用于气囊的产气剂制造技术

一种用于气囊的产气剂模压制品，是通过将一种产气剂组合物模压成型为内有开孔的圆柱形结构，其中所述产气剂组合物在７０ｋｇｆ／ｃｍ↑［２］压力下燃烧线速度ｒ（ｍｍ／ｓｅｃ）与模压制品厚度Ｗ（ｍｍ）间的关系处于以式０．００５≤Ｗ／（２.ｒ）≤０．３表示的范围，其燃烧线速度优选处于１至１２．５ｍｍ／ｓｅｃ范围。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是于1997年4月8日提交的中国专利技术专利申请“用于气囊的产气剂”(申请号200410049386.1)的分案申请。专利
本专利技术涉及一种产气剂模制用品(gas-generant-molded-article)，用以燃烧产生气体成分使气囊系统膨胀展开，和生产这种用品的方法。更具体地讲，本专利技术涉及一种新的产气剂组合物，该组合物可装载在汽车及飞机等上，用于人体保护的气囊系统中产生操作气体。相关技术描述气囊系统是众所周知的，其中有一个袋囊，在车辆如汽车高速相撞时，可以充气快速膨胀展开，防止由于惯性造成乘坐人猛烈地撞击在车内损伤性物品及/或硬部件上(如驾驶盘及风挡)。对于用作气囊系统的产气剂的要求是非常严格的，如袋的膨胀展开时间要非常短，通常40至50微秒，和要求袋中气体气氛对人体无害(如接近车内空气组成)。目前气囊系统通常使用的产气剂包括有无机叠氮化合物，尤其是叠氮化钠。虽然从燃烧性能角度看，叠氮化钠仍是很好的产气剂，但从对乘坐人安全角度来看，叠氮化钠并没有满足上述要求，因为它在气体发生中生成一种副产物的碱性成分是有毒的。此外，由于叠氮化钠本身就有毒性，当抛弃它时它对环境作用的影响也是令人关心的。为了克服这些缺点，某些，所谓非叠氮化物产气剂得到了发展，并取代了叠氮化钠产生剂。例如，一种组合物包括，作为其主要成分的，四唑、三唑或其金属盐，以及含氧的氧化剂如碱金属硝酸盐，在JP-A-3-208878中有披露。此外，产气剂包括，作为它们主要成分的，不含氢的双四唑化合物的金属盐类，在JP-B-64-6156及JP-B-64-6157中均有所披露。另外，一种含四唑或三唑过渡金属络合物的产气剂也在JP-B-6-57629中提及。还有一种含硝酸三氨基胍的产气剂在JP-A-5-254977中提出；一种含碳酰肼的产气剂在JP-A-6-239683中提及；和一种含氮非金属化合物的产气剂，包括有醋酸纤维素及硝基胍的产气剂在JP-A-7-61855中提及。此外，采用硝基胍作为一种含能材料与15％至30％一种纤维素粘结剂共同存在在US 5,125,684中有所披露。另外，在JP-A-4-265292中还披露了一种产气剂组合物，包括一种由四唑及三唑衍生物与一种氧化剂及结渣剂(slag-forming)构成的组合。但是，含氮有机化合物有一个缺点，即它们与叠氮化物比较起来，在氧化剂产出氧量足以与其化学当量一致(即燃烧该化合物分子中所含的碳、氢及其它元素需氧量)的条件下燃烧时，要释放出大量的热能。尽管除了产气剂的性能外，气囊系统自身尺寸大小不妨碍正常驾驶是最基本的，但是，对于燃烧热值大的产气剂，在设计气体发生器时，就要求有任选的散热部件，这样就不可能做到使气体发生器微型化。尽管可以通过选择氧化剂的类型来降低热值，但这样又会使燃烧线速度下降，进一步使产气性能下降。如上所述，与采用无机叠氮化物产气剂组合物比较，当使用足以产生与其化学当量一致的氧时，包括含氮有机化合物的产气剂，通常都有燃烧释放热能大，燃烧温度高，燃烧线速度低的缺点。高燃烧温度引起的问题是气袋遭受破坏，这是因为从气体发生器(增压泵，inflater)逸出了(i)在组合物中含有的氧化剂成分产生的碱性雾状化学反应产物，以及(ii)由于冷却剂磨蚀冷却部件又新产生的高温热颗粒，而冷却部件通常是用不锈钢制备的。但是，如果能在碱雾及热颗粒到达冷却部件之前在燃烧室中也形成一种结渣，就能防止氧化剂成分产生的碱雾和在燃烧室新生成的高温热固粒流出气体发生器。用这种方式，采用少量的冷却剂的气体发生器系统就能够实现，而不致严重损坏气袋，因为尽管产生的气体温度高，但热容量小。这样的效果也就有可能做到气体发生器尺寸更小一些。非叠氮化物产气剂组合物，采用各种含氮有机化合物，包括四唑衍生物，以前已有研究。尽管组合物的燃烧线速度随氧化剂组合类型而各有所不同，但是几乎所有这类组合物的燃烧线速度都在30mm/sec或以下。燃烧线速度会对满足所要求的性能的产气剂组合物的实体构型有影响。对于一种产气剂组合物的构型，其产气剂组合物燃烧时间取决于厚部件的最薄厚度和组合物的燃烧线速度。气体发生器系统要求的气袋膨胀展开时间是约40至60微秒。在这样的时间内要完全燃烧，多数情况下所采用的是粒状及薄片形的产气剂组合物。但是，例如在厚度为2mm，燃烧线速度为20mm/sec时，就需要有100微秒的时间，这样就不能够满足对汽车用的气囊气体发生器的性能要求。因此，对于燃烧线速度约20mm/sec的产气剂组合物，而厚度不到约1mm时，其性能不能满足要求。于是对于燃烧线速度约10mm/sec或更低的情况，其基本条件是厚部件的厚度还要更低。虽然已经知道，为提高燃烧线速度，有一种方法是加入像硝酸钠及高氯酸钾类的氧化剂，但是由硝酸钠变成的氧化钠及由高氯酸钾变成的氯化钾会成为液体或固体粉末，逸出气体发生器，而在没有结渣剂存在时，很难将由此释放出的量减少到常规过滤器可以承受的水平。在燃烧线速度为约10mm/sec或更低时，要达到多数采用的小粒状或膜片形的厚部件厚度，必须是0.5mm或更小的厚度。然而，生产这样厚度的小粒状及膜片形的产气剂组合物实际上几乎是不可能的，因为它要经受得住汽车长期的震动，而且在工业生产上是稳定的。专利技术概述本专利技术重复进行了大量研究，以求解决上述问题，结果发现了新的产气剂组合物，它具有小的燃烧线速度，却可模压成特定结构而在规定的时间内燃烧，性能也完全可应用于气囊作为产气剂。根据此发现，本专利技术得以完成。也就是说，本专利技术的一种优选实施方案提供了一种气囊用的产气剂模压制品，其制备方法包括，将一种产气剂组合物模压成其中有或其中贯穿有孔的圆柱形，其中所述产气剂组合物在70kgf/cm2压力下燃烧线速度r(mm/sec)及厚度W(mm)的关系符合以下式表示的范围0.005≤W/(2·r)≤0.3，优选为0.005≤W/(2·r)≤0.1。本专利技术还提供一种用于气囊的产气剂模压制品，其制备是采用了使在70kgf/cm2压力下燃烧线速度为1至12.5mm/sec优选范围内的产气剂组合物模压成型方法，该组合物更优选范围为5至12.5mm/sec。在本说明中凡涉及燃烧线速度，均指在70kgf/cm2压力下的。另一优选实施方案中，本专利技术提供了一种用于气囊新的产气剂组合物，其组成包括一种含氮有机化合物、一种氧化剂、任选的一种结渣剂以及一种粘结剂。该组合物可以很方便地按照本专利技术方法用于制备气囊的产气剂模压制品。本专利技术第一方面提供了一种用于气囊的产气剂模压制品，为内有一开孔的圆柱形，其中所述产气剂组合物在70kgf/cm2压力下燃烧线速度r(mm/sec)与所述的模压制品的厚度W(mm)的关系在以0.005≤W/(2·r)≤0.3表示范围内。优选地，在所述的用于气囊的产气剂模压制品，其中圆柱结构的开孔是延续贯穿的。在所述的用于气囊的产气剂模压制品，其中在70kgf/cm2压力下燃烧线速度处于1至12.5mm/sec的范围，优选地在70kgf/cm2压力下燃烧线速度处于5至12.5mm/sec的范围。在所述的用于气囊的产气剂模压制品中，其中内有一开孔的圆柱形模压制品的外径为6mm或以下，和长度对厚度比例为1或以上。优选地，在所述用于气囊的产气剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气囊的产气剂组合物，包括：（ａ）、约２５至６０％（重）的硝基胍；（ｂ）、约４０至６５％（重）的一种氧化剂；（ｃ）、约１至２０％（重）的一种结渣剂；及（ｄ）、约３至１２％（重）的一种粘结剂。

【技术特征摘要】
JP 1996-7-22 192294/96;JP 1996-7-31 201802/961.一种用于气囊的产气剂组合物，包括(a)、约25至60％(重)的硝基胍；(b)、约40至65％(重)的一种氧化剂；(c)、约1至20％(重)的一种结渣剂；及(d)、约3至12％(重)的一种粘结剂。2.按照权利要求1中所述的用于气囊的产气剂组合物，其中氧化剂包括一种内含选自由碱金属和碱土金属构成的组合中的一种阳离子的硝酸盐；结渣剂包括一种天然形成的粘土硅酸铝、...

【专利技术属性】
技术研发人员：大和洋，平田哲正，高堀健，横山拓志，松田直树，
申请(专利权)人：大赛璐化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]