一种气体发生剂组合物、制备方法、应用及气体发生器技术

本发明专利技术涉及一种气体发生剂组合物、制备方法及包含该组合物的气体发生器，该气体发生剂组合物包括如下质量百分比含量的组分：硝酸胍40％～60％；碱式硝酸铜25％～40％；硝酸锶1％～20％；高氯酸铵1％～10％；钛酸锶5.5％～10％；滑石粉0.6％～10％，该气体发生剂组合物通过使用钛酸锶和滑石粉共同作为形态保持剂，二者协同作用，使药片燃烧后能够很好的保持燃烧前的形态，避免燃烧后药片熔融飞溅烧伤气袋，并且通过采用硝酸锶作为辅助氧化剂，降低碱式硝酸铜的使用量，减少熔融铜残渣；此外通过采用高氯酸铵作为点火性能调节剂，显著提高了组合物的低温点火性能同时提高燃烧速度,该气体发生剂组合物主要用于汽车安全气囊气体发生器。

【技术实现步骤摘要】
一种气体发生剂组合物、制备方法、应用及气体发生器
本专利技术涉及一种气体发生剂组合物、制备方法、应用及包含该组合物的气体发生器，尤其涉及一种易于结渣和点火的气体发生剂组合物、制备方法、应用及包含该组合物的气体发生器，属于汽车安全气囊气体发生器

技术介绍
汽车安全气囊气体发生剂是作为一种产气药剂装入气体发生器中，需要的时候引发，产生大量的气体。安全气囊由气体发生器和气袋组成。一般碰撞超出预设强度时，气体发生器被激活触发，开始燃烧内部的气体发生剂产生气体，向气袋充气，在内饰和人体之间形成一个缓冲气垫，保护人体免受伤害。气体发生剂前期主要是叠氮化钠类型的气体发生剂配方，此配方具有燃烧稳定、燃温低、易点火、内压低、产气率高、残渣少等很多优点。但是由于环保、对于人体健康安全方面的问题，现在很少用在汽车安全气囊方面。目前世界范围内主流的气体发生剂为硝酸胍和碱式硝酸铜类气体发生剂，硝酸胍作为主要燃料，碱式硝酸铜作为主要氧化剂。这类气体发生剂的燃温普遍较高，燃烧后碱式硝酸铜主要生成熔融的铜金属，这导致通常需要多层金属过滤网对其进行过滤和降温，将其留在发生器内部。一方面金属过滤网重量增加会导致成本增加和发生器重量增大；另外一方面，即使使用多层过滤网也不能过滤所有残渣，少部分残渣可以通过过滤网烫伤气袋，更严重的会烫伤人体。所以解决方式一般为：1.减少碱式硝酸铜的使用量，从而减少气体发生剂组合物燃烧后形成的熔融铜残渣；2.在组合物配方中加入形态保持剂。形态保持剂一般为高熔点物质，起到增大熔融残渣粘度和作为药片骨架维持自身形状的作用。钛酸锶是一种高熔点的金属化合物。之前在安全气囊气体发生剂领域也有使用，例如专利CN105801326A就是主要含有硝酸胍、碱式硝酸铜、钛酸盐的气体发生剂配方。但是该专利仅仅使用钛酸盐作为唯一的形态保持剂，对形态保持作用并不明显，不能起到很好的燃烧形态保持作用，尤其是对于碱式硝酸铜含量大于40％，硝酸胍含量大于40％的气体发生剂更不能起到很好的燃烧形态保持作用，并且该气体发生剂配方不容易被点燃。例如专利CN100376515C公开了一种产气组合物，包括硝酸胍、碱式硝酸铜、辅助氧化剂硝酸钠、氧化铜及氧化铁，以及点火改良剂(三氧化二铝、氯化铜、铬酸铜、铬酸钾)，采用点火改良剂使的产气组合物更易于点火，点火延迟期短，但是三氧化二铝一般用于残渣结团，对于点火改良作用不大；氯化铜为弱氧化剂点火改良作用不大；铬酸铜、铬酸钾都是含铜类的强氧化剂，能起到一定的点火改良作用，但是均会增加残渣含量，铬酸铜增加不溶残渣含量，铬酸钾增加可溶残渣含量，且含碱金属钾类的物质燃烧后会形成可溶性的气溶胶微粒，对残渣结团不利。再例如专利US5827996A公开了一种气囊用气体发生剂，包括燃料采用唑类或其金属盐，氧化剂，燃烧催化剂，控制燃烧剂和造渣剂，燃料采用唑类和金属盐，造渣剂是固化气体发生剂的燃烧残留物的添加剂，从而有利于气囊中的过滤器除去残留物，但是该专利适用于唑类作为燃料的配方，该类配方燃温比硝酸胍碱式硝酸铜类型配方高的多，即使加入造渣剂药片形态也不能很好保持。此外专利CN101952227B公开了一种制备气体发生剂的方法，添加了硝酸胍、碱式硝酸铜、辅助氧化剂(例如硝酸钾、硝酸锶和硝酸钠)、燃速调节剂(高氯酸钾)、熔渣促进剂(二氧化硅、氧化锌、氧化铵、氧化铝)、压片脱模助剂兼形态保持协同助剂B(石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼)，该专利所用制粒方式为喷雾制粒方式，喷雾制粒与湿法制粒相比能耗较高；另外，该专利所用熔渣促进剂主要来之金属氧化物，如二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化铈，金属氧化物作为熔渣促进剂可以起到一定的促进熔渣结团作用，但是对于药片形态保持作用并不明显；同时该专利使用了压片脱模助剂如：石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼，这些助剂仅仅起到压片助剂的作用，不能与金属氧化物配合促进熔渣结团。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种气体发生剂组合物，该气体发生剂组合物通过使用钛酸锶和滑石粉共同作为形态保持剂，二者协同作用，使药片燃烧后能够很好的保持燃烧前的形态，避免燃烧后药片熔融飞溅烧伤气袋，并且通过采用硝酸锶作为辅助氧化剂，降低碱式硝酸铜的使用量，减少熔融铜残渣；通过采用高氯酸铵作为点火性能调节剂，显著提高了组合物的低温点火性能同时提高燃烧速度。本专利技术的另外一个目的在于提供气体发生剂组合物的制备方法。本专利技术的又一个目的在于提供气体发生剂组合物的应用。本专利技术的再一个目的在于提供包含上述气体发生剂组合物的气体发生器。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种气体发生剂组合物，包括如下质量百分比含量的组分：在上述气体发生剂组合物中，所述硝酸锶的质量百分比含量为2％-10％。在上述气体发生剂组合物中，所述高氯酸铵的质量百分比含量为1％-3％。在上述气体发生剂组合物中，所述滑石粉的质量百分比含量为0.6％-2％。一种气体发生剂组合物，包括如下质量百分比含量的组分：在上述气体发生剂组合物中，所述气体发生剂组合物的各组分含水量之和不大于各组分总质量的1％。在上述气体发生剂组合物中，所述碱式硝酸铜的粒径D90不大于5μm。在上述气体发生剂组合物中，所述滑石粉的粒径D90不大于10μm。在上述气体发生剂组合物中，所述气体发生剂组合物成型后为圆形片状结构或者圆环形片状结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm。气体发生剂组合物的制备方法，采用湿法制粒的方式制备气体发生剂组合物。采用湿法制粒的方式制备气体发生剂组合物的具体制备步骤如下：(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、硝酸锶、高氯酸铵和钛酸锶混合后得到第一物料；(2)、将第一物料加水进行湿法混合，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的8％～15％；(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；(5)、将第四物料中加入滑石粉，进行物料成型。在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(1)中将硝酸胍、碱式硝酸铜、硝酸锶、高氯酸铵和钛酸锶在混合设备中进行混合得到第一物料，混合时间≥5min。在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(2)中湿法混合的时间为20min～60min；湿法混合的设备为捏合机或混合机。在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(5)物料成型得到圆形片状结构或者圆环形片状结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm。采用湿法制粒的方式制备气体发生剂组合物的具体制备步骤如下：(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、硝酸锶、高氯酸铵、钛酸锶和滑石粉混合后得到第一物料；(2)、将第一物料加水进行湿法混合，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的8％～15％；(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；(5)、将第四物料进行物料成型。在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(1)中将硝酸胍、碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体发生剂组合物，其特征在于：包括如下质量百分比含量的组分：

【技术特征摘要】
1.一种气体发生剂组合物，其特征在于：包括如下质量百分比含量的组分：2.根据权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述硝酸锶的质量百分比含量为2％-10％。3.根据权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述高氯酸铵的质量百分比含量为1％-3％。4.根据权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述滑石粉的质量百分比含量为0.6％-2％。5.一种气体发生剂组合物，其特征在于：包括如下质量百分比含量的组分：6.根据权利要求1～5之一所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述气体发生剂组合物的各组分含水量之和不大于各组分总质量的1％。7.根据权利要求1～5之一所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述碱式硝酸铜的粒径D90不大于5μm。8.根据权利要求1～5之一所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述滑石粉的粒径D90不大于10μm。9.根据权利要求1～5之一所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述气体发生剂组合物成型后为圆形片状结构或者圆环形片状结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm。10.权利要求1～5之一所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：采用湿法制粒的方式制备气体发生剂组合物。11.根据权利要求10所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：具体制备方法包括如下步骤：(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、硝酸锶、高氯酸铵和钛酸锶混合后得到第一物料；(2)、将第一物料加水进行湿法混合，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的8％～15％；(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；(5)、将第四物料中加入滑石粉，进行物料成型。12.根据权利要求11所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中将硝酸胍、碱式硝酸铜、硝酸锶、高氯酸铵和钛酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗运强，杜涛，王秋雨，任响宁，张俊，杨志雄，周雄，夏强，阮家声，
申请(专利权)人：湖北航鹏化学动力科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42