении компонентов в % по массе:

нитроцеллюлоза - 30-50;

нитрогуанидин - 30-53;

карбонат магния - 17-37;

катализатор скорости горения, например, гопкалит - 0-3.

В этом случае на данных компонентах в пределах указанного процентного содержания представляется возможность провести корректировку состава применительно к каждому конкретному изделию, подлежащего надуву, например, увеличивая процентное содержание нитроцеллюлозы и вводя катализатор скорости горения, за счет других компонентов можно увеличивать секундный газоприход, и наоборот, что обеспечивает более широкую область применения данного состава.

Составы разрабатывались применительно к технологии проходного прессования, диаметр образцов составлял 23·10^-3 м, длина 7.0·10^-2 м, блоки имели семь каналов диаметром 1.5·10^-3 м, пористость 15-25%.

Данное соотношение ингредиентов подтверждается техническими результатами испытаний составов, представленных в таблице.

Результаты испытаний составов на основе: нитроцеллюлоза (НЦ)-нитрогуанидин (НГД)-карбонат магния (КМ).№ п/пСостав, в (%)Температура, °ССкорость горения, в (·10^-3 м/с)Уд. газопроизводительность, м³/кгНЦНГДKMВ зоне горенияГенерируемого газа1305317485608.850.5802305020-527.750.5453254530-355.20.4254204040-303.450.3935404020420408.20.6106353530-397.00.4807303040-203.90.3508503020-809.20.6219452530-568.50.50510402040394255.70.490

Примечание: температура генерируемого газа по прототипу составляет 140-1900°С.

Из полученных результатов испытаний видно, что составы на основе 30-50% нитроцеллюлозы, 30-53% нитрогуанидина, 17-40% карбоната магния позволяют получать составы с удельной газопроизводительностью 0.48-0.62 м³/кг, плотностью 1.37-1.682 г/см³ и скоростью горения в 3.45-9.2·10^-3 м/с. Температура в зоне экзотермических реакций разложения для составов по позиции 1 - 485°С, позиции 5 - 420±10°С, позиции 10 - 394°С. Калорийность состава по позиции 5 составила 1120 кДж/кг. Для этого же состава был определен состав продуктов сгорания методом газовой хроматографии, который показал, что продукты сгорания состоят на 73.2% по массе из азота и углекислого газа, водорода - 1.28%, окиси углерода II - 25.3%, углеводороды: С₂Н₄ - 0.022%, C₂H₆ - 0.008, остальное - неидентифицированные газы.

Введение в состав катализаторов скорости горения, например 2% гопкалита, в состав ГТС по пункту 5 приводит к повышению скорости горения до 10.6·10^-3 м/с, то есть на 29.2%, что также позволяет расширить область применения состава.

Предлагаемый газогенерирующий состав может быть широко использован в химических источниках газа, предназначенных для надува средств спасения на воде и пожаротушения, а также для надува пневмодомкратов, камер колес автомобилей и других устройств, требующих наличия газа, например, в системах вытеснения.

Состав для получения газов высокого давления с температурой 20-80°С может использоваться в твердотопливных газогенераторах, предназначенных для надува средств спасения на воде, а также в системах пожаротушения содержит, мас.%: нитроцеллюлозу - 30-50; нитрогуанидин - 30-53; карбонат магния - 17-37; катализатор скорости горения - 0-3. Технический результат - повышение удельной газопроизводительности, снижение пористости состава, снижение скорости горения, возможность применения состава в технологии проходного прессования. 1 табл.

Газогенерирующий состав на основе нитроцеллюлозы, отличающийся тем, что он содержит нитрогуанидин, карбонат магния и дополнительно может содержать катализатор скорости горения при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Нитроцеллюлоза 30-50Нитрогуанидин 30-53Карбонат магния 17-37Катализатор скорости горения 0-3.