DE4030088A1 - Sauerstofferzeugende kerzen - Google Patents
Sauerstofferzeugende kerzenInfo
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Classifications
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Description
Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen oder Mischungen zur
Sauerstofferzeugung, insbesondere solche, die bei den bekannten
Chloratkerzen Verwendung finden.
Herkömmliche Chloratkerzen brennen und setzen Sauerstoff nach
dem Anzünden frei und umfassen eine primäre Sauerstoffquelle in
Form von Chloraten oder Perchloraten und ein metallisches Pul
ver oder Fasern, üblicherweise aus Eisen, welche eine
Wärmequelle für die thermische Zersetzung der Chlorate oder
Perchlorate bilden. Die Kerzen enthalten üblicherweise BaO2,
das sowohl als Katalysator für das Aufrechterhalten einer
bestimmten Abbrandgeschwindigkeit, als auch als Fänger für
Chlor dient, das während des Brennens entsteht. Die Kerzen-
Zusammensetzung enthält ein faserförmiges Bindemittel, zum
Beispiel Glasfasern, Keramikfasern oder Stahlwolle. Wirksame
BaO2-Gehalte reichen von ungefähr 2 bis 6 Prozent, wobei
meistens 4 Prozent verwendet wird. Beispiele hierfür geben die
US-Patente 30 89 855 und 32 07 695.
Unter den Bestimmungen des Umweltschutz-Amtes (der USA) gilt
die Gegenwart von Barium über die zugelassenen Mengen in den
Auszugs- oder Perkulatstests hinaus als eine typische soge
nannte EP-Toxizität oder als umweltgefährdend. Dementsprechend
ist es wünschenswert den Bariumgehalt der Chloratkerzen zu ver
ringern um die Notwendigkeit gesonderter Vorkehrungen für die
Abfallbeseitigung abgebrannter Kerzen zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird das BaO2 in den Chloratkerzen durch ein
Erdalkalimetall- oder Übergangsmetallferrat ersetzt. Die Fer
ratanionen katalysieren das Brennen und die Erdalkali- oder
Übergangsmetallkationen agieren als Chlorfänger.
Ferrate sind Verbindungen, die Eisen und Sauerstoff in einem
Anion enthalten. Ferratanionen können verschiedene Proportionen
von Eisen und Sauerstoff enthalten und können eine Mischung aus
Anionen, feste Lösungen oder komplexe Kristallstrukturen sein.
Ferrate, die sich gemäß der vorliegenden Erfindung eignen, wei
sen einen ausreichenden Sauerstoffgehalt auf, durch den sich
eine Wertigkeit des Eisens von mehr als +3 ergibt. Die zuge
hörigen Metallkationen können aus der Gruppe der 2 A-Metalle
mit einer Atomzahl zwischen 12 und 56 (zum Beispiel Magnesium,
Calcium, Strontium oder Barium), Mangan, Kobalt, Nickel oder
Zink, ausgewählt sein. Magnesium wird bevorzugt.
Die Sauerstoffkerzen enthalten vorzugsweise ungefähr 7 und 10
Prozent Eisenpulver, 6 bis 8 Prozent fasriges Bindemittel, 2
bis 6 Prozent Metallferrat, wobei der Rest Alkalimetall-
Chlorat, insbesondere Natrium-Chlorat NaClO3, ist. Es bleibt zu
betonen, daß die Ferrate auch in abgeänderten Kerzen-
Zusammensetzungen wirksam sind, mit anderen Additiven wie zum
Beispiel Perchloraten, oder wenn Eisen im ganzen oder teilweise
als Eisenfasern mit oder ohne einem anderen faserartigen Binde
mittel verwendet wird.
Magnesium-Ferrate wurden entsprechend dem Verfahren von
Bashkirov, L. A., Palkin A. P. und Sirota N. N. gemäß der Ver
öffentlichung "Formation of Ferrites During Decomposition of
Salts" Ferrity, Fiz. i Fiz.-Khim. Svoistva, Doklady
3-go A, Sesoyuz. Soveschaniya (1960), 111-116, entspricht
C.A.55:8141e, erhalten. Äquimolare Mengen von Mg(NO3)2 werden
in destilliertem Wasser gelöst und mit einem Überschuß an
(NH4)2CO3 ausgefällt. Der Niederschlag wird filtriert, zweimal
mit destilliertem Wasser gewaschen und zum Trocknen bei 100°C
entfernt. Die Mischung wird auf 300 bis 320°C erhitzt um MgFeO4
zu bilden, das zu einer Korngröße kleiner 200 mesh gemahlen
wird.
Eine Mischung aus 80 Gew.-% NaClO3, 8 Gew.-% Eisenpulver, 7
Gew.-% Glasfasern und 4 Gew.-% MgFeO4 wird vermischt und und in
einer Form zu einem zusammenhängenden Kerzenkörper verpreßt.
Nachdem die Kerze angezündet ist, ist die Verbrennung der Kerze
selbsterhaltend und das Abbrennen geschieht mit einer gleich
mäßigen Geschwindigkeit. Die Abbrandgeschwindigkeit, die Sauer
stoffentwicklung und die Chlorfreisetzung sind im wesentlichen
dieselben wie bei einer Kerze, die 4 Gew.-% BaO2 anstelle von
MgFeO4 enthält. Ähnliche Ergebnisse werden mit MnFeO4 erhalten.
Wenn (Mg-Co)Fe3O4 verwendet wird, zeigen die Kerzen etwas Bla
senbildung und Expansion beim Brennen.
Andere Verfahren zur Herstellung von Erdalkali- und Übergangs
metallferraten sind in der Literaturstelle von Scholder,
R.,Bunsen, H.V. und Zeiss W. in "Orthoferrate", Zeit. für
Anorg. und Allgem. Chem. 283, 330-7 (1956), entspricht C.A.50:
111 541b, und Scholder, R., Kindervater, F. und Zeiss, W.,
"Metaferrate" Zeit. für Anorg. und Allgem. Chem. 283, 338-45
(1956), entspricht C.A.50: 111 51d, beschrieben. Selbstverständ
lich läßt sich die gegenwärtige Erfindung in Abwandlungen
dessen verwirklichen, wie dies zuvor im einzelnen beschrieben
wurde.
Claims (6)
1. Sauerstoffkerze, umfassend
ein Alkalimetallclorat, Eisen, ein fasriges Bindemittel und ungefähr 2 bis 6 Gew.-% eines Metallferrates, in dem das Eisen eine Wertigkeit größer als +3 aufweist und in dem das Metall ein Erdalkalimetall mit einer Atomzahl von 12 bis 56, Mangan, Kobalt, Nickel oder Zink ist.
ein Alkalimetallclorat, Eisen, ein fasriges Bindemittel und ungefähr 2 bis 6 Gew.-% eines Metallferrates, in dem das Eisen eine Wertigkeit größer als +3 aufweist und in dem das Metall ein Erdalkalimetall mit einer Atomzahl von 12 bis 56, Mangan, Kobalt, Nickel oder Zink ist.
2. Sauerstoffkerze nach Anspruch 1, bei der das Chlorat
Natrium-Chlorat ist.
3. Sauerstoffkerze nach Anspruch 1 bei der das Metall Magnesium
ist.
4. Sauerstoffkerze nach Anspruch 2, bei der das Metall
Magnesium ist.
5. Sauerstoffkerze nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Gehalt von etwa 7 bis 10 Gew.-% Eisenpulver, 6 bis 8 Gew.-%
fasriges Bindemittel, 2 bis 6 Gew.-% Metallferrate, Rest
Natrium-Chlorat.
6. Sauerstoffkerze nach Anspruch 5, bei der das Metall
Magnesium ist.
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