一种用于烟火组合物的材料，并提供相关的烟火组合物，该材料包含一种取代的碱式金属硝酸盐，它含有酸性有机化合物和碱式金属硝酸盐的反应产物。公开了一种提高气体发生组合物燃烧速率的方法，并公开了一种含有碱式金属硝酸盐和四唑、四唑衍生物和它们的混合物的反应产物的燃烧速率提高的气体发生组合物。该燃烧速率提高的气体发生组合物还可以包含添加的氧化剂如碱式硝酸铜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体发生中的取代碱式金属硝酸盐专利技术背景本专利技术通常涉及一种用于气体发生的材料，如形成充气气体用来膨胀可充气装置如包含在汽车乘客可充气约束系统中的安全气囊。具体地说，本专利技术涉及一种含取代的碱式金属硝酸盐化合物的材料，它包含酸性有机化合物和碱式金属硝酸盐的一种反应产物。众所周知，可使用气垫或气囊例如当汽车发生突然减速如发生碰撞时进行充气即膨胀的“安全气囊”来保护乘客。这种安全气囊约束系统一般包括：一个或多个安全气垫，在未充气折叠条件下封装起来使空间需求最小；一个或多个安装在车架或车体上的碰撞传感器用来监测汽车的突然减速；一个由碰撞传感器进行电子引发的激活系统；产生或提供气体用来膨胀安全气囊的充气装置。如果汽车发生突然减速，碰撞传感器引发激活系统，激活系统又引发充气装置，后者在大约毫秒时间内开始膨胀安全气囊。本领域中，已公开了许多类型用于膨胀一种或多种可充气约束系统安全气囊的充气装置。通常，充气装置中可包括一种或多种烟火组合物如点火组合物，点燃组合物燃烧时可引燃一种气体发生化合物或气体发生组合物，气体发生组合物的燃烧提供气体，该气体单独使用或补充储存的加压气体用来膨胀相连的安全气囊。通常应用于汽车可充气约束系统的充气装置中的烟火组合物如气体发生组合物，以前大多采用或基于叠氮钠。这种基于叠氮钠的组合物在燃烧后，一般以期望的高气体产率如大于2摩尔/100克组合物产生或形成氮气。虽然叠氮钠和某些其它基于叠氮化物的烟火组合物的使用符合现有工业规范、准则和标准，但其使用可能涉及或增大潜在的问题，例如涉及安全性和有效操作，其供给和处置的问题。因此，对其它合适的烟火组合物的发展和使用进行了研究。具体地说，主要研究的是用于充气装置的不含叠氮化物的烟火组合物。在鉴别和评价非叠氮化物或不含叠氮化物的烟火组合物方面进行了许多研究，要能提供：高气体产率，一般高于约2摩尔气体/100克的烟火组合物；低燃烧温度，例如低于2000K；高燃烧速率，1000psi下，通常大于约0.5英寸/秒；排除气毒性低；容易过滤的颗粒物质。典型不-->含叠氮化物的材料毒性较低，因而容易处置，容易被公众接受。不幸的是，这种材料的燃烧速率常常不足，难以为相连的安全气囊提供有效的充气。对于有一些充气装置专利申请，可使用具有较大表面积的小颗粒烟火组合物补偿低燃烧速率。然而，实践中，可能重复制备的最小粒度的烟火组合物颗粒受到限制。另外，优越性能的充气方法所要求的较高的燃烧速率难以由这种烟火组合物达到。加入一种或多种选择的添加剂如高能燃料成分或加入共氧化剂如高氯酸铵或高氯酸钾，能提高某些烟火组合物尤其是使用含氮燃料的烟火组合物的燃烧效率。然而，使用这些材料会增加生产烟火组合物的成本，这是会增加原料成本和增加方法步骤的。而且，某些经济和设计的考虑如工业竞争，希望由较低成本组分或材料构成的，适合用于更有效和较低成本方法生产的烟火组合物。由上文看来，需要一种非叠氮化物的或不含叠氮化物的烟火材料或组合物，它在克服至少一些基于叠氮化物的烟火组合物的潜在问题或缺点的同时，与典型基于叠氮化物的烟火组合物相比，也能提供较高的气体产率。还需要一种材料，该材料可用于提供或导致足够和期望的高燃烧速率，如1000psi时高于约0.5英寸/秒的燃烧速率的烟火组合物。还需要一种含有可经济且有效制备的燃烧速率促进材料的烟火组合物。专利技术概述本专利技术的一般目的是提供一种烟火组合物用的材料。本专利技术的更具体目的是克服一种或多种上文描述的问题。在烟火组合物中使用一种材料，该材料含有取代的碱式金属硝酸盐，而该取代的碱式金属硝酸盐含有酸性有机化合物和碱式金属的反应产物，可以达到或至少部分达到本专利技术的一般目的。通常，现有技术没有揭示取代的碱式金属硝酸盐。具体地说，现有技术没有揭示：含酸性氢原子的非叠氮化物的或不含叠氮化物的材料与碱式金属硝酸盐可发生反应，部分地取代碱式金属硝酸盐的羟基而不影响碱式金属硝酸盐的结构。通常，现有技术还没有认识到或揭示，当这些材料用于烟火组合物时，对燃烧速率有促进作用。-->本专利技术还涉及一种燃烧速率提高的气体发生组合物，它包含：约5-95组合物重量％的取代的碱式硝酸铜，该取代的碱式硝酸铜含有酸性有机化合物和碱式硝酸铜的反应产物；约5-60组合物重量％的胍硝酸盐共燃料，其中酸性有机化合物选自：四唑、四唑衍生物以及它们的混合物。本专利技术还涉及提高气体发生组合物燃烧速率的方法，包括在气体发生组合物中加入取代的碱式金属硝酸盐。如本文所述，“燃烧速率提高的”材料可以理解为是在1000磅/平方英寸(psi)的压力时显示燃烧速率至少0.5英寸/秒或更大的材料或组合物。从结合所附权利要求的以下详细描述，其它目的和优点对于本领域一般技术人员将显而易见。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于或用作烟火组合物的材料，该烟火组合物用来膨胀可充气部件，如汽车可充气约束系统的安全气囊，该材料包含取代的碱式金属硝酸盐，后者含有有机化合物和碱式金属硝酸盐反应产物。根据本专利技术，含有酸性氢原子的非叠氮化物的或不含叠氮化物的材料与碱式金属硝酸盐如碱式硝酸铜反应，就部分地取代碱式金属硝酸盐的羟基而不释放可溶性金属硝酸盐。换句话说，取代反应没有丧失碱式金属硝酸盐的结构完整性。根据本专利技术某些优选实施方式，用于本专利技术的材料最好包含含有酸性有机化合物与碱式金属硝酸盐反应产物的取代的碱式金属硝酸盐。优选的是该酸性有机化合物是含酸性氢原子的含氮杂环化合物。合适的酸性有机化合物的例子包括，但不限于，四唑、咪唑、咪唑啉酮、三唑、尿唑、尿嘧啶、巴比妥酸、乳清酸、肌酸肝、尿酸、乙内酰脲、吡唑、它们的衍生物，以及它们的混合物。更合适的酸性有机化合物包括：四唑、咪唑、它们的衍生物，以及它们的混合物。这种酸性有机化合物的具体例子包括5-氨基四唑、二四唑二水合物、硝基咪唑。在某些优选实施方式中，酸性有机化合物是5-氨基四唑。通常，在本专利技术某些实施方式中使用的碱式金属硝酸盐化合物包括碱式金属硝酸盐、碱式过渡金属硝酸根氢氧根复盐(basic transition metal nitrate hydroxyl double-->salt)、碱式过渡金属硝酸盐-层化双氢氧化物(basic transition metal nitrate layereddouble hydroxide)，以及它们的混合物。碱式金属硝酸盐的例子包括，但不限于，碱式硝酸铜、碱式硝酸锌、碱式硝酸钴、碱式硝酸铁、碱式硝酸锰和它们的混合物。根据某些优选实施方式，碱式金属硝酸盐是碱式硝酸铜。本专利技术范围内一些代表性的取代反应，例如以下反应(1)-(4)，以及取代的碱式金属硝酸盐反应产物，具体的说，5-氨基四唑取代的碱式硝酸铜、二四唑二水合物取代的碱式硝酸铜和硝基咪唑取代的碱式硝酸铜，如下所示：(1)；(2)；(3)；(4)。本专利技术的一个方面，所述取代的碱式金属硝酸盐材料可用作烟火组合物，例如可装在汽车可充气约束系统的充气装置中。另一方面，所述取代的碱式金属硝酸盐材料可用于烟火组合物中，例如含有添加组分如共燃料的烟火组合物或其它气体发生组合物中。根据某些优选实施方式，本专利技术使用的取代的碱式金属硝酸盐需要能提高相关气体发生组合物的燃烧速率。通常，这种烟火组合物包含取代的碱式金属硝酸盐本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在烟火组合物中使用的材料，包含：取代的碱式金属硝酸盐；其中，所述取代的碱式金属硝酸盐含有酸性有机化合物和碱式金属硝酸盐的反应产物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-11 10/4125301.一种在烟火组合物中使用的材料，包含：取代的碱式金属硝酸盐；其中，所述取代的碱式金属硝酸盐含有酸性有机化合物和碱式金属硝酸盐的反应产物。2.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述酸性有机化合物是含有酸性氢原子的含氮杂环化合物。3.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述酸性有机化合物选自：四唑、咪唑、咪唑啉酮、三唑、尿唑、尿嘧啶、巴比妥酸、乳清酸、肌酸肝、尿酸、乙内酰脲、吡唑、它们的衍生物，以及它们的混合物。4.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述酸性有机化合物选自：四唑、咪唑、它们的衍生物，以及它们的混合物。5.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述酸性有机化合物包括5-氨基四唑。6.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述酸性有机化合物包括二四唑二水合物。7.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述酸性有机化合物包括硝基咪唑。8.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述碱式金属硝酸盐选自：铜、锌、钴、铁和锰的碱式硝酸盐，碱式过渡金属硝酸根氢氧根复盐、碱式过渡金属硝酸盐-层化双氢氧化物，以及它们的混合物。9.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述碱式金属硝酸盐包括碱式硝酸铜。10.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述取代的碱式金属硝酸盐包括2Cu(OH)2·Cu(CH2N5)2·Cu(NO3)2。11.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述取代的碱式金属硝酸盐包括2Cu(OH)2·Cu(C2N8)·Cu(NO3)2。12.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述取代的碱式金属硝酸盐包括2Cu(OH)2·Cu(C3H2N3O2)2·Cu(NO3)2。13.主要含有如权利要求1所述材料的烟火组合物。14.如权利要求13所述的烟火组合物，其特征在于，所述酸性有机化合物是含有酸性氢原子的含氮杂环化合物。15.如权利要求13所述的烟火组合物，其特征在于，所述酸性有机化合物选自：四唑、咪唑、它们的衍生物，以及它们的混合物。16.如权利要求13所述的组合物，其特征在于，所述碱式金属硝酸盐包括碱式硝酸铜。17.如权利要求13所述的组合物，其特征在于，所述取代的碱式金属硝酸盐选自：5-氨基四唑取代的碱式硝酸铜、二四唑二水合物取代的碱式硝酸铜、硝基咪唑取代的碱式硝酸铜。18.一种燃烧速率提高的气体发生组合物，包含：如权利要求1所述的材料；和含氮共燃料，其中，所述酸性有机化合物选自：四唑、四唑衍生物，以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：IV门登霍尔，RD泰勒，
申请(专利权)人：奥托里夫ASP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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