一种气体发生剂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种气体发生剂组合物，其原料组成包括燃料、氧化剂、稀土金属有机盐和偶氮四唑非金属盐，通过在燃料和氧化剂中添加稀土金属有机盐和偶氮四唑非金属盐组分，使得燃料的分解温度提前，促进燃料分解，提高燃速和产气量；并且所述偶氮四唑非金属组分在与氧化物反应后产生大量气体，增强着火性，提高燃速，降低燃温。本发明专利技术所述的气体发生剂组合物在有效改善着火性、降低燃烧温度的同时不会产生残渣，产气效率高，产气量大，燃速快。

【技术实现步骤摘要】
一种气体发生剂组合物及其制备方法
本专利技术涉及一种气体发生剂组合物及其制备方法，属于气体发生剂的

技术介绍
随着人们道路安全意识的增强，汽车安全气囊系统已成为汽车的标准配置之一。汽车安全气囊系统属于被动安全领域，当汽车在运行中受到碰撞时，处于安全气囊气体发生器中的气体发生剂会被引发而产生大量气体，使得安全气囊展开并在汽车和乘客之间形成一个安全屏障，保护乘客免于或减小因惯性造成的伤害。因此，对于气体发生器中的气体发生剂就需要具有以下性能：（1）着火性好，产气迅速，在数十毫秒内完全燃烧达到最大压力；（2）气体成分安全，能抑制氮氧化合物、一氧化碳、氯化氢等不良气体成分的生成，基本无毒无腐蚀性，对人员和设备没有伤害和损坏；（3）稳定性好，应具有超过160℃的热稳定性和15年以上的充气性能稳定性；（4）燃温低，避免烧坏气袋和烫伤乘客；（5）少烟雾，少残渣。其中，胍类气体发生剂，因原料来源广泛，价格低廉，性能稳定，得以在汽车安全气囊系统中广泛使用。胍类化合物本身属于吸热分解，着火难、燃速慢、产气速率慢，单独使用达不到安全气囊的性能要求，由此实际应用中需要添加高氯酸盐来增强着火性能，提升燃速和产气速率，然而高氯酸盐的使用，使得燃烧温度大幅度增加，从而容易产生大量腐蚀性气体氯化氢和氮氧化合物等有害气体，对人体和设备造成损害。为了解决这一问题，中国专利文献CN101990526A公开了一种气体发生剂组合物，其包括如下组分：10-60质量%的燃料，20-70质量%的氧化剂以及1-20质量%的冷却剂，其中上述燃料选自四唑类化合物、胍类化合物、三嗪类化合物、硝基胺类化合物中的一种或其几种混合；上述氧化剂选自碱式金属硝酸盐、硝酸盐、硝酸铵、高氯酸盐、氯酸盐中的一种或其混合；上述冷却剂选自金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属草酸盐及上述化合物的复盐中的一种或其混合。在上述气体发生剂组合物中，通过添加冷却剂组分并通过优化冷却剂的粒径分布，在改善气体发生剂组合物着火性的同时也使其燃烧温度得以降低，避免产生大量腐蚀性气体氯化氢和氮氧化合物等有害气体，然而，由于上述冷却剂的大量使用，增加了残渣量，降低了产气效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中的气体发生剂组合物通过添加冷却剂组分在改善着火性和降低燃烧温度的同时也使得残渣量增加，产气效率降低，从而提供一种不需添加冷却剂和高氯酸盐、着火性好、燃烧温度低的气体发生剂组合物及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种气体发生剂组合物，其采用如下原料组分组成：燃料，25-55重量份；氧化剂，30-60重量份；稀土金属有机盐，0.1-5重量份；偶氮四唑非金属盐，1-10重量份；粘合剂，0.1-5重量份。进一步，所述的气体发生剂组合物，其采用如下原料组分组成：燃料，26-46重量份；氧化剂，45-58重量份；稀土金属有机盐，1-3重量份；偶氮四唑非金属盐，2-7重量份；粘合剂，1-3重量份。所述燃料为硝酸胍、硝酸氨基胍、三氨基胍硝酸盐、碳酸胍中的一种或几种的混合物。所述氧化剂为碱式硝酸盐。所述碱式硝酸盐为碱式硝酸铜、碱式硝酸锌、碱式硝酸铁、碱式硝酸锰中的一种或几种的混合物。所述稀土金属有机盐为有机铈盐。所述有机铈盐为草酸铈和/或乙二醇铈。所述偶氮四唑非金属盐为偶氮四唑胍盐、偶氮四唑铵盐、偶氮四唑氨基胍盐、偶氮四唑三氨基胍盐中的一种或几种的混合物。本所述偶氮四唑胍盐为偶氮四唑二胍。所述粘合剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾盐、羧甲基纤维素铵、甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚硅氧烷橡胶中的一种或几种的混合物。还包括1-5重量份的成渣剂。所述成渣剂为氧化铝、二氧化硅、高岭土、氧化钼、膨润土、硅藻土中的一种或几种的混合物。一种制备所述的气体发生剂组合物的方法，其包括如下步骤：按照上述重量份分别取所述燃料、氧化剂、稀土金属有机盐、偶氮四唑非金属盐，混合均匀，加入上述重量份的粘合剂，经湿混造粒、干燥、成型即得。一种制备所述的气体发生剂组合物的方法，其包括如下步骤：按照上述重量份分别取所述燃料、氧化剂、稀土金属有机盐、偶氮四唑非金属盐和成渣剂，混合均匀，加入上述重量份的粘合剂，经湿混造粒、干燥、成型即得。专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1）本专利技术所述的气体发生剂组合物，其原料组成包括燃料、氧化剂、稀土金属有机盐和偶氮四唑非金属盐，通过在燃料和氧化剂中添加稀土金属有机盐和偶氮四唑非金属盐组分，从而使得燃料的分解温度提前，促进燃料分解，提高燃速和产气量；并且所述偶氮四唑非金属组分在与氧化物反应后产生大量气体，增强着火性，提高燃速，降低燃温；较之现有技术中的气体发生剂组合物通过添加冷却剂组分在改善着火性和降低燃烧温度的同时也使得残渣量增加，产气效率降低，本专利技术所述的气体发生剂组合物通过在燃料和氧化物中添加稀土金属有机盐和偶氮四唑非金属组分，有效改善着火性、降低燃烧温度的同时产生残渣较少，产气效率高，产气量大，燃速快。（2）本专利技术所述的气体发生剂组合物，所述氧化剂优选碱式金属硝酸盐，性能稳定，燃温低，可降低产气温度，进而有效避免有害气体产物氮氧化合物的产生。（3）本专利技术所述的气体发生剂组合物，所述稀土金属有机盐优选为草酸铈，这是由于草酸铈中的铈元素具有独特的4f轨道电子结构排布，具有空电子轨道，可以提供有机含氮化合物分解反应时电子转移轨道，促进有机含氮化合物的分解，提高燃速；同时草酸铈作为金属有机盐，具有一定含碳量，燃烧后产生二氧化碳，提高产气量，不会因添加催化剂而降低产气效率，也不会产生有害气体；此外，草酸盐在高温中分解为二氧化铈，二氧化铈具有很强的储氧能力，能进一步促进一氧化碳向二氧化碳的转变。（4）本专利技术所述的气体发生剂组合物，所述偶氮四唑非金属盐优选为偶氮四唑二胍盐，其属于高氮含能化合物，感度低、不吸潮，含氮量78%以上，与氧化物反应能产生大量气体，同时着火性能好，燃温低；能够使胍类气体发生剂的热分解温度提前，显著增强胍类气体发生剂的着火性，提高燃速，增加产气量，降低燃烧温度，减少氮氧化合物等有毒气体的生成。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中，图1是不同气体发生剂组合物样品进行压力容器评价后的压力-时间曲线图。具体实施方式实施例1本实施例所述的气体发生剂组合物，采用如下原料组分组成：燃料硝酸胍，44g；氧化剂碱式硝酸铜，47g；草酸铈，3g；偶氮四唑二胍，2g；二氧化硅，1g；粘合剂聚乙二醇，2g。所述气体发生剂组合物的制备方法，其包括如下步骤：按照上述重量分别取所述硝酸胍、碱式硝酸铜、草酸铈、偶氮四唑二胍和二氧化硅，混合均匀，加入粘合剂聚乙二醇，经造粒、60℃干燥、压片即得。实施例2本实施例所述的气体发生剂组合物，采用如下原料组分组成：燃料硝酸胍，40g；氧化剂碱式硝酸铜，50g；草酸铈，1g；偶氮四唑铵，7g；粘合剂羧甲基纤维素钠，2g。所述气体发生剂组合物的制备方法，其包括如下步骤：按照上述重量分别取所述硝酸胍、碱式硝酸铜、草酸铈和偶氮四唑铵，混合均匀，加入粘合剂羧甲基纤维素钠，经造粒、60℃干燥、压片即得。实施例3本实施例所述的气体发生剂组合物，采用如下原料组分组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体发生剂组合物，其特征在于，采用如下原料组分组成：燃料，25‑55重量份；氧化剂，30‑60重量份；稀土金属有机盐，0.1‑5重量份；偶氮四唑非金属盐，1‑10重量份；粘合剂，0.1‑5重量份。

【技术特征摘要】
1.一种气体发生剂组合物，其特征在于，采用如下原料组分组成：燃料，25-55重量份；氧化剂，30-60重量份；稀土金属有机盐，0.1-5重量份；偶氮四唑非金属盐，1-10重量份；粘合剂，0.1-5重量份。2.根据权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于，采用如下原料组分组成：燃料，26-46重量份；氧化剂，45-58重量份；稀土金属有机盐，1-3重量份；偶氮四唑非金属盐，2-7重量份；粘合剂，1-3重量份。3.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于，所述燃料为硝酸胍、硝酸氨基胍、三氨基胍硝酸盐、碳酸胍中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求3所述的气体发生剂组合物，其特征在于，所述氧化剂为碱式硝酸盐。5.根据权利要求4所述的气体发生剂组合物，其特征在于，所述碱式硝酸盐为碱式硝酸铜、碱式硝酸锌、碱式硝酸铁、碱式硝酸锰中的一种或几种的混合物。6.根据权利要求1、2、4或5所述的气体发生剂组合物，其特征在于，所述稀土金属有机盐为有机铈盐。7.根据权利要求6所述的气体发生剂组合物，其特征在于，所述有机铈盐为草酸铈和/或乙二醇铈。8.根据权利要求7所述的气体发生剂组合物，其特征在于，所述偶氮四唑非金属盐为偶氮四...

【专利技术属性】
技术研发人员：简丽娟，李金贵，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44