一种用于产气药氧化剂的防结块助剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于产气药氧化剂的防结块助剂及其制备方法，属于产生爆炸或推进用气体的产生的产气药技术领域，所述防结块助剂至少包括成分为二氧化硅粉体的惰性纳米载体、表面活性剂和增塑剂；所述惰性纳米载体与所述表面活性剂的质量比为5:3.5~5:4.5，所述惰性纳米载体与所述增塑剂的质量比为5:1.5~5:2.5。该防结块助剂能够防止高氯酸铵粉体在常规的储存过程中吸湿、结块，解决了高氯酸铵作为氧化剂不能够长期储存的问题。

Anti caking auxiliary agent for oxidizing agent of gas producing agent and preparation method thereof

The invention discloses an anti caking agent and a preparation method of gas production for oxidant, explosion or gas propulsion belongs to gas production technical field of medicine, the anti caking additive composition includes at least an inert carrier, nano silica powder, surface active agent and plasticizer; quality the inert nano carrier with the surface active agent is 5:3.5~5:4.5, the inert nano carrier and the mass of plasticizer ratio is 5:1.5~5:2.5. The anti caking additive can prevent the ammonium perchlorate powder from absorbing moisture and caking in the conventional storage process, and solves the problem that ammonium perchlorate can not be stored for a long time as an oxidant.

【技术实现步骤摘要】
一种用于产气药氧化剂的防结块助剂及其制备方法
本专利技术涉及产生爆炸或推进用气体的产气药
，具体地指一种用于产气药氧化剂的防结块助剂及其制备方法。
技术介绍
产气药用于在加热燃烧或碰撞的启动条件下产生爆炸、推进或填充膨胀用的气体，在民用领域得到了广泛的应用，如交通设备上的安全气囊，其内含有的产气药在汽车发生碰撞时产生气体迅速填充气囊本身，使其膨胀后起到保护缓冲人们受到的冲击伤害的作用，又如登山、航行等领域中所用到之信号弹，其内填充有产气药，在特定的开启条件下产生气体以推进信号弹本身发射并前进一段距离，以使得信号得以明显持续的传达。传统的产气药多以叠氮化钠为主要原料制得，如专利公开号为CN1903805A的中国专利技术专利公开了一种安全气囊产气药及其制备方法，以叠氮化钠为主要成分，还包含有金属硫化物和/或金属氧化物、碱金属的硝酸盐和助剂，其具有良好的流散性及一致性，产气效率高；但叠氮化钠本身带有毒性，在生产时对操作工人身体健康极不友好，且其本身易分解，带来爆炸的危险性，存在安全隐患，现已逐渐被淘汰出产气药的生产领域。作为叠氮化钠的替代物，人们发现高氯酸铵具有有效氧含量高、不含重金属离子、热安定性和化学安定性优良等诸多优点，便开始考虑将其作为主要的氧化剂应用到产气药中；专利公开号为CN101397228A的中国专利技术专利采用高氯酸铵为氧化剂，配合燃料、正催化剂和负催化剂生成一种产气效率高且能调控产气速率的安全气囊产气药。高氯酸铵本身具有较强的吸湿性，其表面易吸收空气中的水分而溶解，产生晶桥现象而团聚成块，这类结块现象对于超细高氯酸铵粉体的影响尤为显著，体现在其更易吸湿和重结晶，造成储存过程中粒度产生较大的变化。而此类采用高氯酸铵为主要原料的产气药，对高氯酸铵的粒度要求较高，在吸湿结块后，产气药的燃速受到较大影响，对于粒径在1~14微米的高氯酸铵粉体而言，自然储存5天后使得相应产气药的燃速下降了15%~16.7%，这种变化使得高氯酸铵做为氧化剂用在产气药上的前景受到了极大地限制。若不想接受产气药质量下降、品质参差不齐的现实，则：要么在高干燥除湿的环境下储存高氯酸铵粉体，要么对刚生产出来的高氯酸铵粉体即时使用，用来生产产气药；前者的大大增加了储存成本，而后者则对产气药和高氯酸铵粉体的生产比例提出了很高的要求，使得产量、生产的灵活性受限，且无法应对紧急情况，还易造成浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种用于产气药氧化剂的防结块助剂及其制备方法，能够防止高氯酸铵粉体在常规的储存过程中吸湿、结块，解决了高氯酸铵做为氧化剂不能够长期储存的问题。为实现上述目的，本专利技术所设计的一种用于产气药氧化剂的防结块助剂，至少包括惰性纳米载体、表面活性剂和增塑剂；所述惰性纳米载体为二氧化硅粉体；所述表面活性剂为氮丙啶类键合剂；所述增塑剂为癸二酸二辛酯，或者为二硝基丙醇缩甲醛和二硝基丙醇缩乙醛的混合物；所述惰性纳米载体与所述表面活性剂的质量比为5:3.5~5:4.5；所述惰性纳米载体与所述增塑剂的质量比为5:1.5~5:2.5。通常而言，作为氧化剂的超细高氯酸铵粉体的粒径为1~20微米，其比表面积大、表面能高，常规储存条件下更易吸湿和重结晶而结块，造成粒度产生较大程度的变化，使得产气药的质量下降且参差不齐。惰性纳米载体具有比表面积大，表面能高，粒度小的特点，容易在超细高氯酸铵颗粒间分散均匀并吸附在超细高氯酸铵颗粒表面，起到阻隔作用，防止其搭桥、粘连；表面活性剂能够配合惰性纳米载体起到分散的作用，同时，可以与-OH反应，因此可以同高氯酸铵颗粒中的水分发生反应，降低其水分的含量；增塑剂可以在高氯酸铵颗粒之间形成阻隔层，增加高氯酸铵颗粒间的距离。作为上述技术方案的优选，所述二氧化硅粉体的粒径为70~85nm。作为上述技术方案的优选，所述氮丙啶类键合剂为三-（2-甲基氮丙啶基-1）氧化膦，间苯二酸丙撑亚胺的加成物，1、3、5苯三[酰1-（2乙基氮丙啶基）]或2、4、6[1-（2-乙基）氮丙啶基]三嗪中的一种。作为上述技术方案的优选，所述惰性纳米载体与所述表面活性剂的质量比为5:4。作为上述技术方案的优选，所述惰性纳米载体与所述增塑剂的质量比为5:2。作为上述技术方案的优选，所述增塑剂为二硝基丙醇缩甲醛和二硝基丙醇缩乙醛的混合物，混合质量比为1:1。一种用于产气药氧化剂的防结块助剂的制备方法，采用如下方法进行制备：①将表面活性剂和增塑剂与丙酮溶液进行混合；②将上述混合液与惰性纳米载体进行混合并搅拌至惰性纳米载体完全润湿；③经真空干燥去除丙酮，既得成品。表面活性剂和增塑剂需要均匀分散到惰性纳米载体中，但惰性纳米载体本身粒度小，所占体积大，采用表面活性剂加增塑剂组分直接混入的方式，很难达到分散均匀的效果，因此采丙酮作为溶剂，先将表面活性剂加增塑剂组分按比例倒入丙酮溶液中，然后将混合好的液体倒入惰性纳米载体的粉体中，搅拌，混合均匀即可。作为上述技术方案的优选，每100克防结块助剂所对应的丙酮体积至少为220毫升。丙酮对浸润惰性纳米载体粉体的影响见表1：表1丙酮含量对浸润S粉体的影响本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）该防结块助剂能够有效防止高氯酸铵作为氧化剂时储存的吸湿、结块现象，使得其具备了在常规条件下的可储存性；（2）该防结块助剂用量小，只需加入高氯酸铵质量的1%即可实现防结块效果；（3）该防结块助剂几乎不影响高氯酸铵作为氧化剂时，产气药的产气性能；（4）该防结块助剂制备方便，生产成本低。附图说明图1为实施例1所述防结块助剂按照1%的用量加入到高氯酸铵粉体中与未加防结块助剂的高氯酸铵粉体的热分解DSC曲线对比图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：表2为实施例1~实施例4的防结块助剂配方及制备时的丙酮用量，其制备方法为：①将表面活性剂和增塑剂与丙酮溶液进行混合；②将上述混合液与惰性纳米载体进行混合并搅拌至惰性纳米载体完全润湿；③经真空干燥去除丙酮，既得成品。表2实施例1~实施例4的防结块助剂配方及制备时的丙酮用量表3为实施例1~4所述防结块助剂经按照1%的用量加入高氯酸铵粉体中后的粒径及性状的变化情况与高氯酸铵粉体本身的对比情况：表3高氯酸铵粉体本身、实施例1~4所述防结块助剂加入高氯酸铵粉体中后的粒径及性状的变化情况由表3可见，未加入防结块助剂的高氯酸铵粉体在常规条件下储存半个月，粒径从6.1µm增至11µm，并且出现大的硬结块，已经不能用于产气药的制造。而加入防结块助剂的高氯酸铵粉体在相同条件下储存3个月，粒径仅发生极微量的增加，有少量团聚体产生但无结块现象，说明高氯酸铵粉体的抗结块性能得到明显改善。同时结合图1，可知加入实施例1所述防结块助剂的高氯酸铵粉体同未加入防结块助剂的高氯酸铵粉体的高温分解初始温度和高温分解峰温基本没有变化（加入后的高温初始分解温度为390.07℃，未加入的的高温初始分解温度为392.18℃；加入后的的高温分解峰温为416.21℃，未加入的的高温分解峰温为416.21℃），这说明加入防结块助剂后的高氯酸铵粉体对其本身的热分解基本没有影响。应用于产气药中，基本不会改变原有高氯酸铵粉体的分解特性。加入实施例2~4所述防结块助剂的高氯酸铵粉体的高温分解特性同实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产气药氧化剂的防结块助剂，其特征在于：至少包括惰性纳米载体、表面活性剂和增塑剂；所述惰性纳米载体为二氧化硅粉体；所述表面活性剂为氮丙啶类键合剂；所述增塑剂为癸二酸二辛酯，或者为二硝基丙醇缩甲醛和二硝基丙醇缩乙醛的混合物；所述惰性纳米载体与所述表面活性剂的质量比为5:3.5~5:4.5；所述惰性纳米载体与所述增塑剂的质量比为5:1.5~5:2.5。

【技术特征摘要】
1.一种用于产气药氧化剂的防结块助剂，其特征在于：至少包括惰性纳米载体、表面活性剂和增塑剂；所述惰性纳米载体为二氧化硅粉体；所述表面活性剂为氮丙啶类键合剂；所述增塑剂为癸二酸二辛酯，或者为二硝基丙醇缩甲醛和二硝基丙醇缩乙醛的混合物；所述惰性纳米载体与所述表面活性剂的质量比为5:3.5~5:4.5；所述惰性纳米载体与所述增塑剂的质量比为5:1.5~5:2.5。2.根据权利要求1所述的一种用于产气药氧化剂的防结块助剂，其特征在于：所述二氧化硅粉体的粒径为70~85nm。3.根据权利要求1所述的一种用于产气药氧化剂的防结块助剂，其特征在于：所述氮丙啶类键合剂为三-（2-甲基氮丙啶基-1）氧化膦，间苯二酸丙撑亚胺的加成物，1、3、5苯三[酰1-（2乙基氮丙啶基）]或2、4、6[1-（2-乙基）氮丙啶基]三嗪中的一种。4.根据权利要求1所述的一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀艳，仉玉成，刘爱琴，何德伟，
申请(专利权)人：湖州航天精细化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33