一种气体发生剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种产生爆燃或推进用气体的气体发生剂，具体地说，涉及一种安全气囊用气体发生剂及其制备方法。

背景技术：
随着人们生活质量的提高，汽车普及面越来越广，汽车安全问题日益受到消费者关注，作为汽车安全气囊作用的核心部件——气体发生剂的种类和性能的要求也日趋完善，一般气体发生剂，必须满足以下要求：安全可靠，作用及时；高低常温环境下，相关的功能应符合汽车安全气囊气体发生器行业要求；生成的气体基本无毒无腐蚀性，对人员无伤害；气体温度尽可能低以防起火或烧伤人员；满足装备和储存要求；残渣率低，产气率高等。叠氮化钠配方气体发生剂具有燃烧温度低、燃烧速度快、燃烧气体生成物主要为无毒的N2，在燃烧性能方面具有一定的应用价值，但由于现有的叠氮产气剂的制备为干混压片工艺，生产过程中粉尘较大，容易发生爆炸等安全事故，并且其具有毒性，对人体和环境有害，在大量应用方面存在一定的障碍。现有应用较多的气体发生剂一般是唑类、胍类、三嗪类衍生物。唑类气体发生剂具有燃速较快的优点，但产气率不高；胍类气体发生剂产气率较高但燃速较慢，燃烧的压力指数较高，发生器材料选择要求较高；三嗪类气体发生剂燃温较低，但燃速和产气率均有缺陷。现有研究有通过对上述气体发生剂进行改进，提高其综合性能，例如有从组合物材料上进行改进的，专利CN1644574公开了硝酸胍（粒度0.5-6微米）、碱式硝酸铜（粒度0.5-6微米）、铜铁氧化物（粒度0.1-6微米）、高氯酸盐（粒度0.6-6微米）及助剂石蜡组成的气体发生剂，能够在一定程度上调节气体发生剂燃速以适应气体发生器的使用要求，但其燃速仅与配比有关，当配比一定时无法调节其燃烧速率，从而制约了气体发生剂的通用性；专利US6077372、US6224697、US6592691、US6550808、US6436211、US6103030、US6038311、US5841065Z中提供了燃料包括硝酸胍、HMX、杂环化合物、胍基脲等，氧化剂二硝酸二胺铜盐，副氧化剂为改性硝铵、高氯酸盐、碱性硝酸铜、金属氧化物等为组成的气体发生剂组合物，其性能能满足气体发生器的使用要求，性质稳定，但气体发生剂在使用期限内的内弹道性能不理想；专利CN101205159公开了一种发射药型气体发生剂组合物，其由可燃剂硝化棉、氧化剂氧化铁、添加剂二苯胺、还可含有硝基胍等组成，其燃烧热稳定性较好，气体生成量大，但燃烧温度较高，且燃速较快，对发生器结构的设计有较大的影响。也有研究对材料的结构进行改进的，例如采用内有开孔的圆柱形气体发生剂组合物，使非叠氮有机化合物气体发生剂组合线性燃速处于1～12.5mm/sec范围内的组合物通过改变药型结构实现发生器装药，以满足气体发生器的使用要求，但发生器的装药量较大，且燃速可调范围较窄。现有气体发生剂的综合性能不佳，使其无法很好的满足现有安全气囊的要求，安全气囊的性能不理想。

技术实现要素：
本发明克服了现有的气体发生剂综合性能不佳，在气体发生器的应用中受限的缺陷，提供一种产气效率高、燃速可调、使用寿命长、残渣较少、适用于各种气囊的气体发生器的综合性能较优的气体发生剂及其制备方法。本发明的第一个目的是提供一种气体发生剂，具有A/B核壳结构，其中，核A包括第一可燃剂和第一氧化剂，壳B包括第二可燃剂和第二氧化剂，所述第二可燃剂的燃烧速度慢于第一可燃剂。本发明的第二个目的是提供一种气体发生剂的制备方法，包括将第一可燃剂和第一氧化剂与溶剂混合；及第二可燃剂和第二氧化剂与溶剂混合；后通过多流道共挤压成型、干燥得具有A/B核壳结构的气体发生剂。本发明的发明人意外发现，采用本发明的气体发生剂不仅燃速可调，适用于各种气囊的气体发生器，而且产气效率高、使用寿命长、残渣较少。本发明的气体发生剂的内核结构采用燃烧速度快的第一可燃剂，外壳采用燃烧速度慢的第二可燃剂，当气体发生剂燃烧时，先燃烧外壳的燃烧速度慢的第二可燃剂，然后燃烧内核的燃烧快的第一可燃剂，能够较好的实现燃速的可调，对气体发生器的要求低，适用于各种气囊的气体发生器。同时包覆结构不仅能很好的应用各材料的性能，而且第一可燃剂被第二可燃剂包覆也能够很好的克服各材料的缺陷，提高材料的综合性能，使气体发生剂具有高的产气效率，低的危险特征和残渣量。同时包覆结构也能使气体发生器的作用时间更长。本发明通过层层致密的包覆层结构也具有很好的防潮效果，极大的延长了气体发生剂的使用年限，具有很好的使用性能。且工艺简单易制备，无害无污染，易大规模生产。附图说明图1为本发明的气体发生剂的结构示意图。具体实施方式本发明提供了一种气体发生剂，具有A/B核壳结构，其中，核A包括第一可燃剂和第一氧化剂，壳B包括第二可燃剂和第二氧化剂，所述第二可燃剂的燃烧速度慢于第一可燃剂，产气效率高、燃速可调、使用寿命长、残渣较少、适用于各种气囊的气体发生器，综合性能较优。本发明的核壳结构可以是单层外壳核壳结构，也可以是多层外壳核壳结构，具体的气体发生剂可以具有两层外壳核壳结构，例如可以是A/B/A或A/B/B两层外壳核壳结构。也可以是更多层外壳核壳结构，优选，气体发生剂具有以A/B为循环单元结构的多层核壳结构，例如可以为A/B/A/B三层外壳核壳结构、A/B/A/B/A/B五层外壳核壳结构；也可以优选，气体发生剂具有以A为核，B为循环单元壳的多层核壳结构，例如A/B/B/B三层外壳、A/B/B/B/B四层外壳核壳结构。本发明没有限制，一般只要采用包覆结构均属于本发明的保护范围。核壳结构可以是实心包覆颗粒，也可以具有单孔或多孔结构，较佳情况下，一般气体发生剂为圆柱形颗粒，优选，核壳结构...