一种产气组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种产气组合物，包括如下组分和含量：２０～７０％燃料、２５～７５％氧化剂、０．５～５％点火改良剂和０．５～５％粘结剂，同时还公开了产气组合物的制备方法；本发明专利技术利用各种燃料与氧化剂的合理配比，性能互补，得到一种具有较高的产气量、而且感度低、热稳定性好、工艺适宜性好、点火性能优良、残渣率低，综合性能优良的产气组合物；本发明专利技术的产气药可用于汽车、飞机等中以保护乘客的安全气囊气体发生器，也可用于其它类型的气体发生器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种用于汽车、飞机等中以保护乘客的安全气囊气体发生器中的产气药及其制备方法。
技术介绍
众所周知，汽车上用的气囊包括烟火式气囊和混合式气囊。其中烟火式气囊是利用产气药剂的燃烧产生的气体在瞬间充满气袋实现对乘员的保护；混合式的气囊是混合了产气药剂燃烧产生热气和密封装置里预置的压缩冷气充满气袋，从而实现对乘客的保护作用。 气囊用的产气药剂属烟火剂范畴，并与军用复合火药有许多相似之处。作为烟火药的产气药因为其用途的特殊，有一些堪称苛刻的特殊要求。例如产气药剂燃烧产生的气体的毒性要控制在最小，产气量大，热稳定性要好，产生的烟雾要最少，产生的气体的温度要低，燃烧速度适宜，燃速压力指数要小，燃速温度系数要小，点火延迟期短，各种机械感度和感度小等等。上面这些都受初始成份(starting components)的影响，因而，在生产产气药剂时始终要满足这些要求，假如有更适合这些要求的生产方法更好。 气体发生器常使用含叠氮化钠的产气药，这种药有许多缺点叠氮化钠是剧毒，在生产、使用过程中对生产人员和环境带来危害和污染；还有其采用了干混和压片工艺，生产过程中粉尘大，易发生爆燃等安全事故。因此，目前，已开始使用安全非叠氮化物燃料代替叠氮化钠，其毒性较低，在生产中对人和环境都无不良影响的、各项性能都能达到或超过叠氮化物型产气药。 比如，申请号96198112.1，专利技术名称为一种产气组合物，公开了一种具有低燃烧温度低燃温和降低的热值低热值，并能够减小气体发生器自身的体积。这种产气组合物中含有作为基本组分的硝基胍和一种氧化剂，该氧化剂包含(a)碱金属和碱土金属的硝酸盐或亚硝酸盐，(b)选自铜、钴、铁、锰、镍、锌、钼和铋的一种或多种金属的一氧化物或多氧化物，或者组分(a)和组分(b)的混合物。 申请号为00813289.5，专利技术名称为碱式金属硝酸盐、其制造方法和产气组合物，公开了一种适宜作为产气剂用的氧化剂的碱式金属硝酸盐，及具有低毒性、高的燃烧速率和低燃烧温度，并可用于气囊用的产气机的产气组合物；该产气组合物包括(a)四唑衍生物、胍衍生物或其混合物，(b)碱式金属硝酸盐，和(c)粘合剂和/或成渣剂。 申请号为01804546.4，专利技术名称为含有三嗪衍生物的产气组合物，公开了一种包括(a)三嗪衍生物、(b)碱式金属硝酸盐、和非必要地(c)粘合剂和/或(d)添加剂的产气组合物。该产气组合物降低了毒性、并提高燃烧速率和降低燃烧温度。 申请号为200310105915.0，专利技术名称为一种用于汽车安全气囊气体发生器的产气药及其制备方法，该产气药由负氧性可燃剂、氧化剂、造渣剂、粘合剂混合组成，是一种非叠氮化物型产气药，各项性能均优于叠氮化钠型产气药，该药可以替代叠氮化物产气药而用于当前流行的多种安全气囊气体发生器内；其制备采用湿混挤压成型工艺，该产气药药毒性很低，生产时对人和环境无不良影响；适合大规模低成本生产，生产过程粉尘少，安全性很高；该药的产气效率高，是叠氮化钠型产气药的1.7倍左右，同时燃烧后固体残渣少，残渣熔点高，易过滤，这为简化气体发生器过滤系统，使气体发生器向小型化、轻量化发展创造了重要条件。 EP1279655公开了一种产气药生产方法，其中产气药剂包括燃料(a)，氧化剂(b)和附加物(c)。燃料用的通常是含氮的化合物，含氮化合物至少包括一种或两种化合物，氧化剂作为成份b至少包含下列硝基物质中的一种或两种，包括碱性金属硝酸盐，碱金属硝酸盐和碱土金属硝酸盐；还提供了产气药剂的生产方法，第一步是配料，包括两种或更多的初始成份，有燃料和氧化剂，然后在潮湿状态下再搅拌和混和；第二步是把混合物挤压成型，再剪切；第三步是烘干；还提供了用双螺杆挤压机在潮湿状态下，捏合、混合初始成份的产气药的生产方法；通过此生产方法，可以得到高质量的产气药剂。 现有技术的产气药一般由一至两种燃料、不多于三种氧化剂及部分改良剂和与工艺相关的粘结剂组成，大多只注重产气药的其中一个性能，比如产气量大，最大的可达3.6mol/100g。但这种产气药往往因为氧化剂仅考虑了供氧量，而忽视了产气药的感度，所以此类产气药感度较差，这样就使得其在生产工艺的选择上受到局限，当然使用时危险程度也是比较高的；从而使配方在某些关键性能有很大欠缺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用各种燃料与氧化剂的合理配比，性能互补，从而制造出一种具有较高的产气量、而且感度低、热稳定性好、工艺适宜性好、点火性能优良、残渣率低，综合性能优良的产气组合物。 本专利技术的另一目的在于提供一种产气组合物的制备方法，在生产工艺上适宜采用了双螺杆连续挤压进行捏合挤出，也可采用辊压成片挤出的生产工艺，解决了压片生产中，产气药生产效率低、生产成本高的问题。 为了实现本专利技术目的，本专利技术提供一种产气组合物，包括如下组分和含量20～70％燃料、25～75％氧化剂、0.5～5％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。 优选的为30～60％燃料、35～65％氧化剂、1～3％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。 本专利技术所述的含量均为重量百分数。 其中，所述的燃料为胍类、唑类及其衍生物、三嗪衍生物等富氮化合物中的两种或两种以上的混合，以2～5种成分的混合为优选。在综合考虑氧平衡、产气量、感度及相容性等因素的基础上，燃料的组分可进行任意比例混合。 所述的胍类可为双氰胺、硝基胍、硝酸胍及同类物质，至少为下面介绍的胍类物质中的一种，如双氰胺、硝基胍、硝酸胍、碳酸胍、氨基硝酸胍、二氨基硝酸胍、三氨基硝酸胍，nitroaminoguanidine nitrate(硝酸硝氨胍)，其中以硝基胍和双氢胺为佳。 所述的唑类为二唑、三唑、四唑或者其衍生物，四唑衍生物如五氨基四唑及同类物质，二唑衍生物如二唑磷酸氢二铵盐及同类物质，三唑衍生物如四氨基三唑及同类物。 所述的三嗪衍生物可为乙二酰二胺、草酸铵、三肼三嗪或hydrazodicarbonamide(肼撑碳酸铵)及同类物质等。 本专利技术所述的燃料以五氨基四唑、双氰胺、硝基胍、硝酸胍、乙二酰二胺、草酸铵等工业上容易获得并且价格低廉的富氮化合物为优选；其中以硝酸胍、硝基胍、双氰胺或硝酸胍、硝基胍和五氨基四唑为最佳燃料组合。从生产和经济角度来说，一般会选择易得、易处理、危险级别低、廉价的燃料。 当燃料以硝酸胍或者硝基胍的胍类化合物为主时，选择以硝酸胍为主的产气组合物，硝酸胍的含量为20～50％，其中以30～45％重量百分数为最佳方案；硝基胍和双氰胺或者五氨基四唑的量以不超过硝酸胍的80％为佳，具体含量与氧化剂的选择有密切关系，本领域技术人员可在考虑到产气药的综合性能和合理的氧平衡的基础上在此范围内进行调整。 所述的氧化剂可为硝酸盐、金属氧化物或高氯酸盐中一种或两种以上的混合。 所述的硝酸盐为碱金属硝酸盐、碱土金属硝酸盐或碱式硝酸盐，例如硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铯、硝酸铍、硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡、碱式硝酸铜、碱式硝酸铁或硝酸铵。 所述的金属氧化物可为铜、铁、锌或锰的氧化物，比如氧化铜、三氧化二铁、氧化锰或氧化锌。 所述的高氯酸盐为高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钾、高氯酸铯、高氯酸镁、高氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产气组合物，其特征在于，包括如下组分和含量：２０～７０％燃料、２５～７５％氧化剂、０．５～５％点火改良剂和０．５～５％粘结剂，含量为重量百分数。

【技术特征摘要】
1.一种产气组合物，其特征在于，包括如下组分和含量20～70％燃料、25～75％氧化剂、0.5～5％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。2.根据权利要求1所述的一种产气组合物，其特征在于，包括30～60％燃料、35～65％氧化剂、1～3％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。3.根据权利要求1或2所述的一种产气组合物，其特征在于所述的燃料为胍类、唑类及其衍生物、三嗪衍生物富氮化合物中的两种或两种以上的混合。4.根据权利要求3所述的一种产气组合物，其特征在于所述的胍类为双氰胺、硝基胍、硝酸胍及同类物质，至少为下面介绍的胍类物质中的一种，双氰胺、硝基胍、硝酸胍、碳酸胍、氨基硝酸胍、二氨基硝酸胍、三氨基硝酸胍或硝酸硝氨胍，以硝基胍和双氢胺为佳；所述的唑类为二唑、三唑、四唑或者其衍生物，四唑衍生物为五氨基四唑及同类物质，二唑衍生物为二唑磷酸氢二铵盐及同类物质，三唑衍生物为四氨基三唑及同类物；所述的三嗪衍生物为乙二酰二胺、草酸铵、三肼三嗪或肼撑碳酸铵及同类物质。5.根据权利要求3所述的一种产气组合物，其特征在于当燃料以硝酸胍或者硝基胍的胍类化合物为主时，选择以硝酸胍为主的产气组合物，硝酸胍的含量为总重量的20～50％，其中以30～45％重量百分数为佳；硝基胍和双氰胺或者五氨基四唑的量以不超过硝酸胍的80％为佳。6.根据权利要求1所述的一种产气组合物，其特征在于所述的氧化剂为硝酸盐、金属氧化物或高氯酸盐中一种或两种以上的混合；所述的硝酸盐为碱金属硝酸盐、碱土金属硝酸盐或碱式硝酸盐；所述的金属氧化物为铜、铁、锌或锰的氧化物；所述的高氯酸盐为高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钾、高氯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张根发，张海龙，刘忠，张玉红，刘建斌，牛京博，钱丽苹，
申请(专利权)人：东方久乐汽车安全气囊有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]