本发明的一般目的是提供一种改进的桥混合物和能够成本有效地进行 制造的引发器。
本发明更具体的一个目的是克服上述的一个或多个问题。
本发明的一般目的至少可以部分地通过低密度浆料桥混合物来实现， 所述的桥混合物包含金属锆、热传导增强剂、高氯酸钾和粘合剂材料，所 述的桥混合物的干密度为理论密度的约45％至约65％。
现有技术一般尚无法提供一种ZPP桥混合物，该混合物具有可重复性， 并且可以可靠地引燃相关联的烟火组合物，而不需要将桥混合物压密或压 缩到干密度超过理论密度的约80％。此外，现有技术一般无法提供一种低 密度的桥混合物，该混合物可以负载或粘附到凸起的桥线上，从而不需要 提供料容器和/或提供用来对桥线提供足够的支撑已磨过的集管作为引发器 的一部分。
本发明还包括一种引发器，该引发器包括凸起的桥线、低密度浆料桥 混合物，所述的桥混合物含有金属锆、热传导增强剂、高氯酸钾氧化剂和 丙烯酸粘合剂材料，其中低密度浆料桥混合物粘附在凸起的桥线上。
本发明还包括一种低密度浆料桥混合物，该桥混合物具有胶粘性质， 能够有效地使低密度浆料桥混合物粘附到相关联的桥线上。低密度浆料桥 混合物含有占组合物约25重量％至约35重量％的金属锆；占组合物约10 重量％至约20重量％的金属铝热传导增强剂；占组合物约48重量％至约 65重量％的高氯酸钾；占组合物约1.5重量％至约5重量％的丙烯酸粘合 剂，其中所述的低密度浆料桥混合物的干密度为理论密度的约45％至约60 ％。有利的是，低密度浆料桥混合物可含有占组合物约10重量％至约20 重量％的金属氧化物辅助氧化剂，诸如氧化铜。
文中所述的“浆料”应理解为是指细小的、不溶的固体材料的可注射 悬浮液，或是在粘性液体基质中的多种材料的混合物。
文中所述的“全火(AF)”标准应理解为是指在-40℃至+23℃对一种材料、 混合物或组合物施加2毫秒的直流电流时，能够以95％的置信水平在 99.9999％的时间里引燃该材料、混合物或组合物所施加的直流电流的值。 可根据美国军用标准(MIL-STD)331B，试验D2(射弹引信解除保险距离 (Projectile Fuze Arming Distance))揭示的Bruceton法对特定的材料、混合物 或组合物评定AF级别。通常，施加于材料、混合物或组合物的直流电流不 超过1.2安培。
文中所述的“无火(NF)”标准应理解为是指在+23℃至+85℃对一种材 料、混合物或组合物施加10秒的直流电流时，不能以95％的置信水平在 99.999％的时间里引燃该材料、混合物或组合物所施加的直流电流的值。可 根据美国军用标准(MIL-STD)331B，试验D2(射弹引信解除保险距离 (Projectile Fuze Arming Distance))揭示的Bruceton法对特定的材料、混合物 或组合物评定NF级别。一般来说，施加于材料、混合物或组合物的最大直 流电流不应该超过400毫安。
此外，文中所述的“理论密度”应理解为是指可通过压缩或压缩得到 的材料、混合物或组合物的最大理论干密度。
文中所述的“共沸混合物”应理解为是指能够以恒定比例蒸发的液体 混合物，诸如水和醇的混合物。
结合所附权利要求书和附图，阅读以下具体描述之后，其它的目的和 优点对本领域技术人员将是显而易见的。

附图是包括本发明的低密度浆料桥混合物和凸起的桥线的单销引发器 的横断面视图。
发明详述
本发明提供一种低密度浆料桥混合物，诸如用在引发器中的桥混合物， 所述引发器用于可充气约束系统的充气装置。此类低密度浆料桥混合物通 常包含金属锆、热传导增强剂、高氯酸钾氧化剂和粘合剂材料，其干密度 为理论密度的约45％至约60％。
将会看到，本发明可体现在各种不同的结构中。参考附图，图中显示 了一个单销引发器，一般用参数10表示。单销引发器10包括一个集管12， 集管12形成一个有中心孔的眼孔(eyelet)14，通过这个中心孔，沿着单销引 发器10的中心轴A的至少一部分安装着销16。销16通过如绝缘玻璃套管 之类的绝缘密封装置18被固定在眼孔14内。集管12较好是未磨过的，例 如，对集管进行磨光对于实施本发明是不需要的。
单销引发器10还包括凸起的桥线20，桥线22从集管22的边端部分 24跨越或延伸出去，与销16的顶端部分24相接触，从而使销16和集管 12之间发生电连接。期望但不是必需的，凸起的桥线20适合使用常规的如 电阻焊接之类的物理连接方式连接到销的顶端部分24的上表面26上。
单销引发器10还包括引发器罐28，该引发器罐28通过使用合适的如 激光焊接之类的机械连接方式连接到集管12上。引发器罐28形成或者以 其它方式构成了一个储存腔30，烟火引发器装料材料32可储存在储存腔 30内。烟火引发器装料材料32可含有任何合适的材料，诸如本领域技术人 员所知道的并受本文所述所引导的材料，此类装料材料一般是可燃的或可 引燃的，以产生输出气体。例如，烟火引发器装料材料32可包含高氯酸锆 /钾(ZPP)混合物，该混合物是以浆料形式装载的，并且是干燥且被压缩过的。
依据本发明，引发器还包括一种低密度浆料桥混合物34，该桥混合物 34有利地设置在储存腔30内，使得其与桥线20能够紧密的接触。期望桥 线20被低密度浆料桥混合物34包裹或以其它形式围绕。有利地，低密度 浆料桥混合物34粘附在桥线20和/或集管20上，从而能支撑并保护桥线， 并使桥线和桥混合物能够紧密的接触。也合适的是低密度的浆料混合物34 设置在与烟火引发器装料材料32靠近的位置并与其紧密接触，以促进引发 器10的引燃或点火。
一般期望在生产引发器和相关的桥混合物时，能够最大程度地节约成 本和劳力。但是，如上所述，制造现有技术的引发器通常包括对集管进行 磨光，平整度达到相关联桥线直径的百分数、提供料容器并将其固定或焊 接到磨过的集管上，并且将桥混合物压缩到集管和桥线上。一般来说，磨 光集管以及固定料容器是为了在压缩的过程中支撑桥线。如前所述，含有 锆和高氯酸钾的桥混合物(ZPP混合物)通常被压缩到其干密度超过理论密 度的约80％，因为未压缩的ZPP混合物的多孔性降低了该混合物有效传导 桥线所产生的热量，以及可靠地点燃ZPP混合物，以符合如全火(AF)和无 火(NF)标准之类的工业引发器灵敏度要求的能力。
如上所定义的，全火(AF)标准或电平是指在-40℃至+23℃对一种材料、 混合物或组合物施加2毫秒的直流电流时，能够以95％的置信水平在 99.9999％的时间里引燃该材料、混合物或组合物所施加的直流电流的值。 因此，对于特定混合物，AF级别的提高可以测量能够在如上定义的参数范 围内引起可靠引燃的、施加于混合物的电流的值所增加的百分数。
如上所定义的，无火(NF)标准或电平是指在+23℃至+85℃对一种材 料、混合物或组合物施加10秒的直流电流时，不能以95％的置信水平在 99.999％的时间里引燃该材料、混合物或组合物所施加的直流电流的值。因 此，对于特定混合物，NF级别的提高可以测量在如上定义的参数范围内不 会引起可靠引燃的、施加于混合物的电流的值所增加的百分数。有利的是， 施加于材料、混合物或组合物的最大直流电流一般期望超过400毫安。
迄今为止，符合如全火(AF)和无火(NF)标准之类的工业引发器灵敏度 要求的、含有金属锆和高氯酸钾氧化剂的低密度浆料桥混合物一般来说还 是未知的。而且，以未压缩的状态使用在集管有凸起桥线而没有料容器的 集管未磨过的引发器中的低密度浆料桥混合物一般来说也是未知的。但是， 已经发现，在低密度浆料桥混合物中包含热传导增强剂，弥补了通常与上 述多孔ZPP混合物的密度下降相关联的热传导性的损失。因此，ZPP混合 物中包含一些热传导增强剂可以有效地将未压缩的ZPP混合物的热扩散系 数提高到与先前已知的、高度压缩的ZPP混合物(例如，压缩到密度超过理 论密度的约80％)可比的程度。而且，出乎意料地发现，ZPP混合物中包含 此类热传导增强剂会成比例地提高NF级别，而不会出现不期望发生的AF 级别的提高。先前的经验已经表明，包含此类热传导增强剂会导致AF级别 和NF级别提高几乎相同的百分数。例如，与未压缩的且不含有热传导增强 剂的ZPP混合物相比，包含如金属铝之类的有效的(energetic)热传导增强剂 的低密度浆料桥混合物能使NF级别提高35％，但AF级别只提高了1.5％。
另外，已经发现，包含热传导增强剂的此类低密度浆料桥混合物可以 与不那么敏感、不那么昂贵且更结实的凸起的桥线一起使用，从而不需要 使用磨过的集管。
依据本发明，低密度的桥混合物34期望含有金属锆、热传导增强剂、 高氯酸钾氧化剂和粘合剂材料。有利的是，低密度浆料桥混合物的干密度 为理论密度的约45％至约65％。如上所定义的，理论密度指压缩的混合物、 组合物或化合物的最大干密度。
合适地，低密度浆料桥混合物包含占组合物约25重量％至约35重量 ％的金属锆和占组合物约45重量％至约65重量％的高氯酸钾。
一般来说，本发明的低密度浆料桥混合物优选包含至少一种热传导增 强剂。合适的热传导增强剂的例子包括，但不限于，热传导且高放热的金 属，诸如铝、镁、钨和它们的组合，以及热传导的金属氧化物，诸如氧化 铜、金的氧化物、银的氧化物和钯的氧化物和它们的组合。
通常，本发明的低密度浆料桥混合物包含热传导增强剂，其含量能够 使该桥混合物具有与不含有热传导增强剂的高压缩的高氯酸锆/钾(ZPP)混 合物相同的热传导性。例如，依据本发明的某些较佳的实施方式，本发明 的低密度浆料桥混合物包含占组合物约10重量％至约20重量％的金属铝 热传导增强剂。
低密度浆料桥混合物还含有粘合剂材料。期望的是，粘合剂材料能够 使低密度浆料桥混合物具有足够的胶粘性质，从而可以使低密度浆料桥混 合物粘附或胶粘粘合在相连的桥线和/或集管上。各种不同的粘合剂材料可 以包含在低密度浆料桥混合物中，期望的是，此类粘合剂材料应该是水可 分散性的和持久耐用的，在醇的共沸物中粘度较高，可以在潮湿和干燥的 情况下粘附到桥线上，具有相当低的模量，在溶液和干燥的情况下表现出 化学稳定性，并且与低密度浆料桥混合物中的其它成分或组分相容。此类 粘合剂材料包括，但不限于，丙烯酸粘合剂、氟聚合物粘合剂(例如，可以 注册商标VITON从美国Delaware的Wilmington的DuPont Dow Elastomers L.L.C.购得的)、纤维聚合物、可溶的尼龙和各种嵌段共聚物。有利的是， 低密度浆料桥混合物包含占组合物约1.5重量％至约5.0重量％的粘合剂材 料。
依据本发明的一个较佳的实施方式，低密度浆料桥混合物包含一种丙 烯酸粘合剂，该粘合剂可以使桥混合物具有足够的胶粘性质，从而使低密 度浆料桥混合物粘附或胶粘粘合到相连的桥线和/或集管上。合适的丙烯酸 粘合剂应该与低密度浆料桥混合物中的其它组分相容，在浓度低到占组合 物约1.5重量％时可以干燥或固化到更为结实的状态，能提供可以接受的流 变性质如粘度，具有足够的湿抓附性(grab)以防止浆料在施涂之后、干燥之 前发生流动，具有足够的温度稳定性，并且提供可接受的弹性性能。一种 特别合适的丙烯酸粘合剂含有锌交联的丙烯酸或改性的丙烯酸聚合物乳液 如PHOPLEXMC-1834与如RobondTMPS-2000之类的丙烯酸正丁酯胶粘剂 的混合物，这两种物质都可以购自Rohm and Haas Company of Philadelphia， Pennsylvania，美国。
在某些实施方式中，低密度浆料桥混合物还可包含金属氧化物辅助氧 化剂。合适的金属氧化物辅助氧化剂的例子包括，但不限于，氧化铜、金 的氧化物、银的氧化物和钯的氧化物以及它们的组合。依据某些较佳的实 施方式，低密度浆料桥混合物可含有氧化铜辅助氧化剂。有利的是，低密 度浆料桥混合物可含有占组合物约10重量％至约20重量％的金属氧化物 辅助氧化剂。
依据本发明，低密度浆料桥混合物可通过将如丙烯酸粘合剂之类的粘 合剂材料与溶剂混合形成预混物来制备。合适地，溶剂是醇，诸如正丙醇。 使用正丙醇被认为特别合乎需要的，因为其使低密度浆料桥混合物具有合 适的粘度，例如，粘度为约50000厘泊至约250000厘泊。这样的粘度被认 为是提供合适的流变性质所需要的，能够使浆料桥混合物在受压力下加入 到引发器时能够流动，但是浆料桥混合物一旦在施涂到桥线和/或集管后， 在干燥之前要能够保持稳定并固定在位不流动。而且，正丙醇可以与水形 成近似的或几乎就是的共沸混合物，这样就可以包含在粘合剂物质中，诸 如上述的丙烯酸粘合剂中。合适地，预混物中含有一些正丙醇，可以得到 富含醇的混合物，从而最大程度地减少了或避免了不含醇的水的存在，因 为此类不含醇的水会导致不利的腐蚀。一般可调节预混物的固体浓度，以 使低密度浆料桥混合物中含有所需量的粘合剂材料，例如，丙烯酸粘合剂 的浓度是占组合物约1.5重量％至约5.0重量％。然后，向预混物中加入所 需量的金属锆、热传导增强剂和高氯酸钾氧化剂，搅拌或搅动所得的低密 度浆料桥混合物，以使固体均匀地分散在整个浆料中。
然后可将低密度浆料桥混合物装入到上文所详细描述的引发器中。合 适地，将低密度浆料桥混合物进行干燥，除去存在的溶剂或可能的水，以 促进低密度浆料桥混合物粘合或附着到集管和/或桥线上。
结合以下实施例进一步详细描述本发明，这个实施例中说明或模拟了 本发明实施中包含的各个方面。应当理解本发明精神范围内的各种变化均 受到保护，因此本发明并不仅限于这个实施例。
                        实施例
按以下步骤制备本发明的低密度浆料桥混合物。制备丙烯酸粘合剂预 混物，其包含15份RHOPLEXMC-1834丙烯酸乳液(47％固体)和5份 RobondTMPS-2000丙烯酸正丁酯胶粘剂(54％固体)，这两种物质都可以从 Rohm and Haas Company购得。将丙烯酸粘合剂预混物进一步与40份正丙 醇混合，形成均匀的浆料预混物，对该浆料预混物进行测试，以确定总固 体含量。然后，称取一定量浆料预混物，然后向其中加入金属锆、金属铝 传导增强剂和高氯酸钾，生成具有表1中所示组成的低密度浆料桥混合物。 将所得的低密度浆料桥混合物进行彻底混合，得到均匀分散的混合物。将 一部分的低密度浆料桥混合物干燥，并燃烧，测定燃烧温度和燃烧副产物 的组成。所得结果也示于下表1中。
表1   组分   占组合物的重量％   金属锆   金属铝   高氯酸钾   丙烯酸粘合剂   29.50   15.00   53.00   2.50   总和   100.00   燃烧温度(K)   燃烧副产物   5000   摩尔   氧化锆—气相   氧化锆—液相   0.14854   0.13620
由上可见，本发明有利的提供了一种低密度浆料桥混合物，该混合物 能够起到足够的缓冲作用，避免燃烧温度不利的升高，而燃烧温度的升高 会导致充气气体流具有无法接受的高温。如上表1所示，包含金属铝热传 导增强剂会产生一种燃烧气体流，该气体流中包含在气相中氧化锆含量比 在液相中高。气相中的氧化锆含量高，表明确实存在一定程度的热缓冲， 使输出能量增加，而约5000K的所需燃烧温度没有升高。这种缓冲作用对 于防止或避免燃烧温度和燃烧速率发生不利的波动来说通常是需要的。
本文中示例性地揭示的本发明，可以在缺少本文未具体揭示的要素、 部分、步骤、组成或组分的情况下合适地实施。
尽管在前述详细描述中，结合本发明的实施方式对本发明进行了描述， 出于说明的目的阐述了许多细节，但是对本领域技术人员显而易见，可以 将本发明用于其它实施方式，可以在不背离本发明基本原则的基础上对本 文一些详细描述的内容进行改变。