产气组合物及其制备和使用方法技术

公开产气组合物及其制备和使用方法。

Gas-producing compositions and their preparation and use methods

The invention discloses an aerogenic composition and a preparation and use method thereof.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产气组合物及其制备和使用方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年5月23日提交的美国临时申请62/340,177的优先权的权益，所述申请以引用的方式整体并入本文。
本公开涉及适用于安全气囊系统的产气组合物、由此类组合物模塑的制品以及制备和使用此类组合物和制品的方法。
技术介绍
近年来，安全气囊系统被广泛采用，以改善汽车乘客的安全性。在这些系统中，气体发生器由来自检测碰撞的传感器的信号操作，并且为乘客与汽车车身之间的安全气囊充气。气体发生器需要产生足够量的气体以在非常短的时间内为安全气囊充气。用于在当前的气体发生器中生成气体的组合物含有氧化剂和燃料。给定组合物中使用的特定组分和这些组分的量极大地影响用于为安全气囊充气的组合物的特性(例如，点火速率、燃烧速率等)并且因此影响其稳定性。含有碱式硝酸铜作为氧化剂和大量胍硝酸盐作为燃料的产气组合物已用于气体生成。在这些组合物中，金属氧化物和氢氧化物也用于改善燃烧。三聚氰胺有时用作二次燃料，并且因此以小于一次燃料的量存在。虽然这些材料可用于许多情况，但是仍然需要改进的组合物。例如，希望具有在宽范围的压力下具有一致性能的产气组合物。另外，在较低压力下良好工作的产气组合物也是有益的。在较低压力下良好工作的能力可允许组合物与较轻的充气机结构一起使用，例如，可使用不同的充气机材料，像铝或塑料。另外，如果使用较低压力的产气组合物，则充气机系统可省略增压器室和过滤器。另一个可能的优点是可能不需要单独的自动点火材料并且可能直接点火。鉴于这些和其他优点，需要在宽范围的压力下具有一致性能并且在较低的压力下具有良好的性能新产气组合物。本文公开的组合物和方法解决这些和其他需要。
技术实现思路
正如本文中体现和广泛描述的，根据所公开的材料、化合物、组合物、制品和方法的目的，所公开的主题涉及组合物、制备所述组合物的方法和使用所述组合物的方法。更具体地，本文公开产气组合物和制备此类组合物的方法。还公开包含本文所述的产气组合物的模塑制品以及制备所述制品的方法。此外，本文公开气体发生器和包括本文所述的组合物和模塑制品的充气机系统。在一个具体的方面，本文公开含有一种或多种氧化剂和一种或多种燃料的产气组合物。在又一个更具体的方面，本文公开产气组合物，其含有45重量％至55重量％的金属硝酸盐作为氧化剂；25重量％至30重量％的三聚氰胺硝酸盐作为一次燃料。本文公开的组合物可任选地含有5重量％至15重量％的含氮有机化合物作为二次燃料。这些组合物可任选地含有1重量％至10重量％的一种或多种另外的氧化剂。稳定剂、粘合剂和其他添加剂也可存在于所公开的产气组合物中。还公开包含25重量％至30重量％的三聚氰胺硝酸盐的组合物；其中当在燃烧室中在1MPa至20MPa的压力范围内燃烧时，所述组合物具有小于0.5的压力指数。另外的优点将部分在随后的描述中阐述，或可通过实践以下描述的方面知悉。以下所描述的优点将借助在所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现和达到。应理解，前面的概述和下面的详述都仅仅是示例性和说明性的而不是限制性的。附图说明并入在本说明书中并构成其一部分的附图示出以下描述的若干方面。图1是若干产气组合物的气体发生器性能的图，其中内部气体发生器燃烧压力(以MPa为单位)在主y轴上表示，并且冲击罐压力(以kPa为单位)在次y轴上表示。图2是实施例1的生成组合物在各种压力下的燃烧速率(以英寸/秒为单位)的图。图3是实施例2的生成组合物在各种压力下的燃烧速率(以英寸/秒为单位)的图。图4是代表实施例1的生成组合物在各种压力下的燃烧速率(以英寸/秒为单位)的图。具体实施方式通过参考公开主题的特定方面的以下详细描述和其中包括的实施例，可更容易地理解本文所述的材料、化合物、组合物、制品和方法。在公开和描述本专利技术的材料、化合物、组合物、制品和方法之前，应理解以下描述的方面不限于特定的合成方法或特定的试剂，因此当然可变化。还应理解，本文所使用的术语仅出于描述特定方面的目的，且不意图具有限制性。在本说明书和随附权利要求中，将会提及若干术语，这些术语应被定义为具有以下含义：贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括(comprise)”和所述词语的其他形式诸如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”意指包括但不限于并且不旨在排除例如其他添加剂、组分、整数或步骤。除非上下文另外明确规定，否则在描述和随附权利要求中使用的单数形式“一个/种(a/an)”和“所述(the)”包括多个指示物。因此，例如，提及“一种组合物”包括两种或更多种此类组合物的混合物，提及“所述化合物”包括两种或更多种此类化合物的混合物，等。“任选的”或“任选地”是指随后描述的事项或情形可能发生，或者可能不发生，并且所述描述包括所述事项或情形发生的情况和不发生的情况。现将详细参考公开的材料、化合物、组合物、制品和方法的特定方面，其实例在随附的实施例和附图中说明。以下实施例意图进一步说明本文中描述的方法和化合物的某些方面，而不意图限制权利要求书的范畴。产气组合物本文公开产气组合物，还称为“推进剂”，其含有一种或多种氧化剂和一种或多种燃料。在某些实例中，所公开的组合物含有金属硝酸盐作为氧化剂，具有三聚氰胺硝酸盐作为一次燃料。已发现这种组合允许在充气机(也称为气体发生器)中进行低压燃烧，同时产生清洁的燃烧流出物。这在设计充气机时改善多功能性，允许使用更低强度和更轻的钢，从而降低重量和成本。引入二次燃料可改善自动点火性能，从而在设计充气机和互补助推器和自动点火组合物时也允许更多的多功能性。所公开的组合物还可含有辅助氧化剂，与没有所述辅助氧化剂的类似制剂相比，这可限制不合需要的流出物气体诸如CO、NOX和NH3的形成。另外，如本文所公开的，各种添加剂可存在于所公开的组合物中。本文公开产气组合物，其包含一种或多种氧化剂、一种或多种燃料和任选的添加剂。氧化剂在所公开的组合物的具体实例中，氧化剂是金属硝酸盐。在另外的具体实例中，所述金属硝酸盐是碱式金属硝酸盐。合适的碱式金属硝酸盐可选自碱式硝酸铜、碱式硝酸钴、碱式硝酸锌、碱式硝酸锰、碱式硝酸铁、碱式硝酸钼、碱式硝酸铋和碱式硝酸铈。合适的金属硝酸盐的具体实例是Cu2(NO3)(OH)3、CU3(NO3)(OH)52H2O、CO2(NO3)(OH)3、Zn2(NO3)(OH)3、Mn(NO3)(OH)2、Fe4(NO3)(OH)11.2H2O、MoO2(NO3)2、Bi(NO3)(OH)2和Ce(NO3)3(OH).3H2O。其中，优选碱式硝酸铜。金属硝酸盐组分可以45重量％至55重量％的量存在于所公开的组合物中。例如，金属硝酸盐可以45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％或55重量％存在，其中所声明的值中的任一个可以是范围的上端点或下端点。在一个具体实例中，金属硝酸盐可以48重量％至53重量％、49重量％至52重量％、50重量％至53重量％、50重量％至52重量％或51重量％至52重量％存在。在一个具体实例中，金属硝酸盐可以51.5％重量存在于组合物中。除金属硝酸盐之外，所公开的组合物还可含有一种或多种辅助氧化剂。辅助氧化剂可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产气组合物，其包含：45重量％至55重量％的金属硝酸盐；25重量％至30重量％的三聚氰胺硝酸盐；以及5重量％至15重量％的含氮有机化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.23 US 62/340,1771.一种产气组合物，其包含：45重量％至55重量％的金属硝酸盐；25重量％至30重量％的三聚氰胺硝酸盐；以及5重量％至15重量％的含氮有机化合物。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述金属硝酸盐选自碱式硝酸铜、碱式硝酸钴、碱式硝酸锌、碱式硝酸锰、碱式硝酸铁、碱式硝酸钼、碱式硝酸铋和碱式硝酸铈。3.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述金属硝酸盐是碱式硝酸铜。4.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述含氮有机化合物是胍或选自硝基胍、胍硝酸盐、氨基胍、氨基胍硝酸盐和氨基胍碳酸氢盐的胍衍生物。5.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述含氮有机化合物是胍硝酸盐。6.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含1重量％至10重量％的高氯酸的碱金属盐或高氯酸的碱土金属盐。7.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述高氯酸盐是高氯酸钾。8.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含1重量％至10重量％的碳酸盐。9.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳酸盐选自碳酸铵、碳酸钙、碱式碳酸铜、碳酸镁以及它们的组合。10.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述碳酸盐是碱式碳酸铜或碱式碳酸铋。11.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述三聚氰胺硝酸盐具有小于10μm的颗粒尺寸。12.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含用于在压制操作过程中润滑的添加剂。13.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述添加剂是以0.1重量％至0.5重量％的量存在的聚乙烯。14.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含1％至3％...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·拉姆堡，D·霍尔道斯，S·加恩塔，
申请(专利权)人：均胜安全系统收购有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US