点火助推剂组合物的制作方法

点火助推剂组合物
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求2019年8月2日提交的美国专利申请号16/530,042的优先权，该专利申请以引用方式明确并入本文。


背景技术：

3.本章节提供了与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
4.烟火材料用于被动约束系统中，包括在用于气囊模块的充气机中。此类烟火材料的示例包括点火助推剂组合物(也称为点火剂、引发剂和/或助推剂(booster)组合物)和常规气体生成剂。气体生成材料燃烧产生大部分气体产品，这些气体产品针对安全气囊提供充气。采用气体生成剂的气囊模块通常使用爆管或引发剂，当感测到快速减速和/或碰撞时，爆管或引发剂被电点火。来自爆管/引发剂的放电可点燃燃烧快速且放热的点火剂或点火材料，进而点燃气体生成剂材料。通常，引发剂可包括可采用一种或多种点火剂或点火助推剂组合物的若干阶段。
5.传统上，点火助推剂材料基于含有元素硼作为唯一或主燃料的烟火制剂。此类组合物具有快速燃烧、易于点燃、高火焰温度和将能量有效转移至受体组合物诸如主气体发生器装料的特征。遗憾的是，这些相同的期望特性可能需要在这些材料的制备和储存方面非常小心，这可能使它们的生产成本高昂。此类材料在环境压力下极快地燃烧。从闪燃的角度来看，这限制了一次可以处理的材料量，这使得这些组合物的生产成为劳动密集型的。另外，硼是一种相对昂贵的原材料。因此，期望开发在汽车和其它烟火装置中使用的操作和生产相对安全的有效的点火助推剂组合物。


技术实现要素：

6.本章节提供了对本公开的一般概述，并不是对其全部范围或所有特征的全面公开。
7.本公开在某些变型中提供了一种点火剂组合物，其包含：
8.(i)铜源，其选自由以下组成的组：碱式硝酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硝酸鸟苷脲的铜络合物、以及它们的组合；
9.(ii)一种或多种氧化剂；
10.(iii)粘结剂，其选自由以下组成的组：硝酸胍、硝酸鸟苷脲、以及它们的组合；和
11.(iv)无机燃料，该无机燃料包含元素金属或金属氢化物，该元素金属或金属氢化物包含选自由以下组成的组的金属：钛、硅、铝、镁、铁、以及它们的组合。
12.在一个方面，该无机燃料选自由以下组成的组：氢化钛、钛、硅、铝、以及它们的组合。
13.在一个方面，该点火剂组合物基本上不含硼。
14.在一个方面，该点火剂组合物还包含小于或等于约3重量％的硼或包含硼的化合物。
15.在一个方面，该点火剂组合物还包含至少一种包含双氰胺(dcda)的有机燃料。
16.在一个方面，该点火剂组合物具有大于或等于约2300k(2,027℃)的燃烧时的最小火焰温度(tc)。
17.在一个方面，(i)铜源按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约20％存在；(ii)一种或多种氧化剂的总量为按总点火剂组合物的重量计大于或等于约20％至小于或等于约60％；(iii)粘结剂按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约60％存在；和(iv)无机燃料按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％存在。
18.在一个方面，(i)铜源按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约17％存在；(ii)一种或多种氧化剂的总量为按总点火剂组合物的重量计大于或等于约5％至小于或等于约40％；(iii)粘结剂按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约40％存在；和(iv)无机燃料按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约12％存在。
19.在一个方面，一种或多种氧化剂选自由以下组成的组：碱金属或碱土金属硝酸盐、碱金属、碱土金属、或高氯酸铵、以及它们的组合，并且点火剂组合物中存在的一种或多种氧化剂的总量为按总点火剂组合物的重量计大于或等于约20％至小于或等于约60％。
20.本公开还提供了一种在某些其它变型中的点火剂组合物，其包含：
21.(i)碱式硝酸铜，其按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约17％存在；
22.(ii)一种或多种氧化剂，其选自由以下组成的组：高氯酸钾(kclo4)、硝酸锶(sr(no3)2)、硝酸钾(kno3)、以及它们的组合，其中一种或多种氧化剂的总量按总点火剂组合物的重量计大于或等于约20％至小于或等于约60％；
23.(iii)硝酸胍，其按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约60％存在；和
24.(iv)无机燃料，其选自由以下组成的组：氢化钛、钛、硅、铝、以及它们的组合，其按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％存在。
25.在一个方面，该点火剂组合物基本上不含硼。
26.在一个方面，该点火剂组合物还包含小于或等于约3重量％的硼或包含硼的化合物。
27.在一个方面，该点火剂组合物具有大于或等于约2300k(2,027℃)的燃烧时的最小火焰温度(tc)。
28.在又其它变型中，本公开提供了一种用于形成点火剂组合物的方法。该方法包括将如下一起混合在液体中：(i)铜源，其选自由以下组成的组：碱式硝酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硝酸鸟苷脲的铜络合物、以及它们的组合，(ii)一种或多种氧化剂，和(iii)粘结剂，其选自由以下组成的组：硝酸胍、硝酸鸟苷脲、以及它们的组合，以形成爆炸热(hex)小于或等于约1,000卡路里/克(cal/g)的混合物。将该混合物喷雾干燥以形成粉末。该方法还包括将粉末压实以形成固体点火剂组合物。
29.在一个方面，该混合还包括：将如下混合到液体中：(iv)无机燃料，该无机燃料包含元素金属或金属氢化物，该元素金属或金属氢化物包含选自由以下组成的组的金属：钛、
硅、铝、镁、铁、以及它们的组合。
30.在一个方面，(i)铜源按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约20％存在；(ii)一种或多种氧化剂中的每一种按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约1％至小于或等于约55％存在；(iii)粘结剂按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约60％存在；和(iv)无机燃料按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％存在。
31.在一个方面，在喷雾干燥之后，该方法还包括将粉末与(iv)无机燃料组合，该无机燃料包含元素金属或金属氢化物，该元素金属或金属氢化物包含选自由以下组成的组的金属：钛、硅、铝、镁、铁、以及它们的组合。
32.在另一方面，
33.(i)铜源按总固体点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约20％存在；
34.(ii)一种或多种氧化剂的总量为按总固体点火剂组合物的重量计大于或等于约20％至小于或等于约60％；
35.(iii)粘结剂按总固体点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约60％存在；和
36.(iv)无机燃料按总固体点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％存在。
37.在一个方面，该固体点火剂组合物包含：
38.(i)铜源，其包含按总固体点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约17％存在的碱式硝酸铜；
39.(ii)一种或多种氧化剂，其选自由以下组成的组：硝酸钾、硝酸锶、高氯酸钾、以及它们的组合，其中一种或多种氧化剂的总量为按总固体点火剂组合物的重量计大于或等于约20％至小于或等于约60％；
40.(iii)粘结剂，其包含按总固体点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约60％存在的硝酸胍；并且
41.所述固体点火剂组合物还包含：
42.(iv)无机燃料，其选自由以下组成的组：氢化钛、硅、铝、钛、以及它们的组合，其按总固体点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％存在。
43.根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅用于例示说明的目的，并非旨在限制本公开的范围。
具体实施方式
44.提供了示例性实施方案，使得本公开将是透彻的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节，诸如具体组合物、组分、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方案的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，不需要采用具体细节，示例性实施方案可以许多不同形式体现，并且均不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，没有详细描述熟知的过程、熟知的装置结构和熟知的技术。
45.本文所用的术语仅用于描述特定示例性实施方案的目的，并非旨在进行限制。如
本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”也可旨在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”是包含性的，因此指定存在所陈述的特征、要素、组合物、步骤、整数、操作和/或组分，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、组分和/或它们的组。尽管开放式术语“包含”应被理解为用于描述和要求保护本文所阐述的各种实施方案的非限制性术语，但在某些方面，该术语可另选地被理解为更具限制性的术语，诸如“由...组成”或“基本上由...组成”。因此，对于列举组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或过程步骤的任何给定实施方案，本公开还具体包括由此类列举的组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或过程步骤组成或者基本上由这些项组成的实施方案。在“由...组成”的情况下，另选实施方案排除任何附加的组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或过程步骤，而在“基本上由...组成”的情况下，实质上影响基本特性和新颖特性的任何附加的组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或过程步骤被排除在此类实施方案之外，但是不会实质上影响基本特性和新颖特性的任何组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或过程步骤可以包括在该实施方案中。
46.除非明确地确定为执行次序，否则本文所述的任何方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或例示的特定次序执行。还应当理解，除非另外指明，否则可采用另外的或另选的步骤。
47.当部件、元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合到另一元件或层”、“连接到另一元件或层”或“联接到另一元件或层”时，其可直接在另一部件、元件或层上，直接接合到另一部件、元件或层，直接连接到另一部件、元件或层或者直接联接到另一部件、元件或层，或者可存在居间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到另一元件或层”、“直接连接到另一元件或层”或“直接联接到另一元件或层”时，可不存在居间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似的方式解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或多个的任何和所有组合。
48.尽管术语第一、第二、第三等在本文中可用于描述各种步骤、元件、部件、区域、层和/或区段，但除非另外指明，否则这些步骤、元件、部件、区域、层和/或区段不应受这些术语的限制。这些术语可仅用于将一个步骤、元件、部件、区域、层或区段与另一个步骤、元件、部件、区域、层或区段区分开。除非上下文明确指示，否则诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语在用于本文时并不暗示顺序或次序。因此，在不脱离示例性实施方案的教导内容的情况下，下文讨论的第一步骤、元件、部件、区域、层或部分可被称为第二步骤、元件、部件、区域、层或部分。
49.为了便于描述，本文可使用空间或时间相对术语诸如“之前”、“之后”、“内部”、“外部”、“下方”、“下面”、“下部”、“上方”、“上部”等来描述如图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。空间或时间相对术语可旨在涵盖装置或系统的除了图中所描绘的取向之外在使用或操作中的不同取向。
50.在整个本公开中，数值表示近似测量或范围限制，以涵盖与给定值的微小偏差，以及具有约所述值的实施方案以及具有精确所述值的实施方案。除了在具体实施方式末尾提供的工作实施例中之外，本说明书(包括所附权利要求)中的参数(例如，数量或条件)的所有数值在所有情况下都应被理解为由术语“约”修饰，无论“约”实际上是否出现在数值之
前。“约”表示所陈述的数值允许一些轻微的不精确性(其中一些接近值的精确性；大约或合理地接近该值；几乎)。如果由“约”提供的不精确性在本领域中不能以这种普通含义理解，则本文所用的“约”至少表示可能由测量和使用这些参数的普通方法引起的变化。例如，“约”可包括小于或等于5％、任选地小于或等于4％、任选地小于或等于3％、任选地小于或等于2％、任选地小于或等于1％、任选地小于或等于0.5％并且在某些方面任选地小于或等于0.1％的变化。
51.另外，对范围的公开包括对整个范围内所有值和进一步划分的范围(包括针对所述范围给出的端点和子范围)的公开。
52.如本文所用，除非另外指明，否则术语“组合物”和“材料”可互换使用，广义地指包含至少期望的化学成分、元素或化合物的物质，但其也可包含另外的元素、化合物或物质，包括痕量的杂质。
53.如本文所用，除非另有说明，否则以重量和质量表示的量可互换使用，但应理解为反映给定组分的质量。
54.现在将参考附图更充分地描述示例性实施方案。
55.本公开提供了一种点火剂组合物，其也可称为引发剂组合物或助推剂组合物。在某些变型中，此类点火剂组合物提供以下优点中的一个或多个：快速燃烧、易于燃烧、高燃烧火焰温度、低压下的高效燃烧、和/或能量向受体组合物例如主要气体生成材料的有效转移，如下文将进一步描述的。应理解，虽然上述每个类别的组件的一般属性可能不同，但是可能存在一些共同的属性，并且任何给定材料可在这种列出的分类或类别中的两个或更多个之内用于多种用途。例如，如本文将进一步描述的，铜源可以是帮助将能量转移到气体生成剂的碱式硝酸铜；然而，它也可用作点火剂组合物中的氧化剂。
56.在各个方面，根据本公开提供的点火剂组合物用作有效的点火助推剂组合物，其对用于汽车和其它烟火装置中的操作和生产相对安全。此类点火剂组合物可以更类似于常规气体生成剂的方式操作和处理，而不是通常包含大量硼作为燃料的更敏感的常规点火剂组合物。
57.该点火剂组合物包含(i)铜源。铜源在点火后的点火剂组合物的燃烧产物中提供铜，这可能需要将点火能量转移到主气生成装料或材料。在某些变型中，铜源是碱式硝酸铜(bcn)，其也可用作氧化剂。设想用于点火剂组合物的某些变型中的其它稳定铜化合物包括氧化铜(cuo)或氢氧化铜(cu(oh)2)，其可用于在燃烧产物中提供用于能量转移的铜的相同功能，但是这些化合物相对于以与碱式硝酸铜相同的方式在点火剂组合物中的反应性和燃烧速率可能不像氧化剂一样有效。此外，铜源的选择可取决于所使用的燃料。例如，当双氰胺(dcda)用作有机燃料时，通常根据配方可省略氧化铜(cuo)或氢氧化铜(cu(oh)2)，因为这些会导致不希望的副反应，形成硝酸鸟苷脲的铜络合物(cugun)。在其它变型中，铜源可以是硝酸鸟苷脲的铜络合物(cugun)，更具体地称为铜ii硝酸鸟苷脲。因此，在双氰胺(dcda)用作有机燃料的实施方案中，铜源可以是硝酸鸟苷脲的铜络合物(cugun)，因为不与dcda进一步反应。在某些变型中，(i)铜源选自由以下组成的组：碱式硝酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硝酸鸟苷脲的铜络合物、以及它们的组合。在其它变型中，(i)铜源选自由以下组成的组：碱式硝酸铜、氧化铜、氢氧化铜、以及它们的组合。在又其它变型中，(i)铜源包括碱式硝酸铜。
58.(i)铜源可按点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约20％；任选地按重量计大于或等于约3％至小于或等于约18％；并且在某些变型中，任选地按重量计大于或等于约4％至小于或等于约17％的量存在于点火剂组合物中。
59.点火剂组合物还包括除所述(i)铜源之外的(ii)至少一种氧化剂。在某些变型中，点火剂组合物包括多种氧化剂的组合，例如，使得氧化剂名义上可被认为是主要氧化剂、第二氧化剂等。选择一种或多种氧化剂与热燃烧无机燃料组分一起形成点火剂材料，该材料在燃烧时实现有效的高燃烧速率和向气体发生材料的能量转移。
60.用于本公开的点火剂组合物的合适的氧化剂通常通过非限制性示例包括碱金属(例如，iupac周期表第1族元素，包括li、na、k、rb和/或cs)、碱土金属(例如，iupac周期表第2族元素，包括be、ng、ca、sr和/或ba)和硝酸铵、亚硝酸铵和高氯酸铵；金属氧化物(包括cu、mo、fe、bi、la等)；碱式金属硝酸盐(例如，iupac周期表第4行的过渡金属的元素，包括mn、fe、co、cu和/或zn)；.硝酸铵的过渡金属络合物(例如，选自iupac周期表的第3-12族的元素)；金属氨合物硝酸盐、金属氢氧化物、以及它们的组合。在包括选择性燃料的点火剂组合物中，避免某些氧化剂可能是有利的。例如，如上所讨论的，当双氰胺(dcda)用于点火剂组合物中时，可以从点火剂组合物中省略常规金属氧化物如氧化铜(cuo)、常规氢氧化物如氢氧化铜(cu(oh)2)和碱式金属硝酸盐如碱式硝酸铜，以避免不希望的副反应，例如，无意地形成硝酸鸟苷脲的铜络合物(cugun)。
61.在某些变型中，(ii)点火剂组合物中的氧化剂可选自由以下组成的组：碱金属、碱土金属、以及硝酸铵和高氯酸铵。例如，一种或多种(ii)氧化剂可选自由以下组成的组：高氯酸钾(kclo4，也在名义上称为kp)、硝酸锶(sr(no3)2)、硝酸钾(kno3)、以及它们的组合。在某些变型中，氧化剂可包括高氯酸钾(kp)、以及硝酸锶或硝酸钾或两者。在此类实施方案中，氧化剂的这种组合基于包含高氯酸钾并且由于含硝酸盐氧化剂的存在而有利地减少对湿气的操作敏感性而提供良好的反应性。在某些方面，使用硝酸钾作为硝酸盐氧化剂，因为其具有低湿度敏感性并且不赋予最终点火剂组合物的湿气敏感性。如上所述，在某些变型中，碱式硝酸铜可用作点火剂组合物中的(i)铜源和(ii)氧化剂。
62.因此，点火剂组合物可包括碱式硝酸铜以及选自由以下组成的组的一种或多种(ii)氧化剂：碱金属硝酸盐、碱土金属硝酸盐、硝酸铵、碱金属高氯酸盐、碱土金属高氯酸盐、高氯酸铵、以及它们的组合。碱式硝酸铜可以上述量提供。
63.单独的氧化剂可按点火剂组合物的重量计分别以大于或等于约1％至小于或等于约55％；任选地按重量计大于或等于约3％至小于或等于约50％；任选地按重量计大于或等于约5％至小于或等于约40％；任选地按重量计大于或等于约5％至小于或等于约30％；并且在某些方面，按点火剂组合物的重量计以大于或等于约10％至小于或等于约25％的量存在于点火剂组合物中。在某些变型中，点火剂组合物中的所有(ii)氧化剂的累积总量，不包括(i)铜源，可为按点火剂组合物的重量计大于或等于约20重量％至小于或等于约60％、任选地按点火剂组合物的重量计大于或等于约30％至小于或等于约60％、或任选地按点火剂组合物的重量计大于或等于约30％至小于或等于约55％。在其它变型中，点火剂组合物中的所有(ii)氧化剂的累积总量，包括(i)铜源(例如，碱式硝酸铜)，可为按点火剂组合物的重量计大于或等于约40重量％至小于或等于约62％、或任选地按点火剂组合物的重量计大于或等于约30％至小于或等于约60％。
64.在各个方面，根据本公开的某些方面的点火剂组合物还包含iii)粘结剂。粘结剂通常用于烟火组合物中以增加粘附/粘结以保持各种点火剂固体组分的形状，特别是当它们通过挤出和/或模制形成时并且防止在储存和使用期间破裂。通常，由于原材料的敏感性，尤其是由于含硼燃料化合物的存在，点火剂组合物不能被压片或形成为丸粒。然而，如下文进一步描述的，本公开涵盖制备可以呈片剂、丸粒或晶粒形式的点火剂组合物的方法，并且因此包括适合于点火剂组合物的粘结剂(例如，具有高燃烧速率以维持针对点火剂的有效弹道特性)。在点火剂组合物中使用的粘结剂可能具有一些燃料值(并且可被认为是常规气体生成剂中的燃料)，并且因此可被认为是辅助燃料，但是此类粘结剂通常不具有用作点火剂组合物中需要高燃烧速率和快速反应的主要燃料的足够高的燃烧速率。因此，在某些变型中，可将各种烟火组分的干混混合物与液体粘结剂混合，并且然后可挤出。可替代地，可将固体粘结剂颗粒溶解在溶剂中或加热到熔点，然后与其它烟火组分混合并挤出或模制。根据本公开的某些变型，粘结剂可有助于点火剂组合物作为较慢燃烧燃料。根据本公开的合适的(iii)粘结剂可选自由以下组成的组：硝酸胍、硝酸鸟苷脲(gun)、以及它们的组合。当粘结剂包含硝酸鸟苷脲(gun)时，(i)铜源可为硝酸鸟苷脲的铜络合物(cugun)，其可避免不期望的副反应。在一个方面，(iii)粘结剂仅包含硝酸胍(gn)。
65.粘结剂可按点火剂组合物的重量计以大于或等于约10％至小于或等于约60％；任选地按重量计大于或等于约10％至小于或等于约50％；任选地按重量计大于或等于约14％至小于或等于约60％；并且在某些方面，任选地按点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约40％的量存在于根据本公开的某些方面的点火剂组合物中。在某些其他方面中，粘结剂可按点火剂组合物的重量计以大于或等于约23％至小于或等于约60％存在。
66.在其它变型中，点火剂组合物包含(iv)至少一种无机燃料，其为热燃烧燃料。无机燃料包含元素金属或金属氢化物。金属选自由以下组成的组：钛(ti)、硅(si)、铝(a1)、镁(mg)、铁(fe)、以及它们的组合。热燃烧燃料可被认为是具有大于或等于约2500k(2,227℃)的燃烧时的最大火焰温度(tc)的燃料。在某些变型中，点火剂组合物包含至少一种选自由以下组成的组的无机燃料：氢化钛(tih2)、元素硅(si)、元素铝(al)、元素钛(ti)、以及它们的组合。在某些方面，点火剂组合物包含氢化钛(tih2)。
67.通过非限制性示例的方式，使用相对于硼而言腐蚀性较小的无机燃料，例如tih2、si或al，也导致较不猛烈的燃烧和较高的气体产量。猛烈度通常被理解为给定材料在质量上发生反应的倾向或反应剧烈的表现。本公开提供的点火剂组合物中的猛烈度的降低有助于减少对受体气体发生剂装料的损坏，并且气体产量的增加有助于对充气机燃烧室加压，从而提高点火性能。
68.在某些变型中，(iv)无机燃料可按点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％；任选地按重量计大于或等于约3％至小于或等于约13％；并且在某些方面，任选地按点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约12％的量存在于点火剂组合物中。
69.在某些变型中，引发剂组合物还可包含(v)至少一种包含双氰胺(dcda)的热燃烧有机燃料。如上所述，当双氰胺(dcda)用作点火剂组合物中的热燃烧有机燃料时，铜源可为硝酸鸟苷脲的铜络合物(cugun)，从而不会与dcda发生进一步的副反应。(v)热燃烧有机燃
料可按点火剂组合物的重量计以大于或等于约5％至小于或等于约13％；任选地按重量计大于或等于约7％至小于或等于约11％；并且在某些方面，按点火剂组合物的重量计以大于或等于约8％至小于或等于约10％的量存在于点火剂组合物中。
70.在某些变型中，点火剂组合物可基本上不含硼或含硼化合物。如本文所提及的术语“基本上不含”旨在表示含硼化合物或物质不存在于与硼的存在相关的不期望和/或有害特性(例如，处理期间的易燃性和敏感性)可忽略或不存在的程度。在某些方面，“基本上不含”此类含硼化合物的点火剂组合物包含小于或等于约0.5重量％、任选地小于或等于约0.1重量％、并且在某些方面，0重量％的不期望的含硼化合物。
71.在某些其它方面，点火剂组合物可包含少量硼燃料到点火剂组合物特性不会受到不利影响的程度。例如，在替代性变型中，可利用硼，但是期望限制点火剂配方中的量，以免组合物对偶然点火过度敏感和侵蚀。如果存在硼或含硼化合物，则它们可以相对少量存在。例如，硼或含硼化合物可按总点火剂组合物的重量计以小于或等于约3％存在。如果点火剂材料中存在硼或含硼化合物，则期望材料的猛烈度相对较低。例如，在某些变型中，包含硼的点火剂组合物可具有相对低的猛烈度，其中当含硼材料按总点火剂组合物的重量计以小于约3％存在时，点火剂组合物的露天燃烧速率为在约14psi的压力下小于或等于每秒约2mm。在其它变型中，包含硼的点火剂组合物可具有相对低的猛烈度，例如，其中冲击敏感性可大于或等于约4英寸(约10.2cm)或下文进一步讨论的任何值。举例来说，在某些实施方案中，含硼材料可按重量计以大于或等于约0.1％至小于或等于约3％；并且任选地按点火剂组合物的重量计以大于或等于约0.5％至小于或等于约2％存在。
72.在本公开的某些变型中，点火剂组合物包含：(i)铜源，其选自由以下组成的组：碱式硝酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硝酸鸟苷脲的铜络合物、以及它们的组合，其为按点火剂组合物的重量计大于或等于约2％至小于或等于约20％或者任选地按点火剂组合物的重量计大于或等于约4％至小于或等于约17％。点火剂组合物还可包含：(ii)至少一种氧化剂(例如，其中碱式硝酸铜作为(i)上述铜源与一种或多种附加氧化剂组合存在)，其中一种或多种附加氧化剂按总点火剂组合物的重量计分别以大于或等于约1％至小于或等于约55％存在，任选地按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约3％至小于或等于约50％存在。在碱式硝酸铜作为上述(i)铜源与一种或多种附加氧化剂存在的情况下，附加氧化剂(诸如高氯酸盐或硝酸盐)可按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约20重量％至小于或等于约60％、任选地大于或等于约30重量％至小于或等于约60重量％、或任选地按点火剂组合物的重量计以大于或等于约30重量％至小于或等于约55％的量存在。在某些方面，点火剂组合物中所有(ii)氧化剂的总量，包括(i)铜源(例如碱式硝酸铜)，可为按点火剂组合物的重量计大于或等于约20重量％至小于或等于约62％，并且任选地按点火剂组合物的重量计大于或等于约30％至小于或等于约60％。
73.在本公开的某些变型中，点火剂组合物包含(iii)粘结剂，诸如硝酸胍和/或硝酸鸟苷脲，其按点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约60％存在。在某些变型中，(iii)粘结剂可按点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约40％存在。在其它变型中，(iii)粘结剂可按点火剂组合物的重量计以大于或等于约23％至小于或等于约60％存在。
74.在本公开的各个方面，点火剂组合物还包含(iv)无机燃料，该无机燃料至少一种
包含元素金属或金属氢化物，其中该金属选自由以下组成的组：钛、硅、铝、镁、铁、以及它们的组合。无机燃料按点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％存在。
75.在本公开的某些替代变型中，点火剂组合物还包含(v)至少一种包含双氰胺(dcda)的有机燃料，其按点火剂组合物的重量计以大于或等于约5％至小于或等于约13％存在。
76.点火剂组合物还可包括少量本领域技术人员已知的其它合适的烟火添加剂，诸如压制助剂、抗结块剂、结渣剂、分散助剂、助流剂、粘度调节剂、减敏剂等。通常，此类烟火添加剂可分别以大于0至小于或等于约5重量％的量包含在点火剂组合物中。
77.在一种变型中，点火剂组合物可包含(i)铜源，其按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约17％存在，(ii)一种或多种氧化剂(不包括铜源(i))按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约20％至小于或等于约60％的总量存在，(iii)粘结剂按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约14％至小于或等于约60％存在，并且至少一个无机燃料按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约12％存在。
78.此类点火剂组合物可基本上不含硼。可替代地，点火剂组合物可包含小于或等于约3重量％的硼或包含硼的化合物。在某些其它变型中，此类点火剂组合物还可包含含有双氰胺(dcda)或先前讨论的任何烟火添加剂的有机燃料。此外，在某些变型中，此类点火剂组合物可具有上文讨论的一种或多种烟火添加剂。
79.在另一变型中，本公开提供了一种点火剂组合物，其包含(i)按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约4％至小于或等于约17％存在的碱式硝酸铜。点火剂组合物还包含(ii)一种或多种氧化剂，其选自由以下组成的组：高氯酸钾(kclo4)、硝酸锶(sr(no3)2)、硝酸钾(kno3)、以及它们的组合。一种或多种氧化剂的累积总量(不包括铜源(i))为按总点火剂组合物的重量计大于或等于约20％至小于或等于约60％。多种氧化剂中一种可包括高氯酸钾(kclo4)作为第一氧化剂和选自由以下组成的组的第二氧化剂：硝酸锶(sr(no3)2)、硝酸钾(kno3)、以及它们的组合。第一氧化剂可以大于或等于约20重量％至小于或等于约30重量％，例如以约25重量％存在。第二氧化剂可以大于或等于约5重量％至小于或等于约15重量％，例如以约10重量％存在。点火剂组合物还可包含按总点火剂组合物的重量计大于或等于约14％至小于或等于约60％存在的硝酸胍。此外，点火剂组合物可包含至少一种无机燃料，其选自由以下组成的组：氢化钛、硅、铝、钛、以及它们的组合。无机燃料按总点火剂组合物的重量计以大于或等于约2％至小于或等于约15％存在。
80.此类点火剂组合物可基本上不含硼。可替代地，点火剂组合物可包含小于或等于约3重量％的硼或包含硼的化合物。在某些其它变型中，此类点火剂组合物还可包含含有双氰胺(dcda)或先前讨论的任何烟火添加剂的有机燃料。此外，在某些变型中，此类点火剂组合物可具有上文讨论的一种或多种烟火添加剂。
81.本公开的点火剂组合物可在正常生产设备(例如，用于生产常规气体发生剂的设备)中喷雾干燥作为最终组合物或作为所需无机燃料(或其他燃料)后来通过共混加入的燃料不足的前体。点火剂组合物对在环境压力下的点火具有相对温和的响应，更类似于与气体生成剂相关的性质，而不是常规的点火剂组合物。就这一点而言，本公开的点火剂组合物不限于可处理和操作的材料的量或其所处理的方式。当采用喷雾干燥工艺以形成前体时，这是特别有利的。在这种情况下，根据本公开的各个方面处理的组合物可具有小于或等于
约1,000卡路里/克(cal/g)的爆炸热(hex)，这通常是允许安全地进行喷雾干燥操作的最大hex。在某些方面，在通过喷雾干燥处理组合物的情况下，爆炸热(hex)可为大于或等于约700cal/g至小于或等于约1,000cal/g。在某些变型中，在喷雾干燥形成粉末(例如，燃料不足的点火剂粉末)之后，可将一种或多种无机燃料或其它组分添加到喷雾干燥的产品中，这可能随后增加爆炸热(hex)值高于这些水平。
82.在某些方面，点火剂组合物表现出的燃烧时的最小火焰温度(tc)大于或等于约2300k(2,027℃)，并且在某些方面，任选地大于或等于约2500k(2,227℃)。
83.如上所述，根据本公开的各个方面制备的点火剂组合物可具有有利的安全性质，包括降低的猛烈度。另外，当固体点火剂材料与含有高水平的硼例如超过3重量％的常规点火材料相比具有降低的冲击敏感性、降低的摩擦敏感性、降低的静电装置(esd)敏感性和/或降低的露天线性燃烧速率时，可通过示例的方式反映有利的安全特性。在某些方面，相对较低的露天线性燃烧速率是特别期望的，因为其反映了由无意的点火产生的烟火材料的大量危险的量度。
84.烟火材料的线性燃烧速率“r
b”独立于烟火材料的表面积，并且可以在给定压力下每时间的长度表示。燃烧速率曲线也可表征为找到燃烧速率常数和燃烧速率的斜率rb＝k(p)n，其中rb＝燃烧速率(线性)；k＝为常数；并且p＝压力，并且n＝压力指数，其中压力指数为通过燃烧速率(rb)与压力(p)的双对数图绘制的线性回归线的斜率。根据本公开的各个方面，点火剂组合物具有在约14磅/平方英寸(psi)(0.1mpa)的标准大气压下小于或等于约3.5mm每秒的露天线性燃烧速率。在某些实施方案中，点火剂组合物的燃烧速率为在约14psi(0.1mpa)的压力下小于或等于约3mm/秒、任选地在约14psi(0.1mpa)的压力下小于或等于约2.5mm/秒、任选地在约14psi(0.1mpa)的压力下小于或等于约2mm/秒、任选地在约14psi(0.1mpa)的压力下小于或等于约1.5mm/秒、任选地在约14psi(0.1mpa)的压力下小于或等于约1mm/秒、任选地在约14psi(0.1mpa)的压力下小于或等于约0.5mm/秒、任选地在约14psi(0.1mpa)的压力下小于或等于约0.25mm/秒、并且在某些变型中，没有传播，因此线性燃烧速率为在约14psi(0.1mpa)的大气压下0mm/秒。
85.在某些方面，点火剂组合物表现出降低的冲击敏感性，例如，在某些变型中，通过大于或等于约4英寸(约10.2cm)的冲击敏感性反映。在某些变型中，降低的冲击敏感性可为大于或等于约15英寸(约38.1cm)，任选地大于或等于约16英寸(约40.6cm)，并且在某些变型中，大于或等于约17英寸(约43.2cm)。冲击敏感性可通过使用美国爆炸物管理局(boe)的冲击机来确定。联合国2015年“对危险货物运输的建议：测试和标准手册”第6修订版中描述了用于测量物质对落锤冲击敏感性的测试，其相关部分并入本文引用。
86.这些联合国建议中描述的以下程序可用于测量落锤冲击敏感性。将重物从预定高度落下并观察样品以确定是否发生反应。如果观察到火焰、烟雾或声音报告，则认为已经发生了反应。更具体地，质量3.63kg的重物从预选高度落在两个平行的圆柱形引导杆之间，落到柱塞和塞子组件上。此组件与样品接触，样品又被放置在模具和砧座组件上并限制在圆柱形壳体中。圆柱形壳体的内径刚好足以允许柱塞和段塞的自由移动。通常，如上所讨论的，任何在跌落高度低于4英寸时表现出频繁反应的样品都被认为对实际使用过于敏感。
87.应当注意的是，当由安全气囊模块内的爆管或引发剂点燃时，点火剂组合物期望地具有在3,000磅每平方英寸(psi)下大于或等于约1.4英寸/秒的线性燃烧速率(20.7mpa
下40.6mm/s)。在某些实施方案中，点火剂组合物的燃烧速率为在约3,000psi的压力下大于或等于约1.5英寸/秒(在20.7mpa下43.8mm/s)，任选地在约3,000psi的压力下大于或等于约1.6英寸/秒(在20.7mpa下43.8mm/s)，任选地在约3,000psi的压力下大于或等于约1.7英寸/秒(在20.7mpa下43.8mm/s)，任选地在约3,000psi的压力下大于或等于约1.8英寸/秒(在20.7mpa下45.8mm/s)，任选地在约3,000psi的压力下大于或等于约1.9英寸/秒(在20.7mpa下48.3mm/s)，并且在某些变型中，任选地在约3,000psi的压力下大于或等于约2英寸/秒(在20.7mpa下50.8mm/s)。
88.根据本公开的某些方面的点火剂组合物的气体产率可大于或等于约2.5mol/100克的点火剂组合物。在其它实施方案中，气体产率大于或等于约2.6mol/100g的点火剂组合物。
89.在某些方面，根据本公开提供的点火剂组合物可以是水溶性的或能够由浆料处理，浆料可被喷雾干燥以形成固体颗粒或粉末，固体颗粒或粉末可形成为固结结构，如丸粒。在某些方面，点火剂主体由通过喷雾干燥工艺产生的点火剂粉末形成。在某些方面，混合物包含(i)铜源，其选自由以下组成的组：碱式硝酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硝酸鸟苷脲的铜络合物、以及它们的组合，(ii)至少一种氧化剂，(iii)粘结剂，其选自硝酸胍和硝酸鸟苷脲，以及(iv)任选无机燃料，该任选无机燃料包含元素金属或金属氢化物，该元素金属或金属氢化物包含选自由以下组成的组的金属：钛、硅、铝、镁、铁、以及它们的组合。上文所讨论的其它任选成分也可存在于混合物中，或者可在后续加工中引入。该混合物可以是水性混合物或可以是悬浮在载体中的固体材料的混合物。可使用各种本领域技术人员已知的喷雾干燥技术和设备来实现喷雾干燥(i)铜源、(ii)任选的氧化剂、(iii)粘结剂和(iv)任选的无机燃料的此类混合物。例如，合适的喷雾干燥装置和附件设备包括由伊利诺伊州奥林匹亚菲尔兹anhydro公司(anhydro inc.(olympia field，il))、特拉华州纽卡斯尔的buchi公司(buchi corporation (new castle，de))、密歇根州伯明翰万豪沃克公司(marriott walker corporation(birmingham，mi))、马里兰州哥伦比亚niro公司(niro inc.(columbia，md))和马里兰州艾德堡喷雾干燥系统(spray drying systems，inc.(eldersburg，md))制造的那些。喷雾干燥后的混合物形成粉末材料。在某些方面，水性混合物也包括各种其它任选成分。然后压制粉末以产生点火剂组合物的晶粒。
90.因此，本公开的组合物是有利的，因为它们可在正常生产设备中喷雾干燥，或者与以上概述的所有组分一起作为最终组合物，或者作为后来通过干混掺入所需无机燃料的燃料不足的前体。在环境压力下对点火的响应相对温和，更类似于气体发生剂的点火特性而不是常规点火剂组合物，因此没有必要限制可以处理和操作的材料的量。当采用喷雾干燥前体方法时，这尤其如此。在这种情况下，前体表现出由爆炸热(hex)确定的小于1000cal/g的燃烧能量，如上所述，出于安全考虑，这被认为是正常生产喷雾干燥操作期间允许的最大hex量。
91.因此，在某些方面，(iv)一种或多种无机燃料可在如上文所讨论的喷雾干燥之前或期间引入到点火剂组合物中，或在可替代方面，在点火剂粉末已经通过将燃料不足的前体或粉末与固体燃料干混或混合之后形成。在其中(iv)一种或多种无机燃料在喷雾干燥期间被保留的此类实施方案中，混合物包含：(i)铜源，其选自由以下组成的组：碱式硝酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硝酸鸟苷脲的铜络合物、以及它们的组合，(ii)至少一种氧化剂，(iii)
粘结剂，其选自硝酸胍和硝酸鸟苷脲，以及喷雾干燥以形成粉末材料的其它任选成分。然后，将粉末材料与(iv)任选的无机燃料混合(例如，干混)，该无机燃料包含元素金属或金属氢化物，该元素金属或金属氢化物包含选自由以下组成的组的金属：钛、硅、铝、镁、铁、以及它们的组合。然后压制燃料不足的喷雾干燥粉末和无机燃料的混合物以产生用于引发剂的点火剂材料的晶粒。
92.与当前的基于硼的点火助推剂材料相比，以相对大量的安全地处理点火剂组合物的能力可显著降低根据本公开的某些方面制备的组合物的成本。
93.喷雾干燥工艺用于形成颗粒和干燥材料。它适用于使用液体原料连续生产粉末、颗粒或附聚物颗粒形式的干固体，以制备点火剂材料。可使用各种本领域技术人员已知的喷雾干燥技术和设备来实现喷雾干燥(i)铜源、(ii)任选的氧化剂、(iii)粘结剂和(iv)任选的无机燃料的混合物。喷雾干燥可应用于液体溶液、分散液、乳液、浆料和可泵送悬浮液。喷雾干燥参数的变化可用于使干燥的最终产品符合精确的质量标准和物理特性。这些标准和特性包括粒径分布、残留水分含量、堆积密度和颗粒形态。
94.点火剂组合物可由一种或多种组分的水性分散体形成，该一种或多种组分被添加到水性媒剂中以作为固体颗粒的稳定分散体基本上溶解或悬浮(例如分散和稳定)。因此，溶液或分散体可以呈浆料的形式。可通过使液体混合物通过喷嘴以形成液滴流来喷雾干燥分散体或浆料。液滴可接触热空气以有效地从液滴中去除水和任何其它溶剂，并且随后产生点火剂组合物的固体颗粒。
95.形成水性分散体的组分的混合物也可采用浆料的形式，其中该浆料是悬浮在液体媒剂或载体中的细的(相对小的粒径)和基本上不溶的颗粒固体的可流动或可泵送的混合物。还考虑了悬浮在载体中的固体材料的混合物。因此，浆料含有可流动和/或可泵送的悬浮固体和载体中的其它材料。
96.合适的载体包括可以主要是水的水溶液；然而，载体还可含有一种或多种有机溶剂或醇。在一些实施方案中，载体可包括共沸物，其是指两种或更多种液体的混合物，诸如水和某些醇，其期望在特定温度和压力下以恒定化学计量比蒸发。选择与燃料和氧化剂组分相容的载体以避免不利反应并进一步使形成浆料的几种组分的溶解度最大化。合适载体的非限制性示例包括水、异丙醇、正丙醇、以及它们的组合。
97.浆料的粘度使得它可在喷雾干燥过程中被注入或泵送。在一些实施方案中，浆料具有大于或等于约15重量％的水含量，并且可为大于或等于约30重量％、任选地约40重量％或任选地约50重量％。在一些实施方案中，浆料的水含量在约15重量％至85重量％的范围内。随着水含量的增加，浆料的粘度减小，因此泵送和操作变得更容易。在一些实施方案中，浆料具有在约50,000厘泊至250,000厘泊的范围内的粘度。据信，此类粘度对于提供合适的流变特性是合乎需要的，该流变特性允许浆料在施加的压力下流动，但也允许浆料保持稳定。
98.由喷雾干燥的液滴产生的颗粒可包含点火剂组分的精细混合颗粒的聚集体，具有约0.5μm至约200μm的初级平均粒度。
99.在各个方面，本发明方法可用于生产高燃烧速率点火剂组合物，其包含(i)铜源、(ii)任选的氧化剂、(iii)粘结剂和(iv)任选的无机燃料，如上所述。(i)铜源(例如，碱式硝酸铜)、(ii)任选的氧化剂(例如，高氯酸钾、硝酸钾和/或硝酸锶)和粘结剂(例如，硝酸胍)
可形成水性混合物。首先，可将粘结剂(例如，硝酸胍)完全溶解于水性介质中，然后将铜源(例如，碱式硝酸铜)和氧化剂(例如，高氯酸钾或硝酸钾)添加到水性混合物中以产生浆料。如前所述，一种或多种无机燃料可任选地混合在混合物中，并且因此与该混合物喷雾干燥，或者可在喷雾干燥期间被保留，并且稍后在用其它组分形成喷雾干燥的粉末后干燥共混以形成点火剂材料。在喷雾干燥浆料之后，将所得粉末任选地压制成片剂、晶粒、丸粒、圆柱体或其它几何形状，以产生适合用作点火剂或助推剂组合物的固体本体，其用于可充气约束系统的引发剂或爆管，例如气囊模块。
100.点火剂材料可形成为压缩的整体式晶粒或丸粒，其可具有大于或等于最大理论密度的约90％的实际密度。点火剂材料的实际密度为当被压缩成晶粒或片剂时任选地大于或等于约93％、任选地大于理论最大密度的约95％、任选地大于理论最大密度的约96％，并且在某些变型中，任选地大于理论最大密度的约97％。
101.点火剂材料呈干燥粉末化和/或粉碎的微粒形式。可以大于或等于约50,000psi(约350mpa)、任选地大于或等于约60,000psi(约400mpa)、任选地大于或等于约65,000psi(约450mpa)、任选地大于或等于约70,000psi(约483mpa)、并且任选地大于或等于约74,000psi(约500mpa)的施加的力压缩干粉。在某些方面，所施加的力可为大于或等于约60,000psi(约400mpa)至小于或等于约70,000psi(约483mpa)。可将粉末化的材料放置在模头或模具中，其中用所施加的力压缩该材料以形成期望的晶粒或丸粒形状。
102.此外，点火剂材料的装填密度可在压片或晶粒形式中相对较高。装填密度是点火剂材料的实际体积除以可用于该形状的总体积。根据本公开的各个方面，用于点火剂形状的装填密度可为大于或等于约60％。
103.如上所述，在某些方面，可在例如通过喷雾干燥形成燃料不足的点火剂粉末之后将热燃烧无机燃料添加到点火剂粉末中。类似地，还可将包括在替代变型中的任何热燃烧有机燃料添加到燃料不足的点火剂粉末中。在压制或压紧之前，可将一种或多种燃料与粉末干混或混合。
104.干燥颗粒或粉末可被容易地压制成丸粒或晶粒，以用于可充气约束件中的引发剂装料；例如，安全气囊。通过非限制性示例的方式，通过将喷雾干燥的点火剂颗粒与一定量的水或其它压制助剂诸如石墨粉末、硬脂酸钙、硬脂酸镁和/或石墨氮化硼混合来促进压制操作。然后可将该组合物压成各种形式，诸如丸粒或晶粒。在某些实施方案中，合适的点火剂晶粒密度大于或等于约1.8g/cm3至小于或等于约2.2g/cm3。
105.在一些实施方案中，制造点火剂材料的方法使用加工容器，诸如混合罐，以制备随后通过喷雾干燥加工的点火剂制剂。例如，加工容器可装有水、硝酸胍、碱式硝酸铜和氧化剂，如高氯酸钾或硝酸钾，其混合形成水性分散体。也可将添加剂和组分，诸如附加的无机或有机燃料组分、其它氧化剂组分、结渣助剂等加入到反应混合物中。然后将所得水性分散体泵送到喷雾干燥器以形成干粉或粒状点火剂产品。然后可以按照标准程序执行进一步的加工步骤，诸如共混、压制、点火剂涂覆等。
106.通过本文包含的具体实施例可以进一步理解本发明技术的各种实施方案。提供具体的实施例是为了例示说明如何制备和使用根据本教导内容的组合物、装置和方法。
107.实施例1
108.如下形成前体粉末。将水加热至88℃。然后，将22.0kg硝酸胍(粘结剂)和5.67kg硝
酸钾(氧化剂)加入到61kg的加热水中。在88℃下循环该混合物直到固体溶解。向所得溶液中加入14.17kg高氯酸钾(氧化剂)和8.05kg碱式硝酸铜(bcn-铜源)。将所得浆料在88℃(+/-5℃)的温度下循环持续60分钟。
109.然后将所得浆料喷雾干燥以产生具有表1中所列组合物的绿松石蓝色粉末。
110.表1
111.组分重量％kno311.4％kclo428.4％硝酸胍44.1％bcn16.1％
112.实施例2-6
113.通过将无机热燃烧燃料与如实施例1的表1中所述制备的前体粉末共混或类似于上述实施例1中的方法制备以下实施例。此外，可根据需要包括其它组分，诸如压制助剂、抗结块剂等。
114.表2
[0115][0116][0117]
实施例2至6的组合物的计算和测量性质示于下表3中。
[0118]
表3
[0119][0120]
实施例7-9
[0121]
通过将包含tih2或硼或其混合物的无机热燃烧燃料与如实施例1的表1中所述或类似于以上实施例1中的方法制备的前体粉末共混来制备以下实施例7至9。以类似的方式制备比较例1，但不含氢化钛，而仅含硼作为热燃烧无机燃料。表4中提供了由冲击敏感性、摩擦敏感性、esd敏感性或露天线性燃烧速率指示的安全特性，其示出了组合物的安全特性的比较。露天线性燃烧速率测试是一种更具辨别力的测试，因为它提供了对因无意点火而导致的材料整体危害的量度。
[0122]
表4
[0123][0124][0125]
结果表明，添加任何量的硼都会增加组合物对冲击的敏感性(其中越大的数字反映越不敏感的组合物)并促进环境压力整体传播燃烧。然而，与比较例1的露天线性燃烧速率相比，实施例8和9中的露天线性燃烧速率(对于包含硼的点火剂组合物)相对较低。
[0126]
比较例2-3
[0127]
表5提供了对传统的基于硼/硝酸钾的点火剂材料类似地测量的比较安全数据。
[0128]
表5
[0129]
组分目的比较例2比较例3kno3(重量％)氧化剂5874粘结剂/助燃料(重量％)粘结剂，燃料24(硝酸胍)5(聚合物粘结剂)硼(重量％)燃料1821冲击，in 5∶75∶8摩擦，n ＞120＞120esd，j ＞1＞1线性燃烧速率，mm/s 80＞400
[0130]
如表4和5中的数据所示，本发明组合物的冲击敏感性、摩擦敏感性和esd敏感性(实施例7-9)与比较例1-3的常规基于硼/kno3的点火剂配方所表现出的相似。此外，实施例7不含硼，并且显示出显著改善的抗冲击性并且没有线性燃烧速率，反映了显著较不敏感的点火剂组合物。表5中显示的数据进一步揭示了根据本公开的某些方面制备的组合物(实施例7-9)在露天燃烧传播速率方面比比较例2-3的常规组合物慢至少一个或两个数量级。这表示在制造或处理根据本公开的某些方面制备的点火剂组合物时的安全危险显著降低。
[0131]
实施例11-13
[0132]
在又其它替代变型中，通过将有机热燃烧燃料双氰胺(dcda)作为附加成分并入水性浆料中并且喷雾干燥以类似于上述实施例1中所述的方法的方法形成前体粉末来形成根据本公开的某些方面制备的实施例11至13。随后将包含tih2的无机热燃烧燃料与前体粉末共混。表6提供了均不含硼的实施例11-13的细节。
[0133]
表6
[0134][0135]
已出于例示说明和描述的目的提供了对实施方案的前述描述。其并非旨在为穷举性的或限制本公开。特定实施方案的各个要素或特征通常不限于该特定实施方案，但在适用的情况下是可互换的，并且可以用于选定的实施方案中，即使没有具体示出或描述。它们也可以多种方式变化。此类变型不应被视为脱离本公开，并且所有此类修改旨在包括在本公开的范围内。