Carga iniciadora pirotécnica que comprende un material poroso.

Carga iniciadora pirotécnica (1), destinada preferentemente a iniciar una o varias cadenas de ignición,

que comprende una estructura coherente porosa (2) del combustible, llena por lo menos de un oxidante (4), en la que la carga iniciadora pirotécnica (1) comprende un inhibidor (5) de la humedad para impedir la descomposición del oxidante (4) debida a la influencia de la humedad y de la temperatura ambientales, en el que el oxidante (4) tiene una alta densidad energética, es estable y tiene una baja sensibilidad a las variaciones de humedad y de temperatura, caracterizada porque el oxidante (4) comprende dinitramida amónica y dinitramida de tetraamina de cobre.

Carga iniciadora pirotécnica que comprende un material poroso Sector técnico

La presente invención se refiere a una carga iniciadora pirotécnica, destinada preferentemente a iniciar una o varias cadenas de ignición, que comprende una estructura coherente porosa de combustible y, por lo menos, un oxidante.

Antecedentes

Actualmente se encuentran muchos tipos de cargas iniciadoras pirotécnicas, en adelante denominadas asimismo iniciador, para su utilización en el sector civil o en el sector militar. Las aplicaciones civiles pueden estar comprendidas en el ámbito de la seguridad de los vehículos, por ejemplo, generadores de gas para "airbags" (bolsas de aire) o tensores para cinturones de seguridad. Las aplicaciones militares pueden ser proyectiles en los que la carga iniciadora pirotécnica constituye parte de una cadena de ignición, por ejemplo una cápsula detonadora para detonar un iniciador, tal como azida de plomo, que a su vez activa un explosivo, por ejemplo RDX (hexógeno) o HMX (octógeno).

Una carga iniciadora pirotécnica comprende una mezcla, por lo menos, de un agente reductor, en adelante denominado asimismo combustible, y, por lo menos, un agente oxidante, en adelante denominado asimismo oxidante, asi como aditivos adicionales tales como agentes ligantes y moderadores de la velocidad de combustión. La mezcla se encuentra normalmente en forma de polvo, en forma de granos o en forma granulada y se elabora en forma de un cuerpo sólido, en algún tipo de operación de prensado, por ejemplo prensado con émbolo, extrusión o prensado ¡sostático. Una vez que ha sido iniciada la carga iniciadora pirotécnica y la combustión está en marcha, el oxígeno para la combustión se toma del oxidante.

El problema de las cargas iniciadoras pirotécnicas de dicho tipo es la baja disponibilidad de oxígeno. Baja disponibilidad del oxigeno significa baja eficiencia en la combustión. La disponibilidad del oxígeno depende esencialmente de la compacidad del oxidante y del combustible.

Los granos pequeños de forma regular permiten una compacidad elevada y, por lo tanto, una distancia corta entre el oxígeno y el combustible. Los granos grandes de forma irregular, por otra parte, suponen una compacidad baja entre los granos y, por lo tanto, una distancia grande entre el oxígeno y el combustible. Pero en la práctica es difícil conseguir granos lo suficientemente pequeños y regulares. El caso ideal es cuando el oxígeno y el combustible forman parte de la misma molécula, por ejemplo, en moléculas tales como nitrocelulosa, nitroglicerina y hexógeno.

Es conocido cómo aumentar la disponibilidad de oxígeno en una carga iniciadora pirotécnica disolviendo el oxidante en un disolvente y, a continuación, añadiendo la solución oxidante a una estructura coherente porosa de combustible, ver, por ejemplo, el documento US 23/148569 A1.

Destilando el disolvente, el oxidante se depositará como una fina capa cristalina en la estructura porosa del

combustible.

Una estructura coherente porosa de combustible se puede comparar con una esponja en la que variando el procedimiento de fabricación se pueden controlar parámetros tales como el tamaño de los poros, el volumen de los poros y el área superficial especifica. Una ventaja importante de las estructuras porosas de combustible de este tipo es la gran área superficial especifica. Una gran área superficial especifica significa que se puede hacer que la distancia entre el oxígeno y el combustible sea corta, y la mezcla se puede producir, virtualmente, a nivel molecular. Las estructuras porosas de combustible han estado disponibles comercialmente desde hace mucho tiempo y se pueden fabricar utilizando varios métodos, por ejemplo, mediante ataque químico. El material básico en la estructura, es decir, el combustible, puede estar constituido, por ejemplo, por silicio, pero se utilizan asimismo materiales tales como carbono, aluminio, magnesio y zinc.

En el documento US 23/148569 A1, se describe una carga iniciadora pirotécnica que comprende una estructura coherente porosa de combustible llena de oxidante. La estructura coherente porosa del combustible se compone de silicio, y el oxidante de nitrato de litio o perclorato amónico. El iniciador se fabrica alimentando con una solución de nitrato de litio saturada con metanol la estructura coherente porosa de silicio, después de lo cual se destila el disolvente, y a continuación el oxidante precipita como cristales en la estructura porosa de silicio. Se conoce asimismo por la bibliografía la utilización de otros tipos de oxidantes, por ejemplo, nitrocompuestos orgánicos.

Los oxidantes de dichos tipos, especialmente el nitrato de litio y el perclorato amónico, son sensibles a la humedad y a la temperatura, lo que significa que, después de un periodo de exposición a temperatura ambiente, se descompondrán. La descomposición del oxidante puede conducir a una ignición involuntaria de la carga iniciadora pirotécnica, lo que puede tener consecuencias graves. Además, la utilización de oxidantes basados en cloro significa que se forma ácido clorhídrico en la combustión, que es nocivo para la salud humana y el medio ambiente.

El documento DE1162413 A1 da a conocer una carga iniciadora pirotécnica que comprende silicio poroso, oxidante y un recubrimiento polimérico como inhibidor de la humedad. El recubrimiento polimérico impide el contacto entre la humedad y el oxidante, siempre que el recubrimiento polimérico esté intacto. Sin embargo, existe un problema cuando el recubrimiento polimérico no puede impedir el contacto, por ejemplo, debido a la degradación oxidativa del recubrimiento en un almacenamiento de larga duración, o debido a daños mecánicos en la manipulación/el montaje de las cargas.

El problema técnico en el que se basa la presente invención es la sensibilidad a la humedad y a la temperatura de los oxidantes en cargas iniciadoras pirotécnicas que comprenden una estructura coherente porosa del combustible, sensibilidad a la humedad y la temperatura que puede conducir a una descomposición del oxidante y a una ignición involuntaria.

Características de la invención

El objetivo principal de la invención es dar a conocer una carga iniciadora pirotécnica mejorada que comprende una estructura coherente porosa del combustible y, por lo menos, un oxidante, habiéndose hecho dicho iniciador más seguro al haberse reducido el riesgo de ignición involuntaria debido a la humedad y la temperatura ambientales.

Dicho objetivo, y otros objetivos que no se enumeran aquí, se consiguen satisfactoriamente dentro del marco del contenido de las presentes reivindicaciones de patente independientes.

En las reivindicaciones de patente de no independientes se definen una serie de realizaciones ventajosas de la invención.

Según la presente invención, una carga iniciadora pirotécnica mejorada, destinada preferentemente a iniciar una o varias cadenas de ignición, que comprende una estructura coherente porosa del combustible, llena por lo menos con un oxidante, en la que la carga iniciadora pirotécnica comprende un inhibidor de la humedad para impedir la descomposición del oxidante debido a la influencia de la humedad y de la temperatura ambientales, en la que el oxidante tiene una alta densidad energética, es estable y tiene una baja sensibilidad a variaciones de humedad y de temperatura, caracterizándose dicha carga iniciadora pirotécnica porque el oxidante comprende dinitramida amónica y dinitramida de tetraamina de cobre.

De acuerdo con aspectos adicionales de la carga iniciadora pirotécnica, según la invención:

el inhibidor de la humedad comprende un elastómero que comprende poli(isobutano), elastómero que es alimentado como prepolímero a la carga iniciadora pirotécnica,

dicho prepolímero, después del endurecimiento, ha formado una película elástica delgada con propiedades de rechazo de la humedad,

el oxidante tiene una baja sensibilidad a las variaciones de humedad y de temperatura, y el oxidante comprende por lo tanto una sal de dinitramida,

la carga iniciadora pirotécnica comprende asimismo un agente ligante para mejorar la adherencia del oxidante a la estructura porosa del combustible, en que el agente ligante que comprende nitrato poliglicidílico, es suministrado independientemente en una operación adicional que forma una capa de agente ligante entre el oxidante y el combustible

la carga iniciadora pirotécnica comprende un agente ligante para mejorar la adherencia del oxidante a la estructura porosa del combustible, en la que el agente ligante, que comprende polinitro aminometil metiloxetano, es suministrado independientemente en una operación adicional que forma una capa de agente... [Seguir leyendo]

1. Carga iniciadora pirotécnica (1), destinada preferentemente a iniciar una o varias cadenas de ignición, que comprende una estructura coherente porosa (2) del combustible, llena por lo menos de un oxidante (4), en la que la carga iniciadora pirotécnica (1) comprende un inhibidor (5) de la humedad para impedir la descomposición del oxidante (4) debida a la influencia de la humedad y de la temperatura ambientales, en el que el oxidante (4) tiene una alta densidad energética, es estable y tiene una baja sensibilidad a las variaciones de humedad y de temperatura, caracterizada porque el oxidante (4) comprende dinitramida amónica y dinitramida de tetraamina de cobre.

2. Carga iniciadora pirotécnica (1), según la reivindicación 1, caracterizada porque el inhibidor (5) de la humedad comprende un elastómero que comprende poli(isobutano), elastómero que se suministra a la carga iniciadora pirotécnica (1) como un prepolímero, prepolímero que, después del endurecimiento, ha formado una película elástica delgada con propiedades de rechazo de la humedad.

3. Carga iniciadora pirotécnica (1), según la reivindicación 1, caracterizada porque la carga iniciadora pirotécnica (1) comprende asimismo un agente ligante (6) para mejorar la adherencia del oxidante (4) a la estructura porosa del combustible, en la que el agente ligante (6) que comprende nitrato poliglicidílico se suministra independientemente en una operación adicional formando una capa de agente ligante entre el oxidante (4) y el combustible (2).

4. Carga iniciadora pirotécnica (1), según la reivindicación 1, caracterizada porque la carga iniciadora pirotécnica (1) comprende un agente ligante (6) para mejorar la adherencia del oxidante (4) a la estructura porosa del combustible, en la que el agente ligante (6) que comprende polinitro aminometil metiloxetano se suministra independientemente en una operación adicional formando una capa de agente ligante entre el oxidante (4) y el combustible (2).