制备产气剂的方法

专利名称:制备产气剂的方法
技术领域：
本发明涉及制备产气剂的方法，特别是适宜于安装在汽车上气囊用的充气机中使用的产气剂的制备方法。
背景技术：
用于汽车的可充气安全系统的已知充气机(气囊系统)包括仅由产气剂燃烧来提供气体以膨胀气囊的烟火充气机，用热排出以前装入的压缩空气并通过产气剂的燃烧来加压来膨胀气囊的混合充气机，以及组合使用这两种的充气机。
要求在这些充气机中使用的产气剂具有各种性能，使得通过燃烧产生的气体中有毒组分的量限制到最小，随着时间的流逝保持良好的热稳定性，和烟雾的产生限制到最小，等等，这些性能均受原料组分的影响。因此，在制备产气剂时，恒定地提供具有这些性能的制品是很重要的，若制备工艺也有助于这引些性能的话是更理想的。
US-A5487851和US5565150公知是相关技术，但在这些专利文献中必需使用有机溶剂。因此，由于不能消除出现火灾的可能性而存在安全生产问题，并且由于回收有机溶剂和工作条件的恶化也是一个问题。另外，US-A5670098公开了一种制备黑色粉末的方法。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种制备产气剂的方法，该产气剂具有可靠且稳定地表现出其起始组合物所要求的性能。
本发明的另一目的是提供由这种特别方法制备的产气剂。
本发明提供了一种制备产气剂的方法，其包括添加入包括燃料和氧化剂的至少两种原料组分并在水分存在下搅拌和共混这两种原料组分的第一步骤、挤塑该混合物并对其切割的第二步骤、和对其干燥的第三步骤。
另外，本发明提供了一种制备包括含燃料和氧化剂的两种或多种原料组分的产气剂的方法，包括在水分存在下用螺杆双轴挤出机捏合和混合原料组分。
适用于本发明方法的原料组分的组成不特别限制。优选燃料是胍衍生物，氧化剂是碱式金属硝酸盐，还包括添加剂作为两种或多种原料组分。更优选原料组分的组合物含有硝基胍、碱式硝酸铜和瓜尔胶。
本发明的方法也可用于其中以不同的工艺进行多个步骤的间隙法，或以单一工艺进行从混合原料组分的步骤到模塑和切割制品步骤的多个步骤的连续法。
另外，本发明提供了由加入含燃料和氧化剂的两种或多种原料组分并在溶剂存在下混合并模制而制备的产气剂，所述的产气剂具有选自下列要求(x)，(y)和(z)的一个、两个或三个要求(x)模制件的形状为单孔柱状或多孔柱状，(y)在110℃保持400小时后模制件减少的重量比为1％或更低，(z)加热模制件的重量减少为0.7％重量或更低。
在本发明中，“水分”表示初始存在于两种或多种原料组分中的水分和加入到原料组分中的水分的总和。
“加热而引起的重量减少”指的是当用水分作为溶剂时在120℃保持120分钟后产气剂模制件的减少的重量，这种减少的重量比实质上表示水分的重量，其可用卤素水分仪测出。当除了水分的有机溶剂用作溶剂时，有机溶剂的沸点应加以考虑，同时测定通过加热达到所需的重量损失的温度和时间，使得最终所得的产气剂可满足模制品所要求的性能。
根椐本发明的方法，可恒定地提供高质量的产气剂。
发明的优选实施方案本发明的制备产气剂的方法包括上述的第一、第二、和第三步骤，在上述每个步骤之前和之后另外可进行本领域普通技术人员在制备产气剂中常用的工艺。除非另有说明，下述的每个步骤可适用于间隙或连续系统。
第一步骤是加入包括燃料和氧化剂的至少两种原料组分并在水分存在下搅拌和共混这两种原料组分的步骤。在第一步骤的处理中，可适当选择下列方法之一作为加入两种或多种原料组分和水分的方法。
(i)与必要量的水分一起添加至少两种原料组分的每一种，然后混合的方法。
(ii)同时添加两种或多种原料组分和必要量的水分，然后混合的方法。
(iii)混合两种或多种原料组分并同时添加必要量的水分的方法。
(iv)预混合两种或多种原料组分，然后添加必要量的水分，并进一步混合的方法。
(v)在方法(i)-(iv)中通过喷淋加入必要量水分的步骤。
在第一步骤中，水溶液、水、水蒸气、和其两种或三种的混合物可作为水分加入。水溶液是两种或多种原料组分中可溶组分的水溶液，例如，可水溶粘合剂的水溶液。
水溶液、水和水蒸气优选具有不大于2μs/cm的电导率，其中金属离子如碱金属离子如Na，K，Li等、碱土金属如Mg、Ca等和其它金属离子被还原，更优选离子交换水和/或蒸馏水。如上述的使用不含金属离子的水等的原因有如下例如，当水分含有Na离子作为金属离子时，Na离子可形成NaOH，其可仍保留在产气剂中从而通过水解反应引起原料组分如燃料的分解，这可导致产气剂本身热稳定性的变差。
加入在第一步骤中水分的量视所用的原料组分原始所含的水分而定，并优选调节混合时原料组分的混合物中的水分含量至5-60％重量。当使用间隙体系时，优选水分的含量为30-60％重量，更优选30-40％重量。当使用连续体系时，优选水分的含量为10-30％重量，更优选10-20％重量。
当混合时水分的含量低于上限时，调节水分含量是有利地且可提高产率。当水分含量高于下限时，可顺利地进行混合操作且可得到优选的粘合效果，因此有助于模制工艺，并可防止模制件裂口或模制件表面的明显粗糙。
在第一步骤中混合两种或多种原料组分的条件是温度20-100℃、更优选40-80℃，混合时间10-120分钟、在间隙体系中更优选30-60分钟；或在连续体系中优选1-10分钟。
当在间隙体系中实施本发明方法时，在混合各组分时通过蒸发除去部分水分，在混合组分后也可通过蒸发除去部分水分。
在通过蒸发除去部分水分时，在温度高出0-80℃、优选10-30℃下通过蒸发除去部分水分。另外，在通过蒸发除去部分水分来有助于后继步骤的处理的情形下，原料组分混合物中水分的量优选调节至5-30％重量，更优选10-30％重量，还优选10-20％重量。
当在第一步骤中在混合器中混合两种或多种材料时，若需要，在抽吸下通过排气口脱气的方法可用作除去部分水分的方法。
当在间隙体系中实施本发明方法时，在如上所述在混合下通过蒸发来除去部分水分后，可另外进行冷却处理以有助于后继步骤的处理(老化处理)。在这种冷却处理中，冷却后混合物的温度降低到优选30-65℃，更优选30-50℃。
冷却方法不特别加以限制，但在第一步骤中在混合器中混合两种或多种原料组分时，使用的方法使得可适当地组合反向或向前旋转搅拌。当使用一种搅拌器时，“反向旋转”或“向前旋转”指搅拌方向(旋转方向)不同。当使用两个搅拌器时，“反向旋转”指两个相邻搅拌器中的一个搅拌器(如左侧搅拌器)按顺时针方向旋转，而另外一个(右搅拌器)按反时针旋转，而“向前旋转”指左侧搅拌器按反时针方向旋转，而右搅拌器按顺时针旋转。
当在间隙体系中实施本发明方法时，可在第一步骤和第二步骤之间另外进行老化混合物的步骤，以防止混合物中温度和水分的不均匀现象，另外也为了调节温度从而有助于挤塑。
通过把混合物在30-50℃、更优选35-45℃下保持8小时或更长时间、更优选16小时或更长，来进行老化步骤。
老化处理可在第一步骤中所用的混合机中进行，或在把混合物转移到可保持混合物在预定条件下的另外容器中来进行。
第二步骤是挤塑和切割在第一步骤中从两种或多种原料组分和水分中所得的混合物。当使用间隙体系时，第一步骤或后继老化步骤后的混合物通过挤出机来挤塑。
挤塑不特别限制，可使用一步挤塑法或包括预模制的两步或多个分步骤的挤塑法。在一步法模制中，模塑压力为70MPa或更低，更优选60MPa或更低。在两步法模塑中，在模塑压力为70MPa或更低、更优选60MPa或更低时预模制，然后在70Mpa或更低、更优选60MPa或更低的压力下模制。
在第一步骤中，挤塑前原料组分混合物中水分的含量优选调节至5-30％重量，更优选10-30％重量，还优选10-20％重量。当挤塑时原料组分混合物的水分含量低于5％重量时，需要加入另外的水分来调节到上述范围。
当挤塑时水分的含量低于上限时，容易进行模制且模制件不易变形。当水分含量高于下限时，可得到优选的粘合效果，从而有助于模制工艺，并可防止模制件裂口或模制件表面的明显粗糙。
在切割工艺中，通过切割机或与挤塑机相连的切割机切成小片以满足所要求的标准。
第三步骤是干燥在第二步骤中挤塑并切成小片的模制件。在间隙和连续体系中，在干燥烘箱中进行干燥处理。
进行干燥处理，使得产气剂中水分的含量优选降低到0.5％重量或更低，更优选0.3％重量或更低。
干燥方法不特别限制，可使用一步干燥法或包括预干燥的两步或多个分步骤的干燥法。优选，一步法干燥在80-120℃、更优选在90-110℃的温度下进行。在两步干燥法中，优选在20-40℃、更优选在25-35℃的温度下预干燥该混合物，然后在80-120℃、更优选在90-110℃的温度下进一步干燥。
在第三步骤后可另外通过转移(shifting)产气剂来进行的调整产气剂大小的分级步骤。
本发明方法的上述步骤中的处理，可通过在间隙体系中的混合器、老化容器、挤出机、切割机和干燥烘箱的组合，或在连续体系中的双螺杆挤出机、切割机(造粒机)和干燥烘箱的组合，来进行。
当使用连续体系时，优选在第一步骤(捏合和混合步骤)中使用双螺杆挤出机。
当在捏合和混合步骤中使用螺杆双轴挤出机时，所要的模头可连到螺杆双轴挤出机的挤出孔处，通过变化模孔的形状，可得到呈粒状、单孔柱状或多孔柱状的所要形状的模制件。例如，为了得到呈单孔柱状或多孔柱状的模制件，可使用由针和刷组成的模头。
在捏合和混合步骤中模塑制品后，在与挤塑相连的后继步骤中在模头的出口处切割模制件，或形成呈绳状的多个模制件，然后进行切割。
当使用螺杆双轴挤出机时，挤出机内原料组分混合物中的水分的含量优选为5-60％重量，更优选10-30％重量，还优选10-20％重量。出于挤塑时水分含量的优选范围的相同原因，通过从排气口等脱气来调节挤出机中的水分，使得连到挤出机上的模头中水分的含量优选降低到5-30％重量，更优选10-30％重量，还优选10-20％重量。
在本发明的方法中，可以使用(a)燃料和(b)氧化剂和(c)添加剂，若需要两种或多种原料组分的话。在这种情形下，下面介绍中原料组分的含量以干基计。
关于作为组分(a)的燃料，可使用常作为产气剂中燃料的含氮化合物。含氮化合物可包括一种或至少两种选自下列的化合物四唑衍生物如5-氨基四唑等，双四唑如双四唑二铵盐等，三唑衍生物如4-氨基三唑盐等，胍衍生物如二氰基二酰胺、硝基胍、硝酸胍等，三嗪衍生物如三肼基三嗪等、草酰胺、草酸铵、偶氮二甲酰胺、亚肼基二甲酰胺等。
胍衍生物可包括选自下列的的至少一种胍、单-、二-或三-氨基胍硝酸盐、硝酸胍、碳酸胍、硝基胍(NQ)、二氰基二酰胺(DCDA)和硝基氨基胍硝酸盐。其中，优选硝基胍和二氰基二酰胺。
用作组分(b)的氧化剂可为选自下列的一种或至少两种硝酸盐如碱式金属硝酸盐(basic metal nitraes)、碱金属硝酸盐(alkali metal nitrate)和碱土金属硝酸盐如硝酸锶、氧酸盐、金属氧化物、金属复合物氧化物、金属氢氧化物和金属过氧化物。
碱式金属硝酸盐包括由下式表示的一类化合物。另外一些化合物是其水合物。
M(NO3)y.nM(OH)z或Mx｀(NO3)y｀(OH)z｀其中，M表示金属、x’表示金属的数目，y和y｀表示NO3离子的数，z｀表示OH离子的数，n表示M(OH)z部分与M(NO3)y部分之比。
对应于该式的化合物的例子包括选自下列的一种或至少两种含作为金属M的铜、钴、锌、锰、铁、钼、铋、铈的化合物碱式硝酸铜[(BCN)Cu2(NO3)(OH)3、Cu3(NO3)(OH)5.2H2O]、碱式硝酸钴[Co2(NO3)(OH)3]、碱式硝酸锌[Zn2(NO3)(OH)3]、碱式硝酸锰[Mn(NO3)(OH)2]、碱式硝酸铁[Fe4(NO3)(OH)11.2H2O]、碱式硝酸钼、碱式硝酸铋[Bi(NO3)(OH)2]和碱式硝酸铈[Ce(NO3)(OH).3H2O]。
相比于作为氧化剂的硝酸铵，碱式硝酸铜的热稳定性优良，这是因为在使用温度范围内没有出现相转移且熔点高。另外，由于碱式硝酸铜起作降低产气剂的燃烧温度的作用，产生的二氧化氮的量可以降低。
氧酸盐可包括铵、碱金属、碱土金属、碱土金属配合物、过渡金属或过渡金属配合物的硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、和过氯酸盐。
金属氧化物、金属配合物氧化物和金属氢氧化物包括铜、钴、铁、锰、镍、锌、钼和铋的氧化物、配合物或氢氧化物。
金属过氧化物包括镁、钙或锶的过氧化物如MgO2，CaO2，SrO2等。
当产气剂包括(a)燃料和(b)氧化剂时，组分(a)的含量优选为5-60％重量，更优选15-55％重量。组分(b)的含量优选为40-95％重量，更优选45-85％重量。
包括组分(a)和组分(b)的一个优选实施方案是含(a)双四唑二铵盐和(b)碱式硝酸铜。在这种情形下，(a)双四唑二铵盐的量优选为5-60％重量，优选15-55％重量，更优选15-45％重量或15-35％重量；(b)碱式硝酸铜的量为40-95％重量，优选45-85％重量，更优选65-85％重量。
包括组分(a)和组分(b)的产气剂的另一个优选实施方案是含(a)硝基胍和(b)碱式硝酸铜。在这种情形下，(a)硝基胍的量优选为30-70％重量，更优选40-60％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选30-70％重量，更优选40-60％重量。
包括组分(a)和组分(b)的产气剂的再一个优选实施方案是含(a)二氰基二酰胺和(b)碱式硝酸铜。在这种情形下，(a)二氰基二酰胺的量优选为15-30％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选70-85％重量。
关于作为组分(c)的添加剂，可提到选自下列的的至少一种羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基纤维素钠盐(CMCNa)、羧甲基纤维素的钾盐、羧甲基纤维素的铵盐、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素(CAB)、甲基纤维素(HEC)、乙基纤维素(EC)、乙基羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基乙基纤维素(CMEC)、细结晶纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺的胺产品、聚丙烯酰肼、丙烯酸酰胺和丙烯酸的金属盐的共聚物、聚丙烯酸酰胺和聚丙烯酸酯的共聚物、聚乙烯醇、丙烯酸酯橡胶、瓜尔胶、淀粉、硅氧烷、二硫化钼、日本酸性粘土、膨润土、硅藻土、高岭土、硬脂酸钙、氧化硅、氧化铝、硅酸钠、硝酸硅、碳化硅、水滑石(hydrotalcite)、云母、硝酸盐(KNO3，NaNO3等)、过氯酸盐(KClO4等)、金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、碱式金属碳酸盐和钼酸盐。
关于金属氧化物，可提到选自下列的至少一种氧化铜、氧化铁、氧化锌、氧化钴、氧化镁、氧化钼、氧化镍和氧化铋。关于金属氢氧化物，可提到选自氢氧化钴和氢氧化铝的至少一种。关于金属碳酸盐和碱式金属碳酸盐，可提到选自碳酸钙、碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸铜、碱式碳酸钴、碱式碳酸铁、碱式碳酸铋和碱式碳酸镁的至少一种。关于钼酸盐，可提到选自钼酸钴和钼酸铵中的至少一种。这些化合物可起作成渣剂和/或粘合剂的作用。呈1％重量水溶液形式的粘合剂优选具有100-1000mPas的粘度。
为了改善产气剂的点燃性，优选羧甲基纤维素的钠盐和钾盐，更优选其钠盐。
当产气剂包括组分(a)、(b)和(c)时，组分(a)的含量优选为5-60％重量，更优选15-55％重量。组分(b)的含量优选为40-95％重量，更优选45-85％重量。组分(c)的含量优选为0.1-25％重量，更优选0.1-10％重量。
包括组分(a)、(b)和(c)的产气剂的一个优选实施方案是含(a)硝基胍、(b)碱式硝酸铜和(c)羧甲基纤维素的钠盐。在这种情形下，(a)硝基胍的量优选为15-55％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选45-70％重量；(c)羧甲基纤维素的钠盐的量优选0.1-15％重量。
包括组分(a)、(b)和(c)的产气剂的另一个优选实施方案是含(a)硝基胍、(b)碱式硝酸铜和(c)瓜尔胶。在这种情形下，(a)硝基胍的量优选为20-60％重量，更优选30-50％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选35-75％重量，更优选40-65％重量；(c)瓜尔胶的量优选为0.2-10％重量，更优选1-8％重量。
包括组分(a)、(b)和(c)的产气剂的另一个优选实施方案是含(a)硝基胍、(b)碱式硝酸铜、(c-1)瓜尔胶和(c-2)除了(c-1)之外的组分(c)。在这种情形下，(a)硝基胍的量优选为20-60％重量，更优选30-50％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选30-70％重量，更优选40-60％重量；(c-1)瓜尔胶的量优选为0.1-10％重量，更优选2-8％重量；(c-2)的量优选为0.1-10％重量，更优选0.3-7％重量。
包括组分(a)、(b)和(c)的产气剂的再一个优选实施方案是含(a)硝基胍、(b)碱式硝酸铜、(c-1)羧甲基纤维素的钠盐和(c-2)除了(c-1)之外的组分(c)。在这种情形下，(a)硝基胍的量优选为15-50％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选30-65％重量；(c-1)羧甲基纤维素的钠盐的量优选为0.1-15％重量；(c-2)的量优选为1-40％重量。
包括组分(a)、(b)和(c)的产气剂的再一个优选实施方案是含(a)二氰基二酰胺、(b)碱式硝酸铜和(c)羧甲基纤维素的钠盐。在这种情形下，(a)二氰基二酰胺的量优选为15-25％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选60-80％重量；(c)羧甲基纤维素的钠盐的量优选为0.1-20％重量。
包括组分(a)、(b)和(c)的产气剂的再一个优选实施方案是含(a)二氰基二酰胺、(b)碱式硝酸铜、(c-1)羧甲基纤维素的钠盐和(c-2)除了(c-1)之外的组分(c)。在这种情形下，(a)二氰基二酰胺的量优选为15-25％重量；(b)碱式硝酸铜的量优选55-75％重量；(c-1)羧甲基纤维素的钠盐的量优选为0-10％重量或0.1-10％重量；(c-2)的量优选为1-20％重量。
包括组分(a)、(b)和(c)的产气剂的再一个优选实施方案是含(a)硝基胍、(b)硝酸锶、(c-1)羧甲基纤维素的钠盐和(c-2)日本酸性土。
在本发明的方法中，可向两种或多种原料组分中加入燃烧调节剂(燃料改善剂)。燃烧改善剂是起作从整体上改善产气剂的燃烧性能如燃烧速率、燃烧时间、点火性等的作用的组分。关于燃烧改善剂，可提到选自下列的至少一种氮化硅、碱金属或碱土金属亚硝酸盐、硝酸盐、氢氯酸盐或过氯酸盐(KNO3，NaNO3，KClO4等)、氢氧化氧化铁(III)[FeO(OH)]、氧化铜、氧化铁、氧化锌、氧化钴、和氧化镁。其中，当使用氢氧化氧化铁(III)[FeO(OH)]时，极大地改善了含大量碳原子数的粘合剂的燃烧，从而从整体上改善了产气剂的燃烧。
共混的燃烧改善剂的量优选为1-10重量份，更优选1-5重量份，相对于组分(a)和(b)或组分(a)、(b)和(c)的总重(100重量份)。
在本发明的方法中，产气剂可模制成所需的形状，如模制成呈单孔柱形、孔状(多孔)柱形或粒状。
在本发明方法中得到的产气剂理想地满足选自下列要求(x)，(y)和(z)的一个、两个或三个要求(x)模制件的形状为单孔柱状或多孔柱状。通过满足要求(x)，可提高燃烧面积，从而可改善燃烧性能；(y)在110℃保持400小时后模制件减少的重量比为1％或更低，优选为0.6％或更低。通过满足要求(y)，可改善热稳定性，从而可在长时间内保持稳定的燃烧性能；和(z)加热模制件的重量损失为0.7％重量或更低，优选0.3％重量或更低。通过满足要求(y)，可保持模制件的强度，从而长时间保持稳定的燃烧性能。
当在制备产气剂时用等量的有机溶剂来代替水分时，例如，用醇如异丁醇、丁醇等；酯如乙酸乙酯等；醚如异丙醚；或酮如丙醇、甲乙酮等有机溶剂，在要求(z)中的模制件加热下的重量损失为0.7％重量或更低，优选0.5％重量，更优选0.3％重量。
在本发明中得到的产气剂可用于如驾驶员的气囊的充气机、乘客的气囊的充气机、侧面碰撞的气囊的充气机、可充气垫的充气机、膝支持器的充气机、可充气座位带的充气机、各种车辆用于保护的带状系统和气体发生器。
另外，本发明方法中所得的产气剂不仅可用作充气机的产气剂，也可用作称为促进剂(或传爆药)的点火剂，用于把雷管的能量传递到产气剂中。
实施例本发明通过下面实施例和比较例来具体描述。然而，本发明并不局限于这些实施例。
实施例1(间隙体系)作为原料组分，把27.6％重量硝基胍、33.0％重量碱式硝酸铜、1.9％重量瓜尔胶和37.5％重量离子交换水(导电率，1μs/cm)加入到捏合机中并在70℃下混合30分钟。
混合原料组分后，把捏合机内的温度在80℃保持8小时，通过蒸发从捏合机的排气口除去水蒸气。混合物中水分的含量为15.5％重量。之后，在搅拌下把捏合机中混合物的温度降低至45℃，然后，从捏合机中取出混合物，转移到能调节温度的老化装置，在40℃的温度下老化8小时。
老化后，把混合物加入到挤出机中，在63MPa的模塑压力下模制，得到单孔绳。把该绳用切刀切成单孔、柱状产气剂(外径为2.4mm，内径为0.7mm，长为4.0mm)。
之后，把产气剂放在干燥烘箱中，在30℃的温度下预干燥，在80℃温度下进一步干燥，直到加热的重量损失变为0.3％重量或更低，接着移动(shifting)，得到最终产品。
得到的产气剂在400小时后的减少的重量比为0.4％重量，该比值是根椐下面热稳定测试来测定的。重量减少比越小表示热稳定性越高，即甚至长时间后几乎不会分解(例如10年)。
(热稳定性测试)把40g产气剂加入铝容品中，测量总重。把(总重-铝容器的重量)定义为测试前样品的重量。把装有样品的铝容器放入SUS厚容器中(内容积为118.8ml)，并加盖。把其放入110℃的恒温浴中。此时，用橡胶垫和夹具使容器呈密封状。过了预定时间后，从恒温浴中取出SUS厚容器。当把容器再回到室温时，打开容器，从其中取出铝容器。测量包括铝容器的样品的总重，把(总重-铝容器重量)定义为测试后样品的重量。比较测试前后样品的重量，来测定重量损失，以得到重量损失比，从而来评估热稳定性。重量损失比的计算为[(测试前产气剂的重量-测试后产气剂的重量)/测试前产气剂的重量]×100
实施例2(连续体系)把36.8％重量硝基胍、44.0％重量碱式硝酸铜、2.5％重量瓜尔胶和16.7％重量离子交换水(导电率，1μs/cm)通过螺杆双轴挤出机的原料入口加入，并捏合。在80℃温度下捏合时间(停留时间)为2分钟下进行捏合。之后，挤塑该混合物并切割，得到单孔柱状产气剂(外径为2.4mm，内径为0.7mm，长为4.0mm)。之后，把产气剂放在干燥烘箱中，在30℃的温度下预干燥，在80℃温度下进一步干燥，直到加热的重量损失变为0.3％重量或更低，接着移动(shifting)，得到最终产品。得到的产气剂在400小时后的减少的重量比为0.45％重量。
实施例3(连续体系)以与实施例2相同的方法，用制备单孔柱状模制件的模头连到挤塑口的双螺杆挤出机，来制备单孔柱状产气剂(外径为2.4mm，内径为0.7mm，长为4.0mm)。之后，产气剂加热的重量损失为0.3％重量或更低，在400小时后的减少的重量比为0.45％重量。
权利要求
1.一种制备产气剂的方法，其包括添加包括燃料和氧化剂的至少两种原料组分并在水分存在下搅拌和共混这两种原料组分的第一步骤、挤塑该混合物并并对其切割的第二步骤、和对其干燥的第三步骤。
2.权利要求
1的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，与水分一起添加至少两种原料组分的每一种，然后混合。
3.权利要求
1的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，同时添加至少两种原料组分和水分，然后混合。
4.权利要求
1的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，混合至少两种原料组分并同时添加水分。
5.权利要求
1的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，预混合至少两种原料组分，然后添加水分，并进一步混合。
6.权利要求
1-5中任一项的制备产气剂的方法，其中通过喷淋加入水分。
7.权利要求
1-6中任一项的制备产气剂的方法，其中水分是水溶液、水或水蒸气。
8.权利要求
1-7中任一项的制备产气剂的方法，其中水分具有不大于2μs/cm的电导率，且以水溶液、水或水蒸气的形式加以使用。
9.权利要求
1-8中任一项的制备产气剂的方法，其中水分是离子交换水和/或蒸馏水。
10.权利要求
1-9中任一项的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，调节原料组分混合物中水分的含量至5-60％重量。
11.权利要求
1-10中任一项的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中的混合条件为温度20-100℃、时间10-120分钟。
12.权利要求
1-10中任一项的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中的混合条件为温度20-100℃、时间1-10分钟。
13.权利要求
1-12中任一项的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，在混合时通过蒸发部分除去水分。
14.权利要求
1-12中任一项的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，在混合后通过蒸发部分除去水分。
15.权利要求
14的制备产气剂的方法，其中在比混合时的温度高0-80℃的温度下通过蒸发除去部分水分。
16.权利要求
13、14或15的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，通过蒸发除去部分水分，使得原料组分的混合物中水分的量减少到5-30％重量。
17.权利要求
1-16中任一项的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，在混合时通过蒸发部分除去水分，然后进行冷却处理。
18.权利要求
17的制备产气剂的方法，其中冷却处理后混合物的温度为30-65℃。
19.权利要求
17或18的制备产气剂的方法，其中在冷却处理时的搅拌旋转为反向的和/或向前的。
20.权利要求
1-19中任一项的制备产气剂的方法，其包括在第一步骤和第二步骤之间把混合物在30-50℃下保持8小时或更长时间的老化步骤。
21.权利要求
1-20中任一项的制备产气剂的方法，在从第一步骤向第二步骤转化时原料组分混合物中水分的含量为5-30％重量。
22.权利要求
1-20中任一项的制备产气剂的方法，调节第二步骤的挤塑时原料组分混合物中水分的含量为5-30％重量。
23.权利要求
1-20中任一项的制备产气剂的方法，第二步骤的挤塑时，在模塑压力为70MPa或更低时预模制，然后在70Mpa或更低的压力模制。
24.权利要求
1-23中任一项的制备产气剂的方法，其中在第三步骤中，干燥该混合物，使得产气剂中水分的含量降低到0.7％重量或更低。
25.权利要求
24的制备产气剂的方法，其中在第三步骤中，在20-40℃的温度下预干燥该混合物，然后在80-120℃的温度下进一步干燥。
26.权利要求
1-25中任一项的制备产气剂的方法，其还包括在第三步骤后的分级处理。
27.权利要求
1-26中任一项的制备产气剂的方法，其中燃料是含氮化合物。
28.权利要求
27的制备产气剂的方法，其中含氮化合物是胍衍生物。
29.权利要求
1-28中任一项的制备产气剂的方法，其中氧化剂是碱式金属硝酸盐。
30.权利要求
1-29中任一项的制备产气剂的方法，其中燃料是硝基胍，氧化剂是碱式硝酸铜。
31.权利要求
1-30中任一项的制备产气剂的方法，其中还包括添加剂作为至少两种原料组分。
32.权利要求
31的制备产气剂的方法，其中添加剂是粘合剂和/或成渣剂。
33.权利要求
32的制备产气剂的方法，其中在1％重量粘合剂下水溶液的粘度为100-10000mPas。
34.权利要求
32或33的制备产气剂的方法，其中添加剂是瓜尔胶或羧甲基纤维的钠盐。
35.权利要求
1-34的制备产气剂的方法，其中在第一步骤中，粘合剂的水溶液作为水分加入。
36.权利要求
1-35中制备产气剂的方法，其中制备具有选自下列要求(x)，(y)和(z)的一个、两个或三个要求的模制件(x)模制件的形状为单孔柱状或多孔柱状，(y)在110℃保持400小时后模制件减少的重量比为1％或更低，(z)加热模制件的重量减少为0.7％重量或更低。
37.一种制备包括含燃料和氧化剂的至少两种原料组分的产气剂的方法，其包括通过螺杆式双轴挤出机在水分存在下捏合和混合原料组分的步骤。
38.权利要求
37的制备产气剂的方法，其中螺杆双轴挤出机为双螺杆挤出机。
39.权利要求
37或38的制备产气剂的方法，其还包括挤塑并切割捏合的材料的步骤和对其干燥的步骤。
40.权利要求
37或38的制备产气剂的方法，其还包括在捏合步骤中在其挤出孔处装有模头的螺杆双轴挤出机中捏合混合物、通过模头把其挤塑成所要的形状，并立即对其切割的步骤，和干燥制件的步骤。
41.权利要求
37或38的制备产气剂的方法，其包括在捏合步骤中在其挤出孔处装有模头的螺杆双轴挤出机中捏合混合物、通过模头把其挤塑成呈线材状的模制件、然后对其切割的步骤，和干燥制件的步骤。
42.权利要求
37至41中任一项的制备产气剂的方法，其中在捏合步骤中，把原料组分混合物中水分的含量调节至5-60％重量。
43.权利要求
37-42中任一项的制备产气剂的方法，其中还使用添加剂作为捏合步骤中的原料。
44.权利要求
37-43中任一项的制备产气剂的方法，其中在捏合步骤中预混合至少两种原料组分并加入到螺杆双轴挤出机中。
45.权利要求
44的制备产气剂的方法，其中当原料组分为三种组分，即燃料、氧化剂和添加剂时，只预混合氧化剂和添加剂，并把该混合物和燃料加入到螺杆双轴挤出机中。
46.权利要求
37-45中任一项的制备产气剂的方法，其中原料组分与水分分开加入到螺杆双轴挤出机中，或水分加入到整个原料组分或一部分中。
47.权利要求
37-46中任一项的制备产气剂的方法，其中水分是水溶液、水或水蒸气。
48.权利要求
37-47中任一项的制备产气剂的方法，其中水分具有不大于2μs/cm的电导率，且以水溶液、水或水蒸气的形式加以使用。
49.权利要求
37-48中任一项的制备产气剂的方法，其中水分为离子交换水和/或蒸馏水。
50.权利要求
37-49中任一项的制备产气剂的方法，其中在捏合步骤中的混合条件是温度20-100℃、时间1-10分钟。
51.权利要求
37-50中任一项的制备产气剂的方法，其中在捏合步骤中在混合时通过蒸发部分除去水分。
52.权利要求
37-51中任一项的制备产气剂的方法，其包括在捏合步骤和后继步骤之间把混合物在30-50℃下保持8小时或更长时间的老化步骤。
53.权利要求
37-52中任一项的制备产气剂的方法，其中在捏合步骤向后继步骤转化时，原料组分的混合物中水分的量为5-30％重量。
54.权利要求
37-53中任一项的制备产气剂的方法，其中在挤出机中模制或挤塑时，原料组分的混合物中水分的量调节至5-30％重量。
55.权利要求
37-54中任一项的制备产气剂的方法，在模制时，将混合物在模塑压力70MPa或更低下预模制，然后在70Mpa或更低的压力模制。
56.权利要求
37-55中任一项的制备产气剂的方法，其中在干燥步骤中，干燥该混合物，使得产气剂中水分的含量降低到0.7％重量或更低。
57.权利要求
56的制备产气剂的方法，其中在干燥步骤中，在20-40℃的温度下预干燥该混合物，然后在80-120℃的温度下进一步干燥。
58.权利要求
37-57中任一项的制备产气剂的方法，其还包括在干燥步骤后的分级处理。
59.权利要求
37-58中任一项的制备产气剂的方法，其中至少两种原料组分中的燃料是含氮化合物。
60.权利要求
59的制备产气剂的方法，其中含氮化合物是胍衍生物。
61.权利要求
37-60中任一项的制备产气剂的方法，其中至少两种原料组分中的氧化剂是碱式金属硝酸盐。
62.权利要求
37-61中任一项的制备产气剂的方法，其中燃料是硝基胍，氧化剂是碱式硝酸铜。
63.权利要求
37-62中任一项的制备产气剂的方法，其中还包括添加剂作为至少两种原料组分。
64.权利要求
63的制备产气剂的方法，其中添加剂是粘合剂和/或成渣剂。
65.权利要求
64的制备产气剂的方法，其中在1％重量粘合剂中水溶液的粘度为100-10000mPas。
66.权利要求
64或65的制备产气剂的方法，其中添加剂是瓜尔胶或羧甲基纤维的钠盐。
67.权利要求
37-66中任一项的制备产气剂的方法，其中粘合剂水溶液作为水分在第一步骤中加入。
68.权利要求
37-67中任一项的制备产气剂的方法，其中制备具有选自下列要求(x)，(y)和(z)的一个、两个或三个要求的模制件(x)模制件的形状为单孔柱状或多孔柱状，(y)在110℃保持400小时后模制件减少的重量比为1％或更低，(z)加热模制件的重量减少为0.7％重量或更低。
69.由加入含燃料和氧化剂的至少两种原料组分并在溶剂存在下混合并模制而制备的产气剂，所述的产气剂具有选自下列要求(x)，(y)和(z)的一个、两个或三个要求(x)模制件的形状为单孔柱状或多孔柱状，(y)在110℃保持400小时后模制件减少的重量比为1％或更低，(z)加热模制件的重量减少为0.7％重量或更低。
70.权利要求
69的产气剂，其中加入到原料组分中的溶剂为呈水溶液、水、水蒸气或有机溶剂的水分。
71.权利要求
70的产气剂，其中水分具有不大于2μs/cm的电导率。
72.权利要求
70或71的产气剂，其中水分为离子交换水和/或蒸馏水。
73.权利要求
69-72中任一项的产气剂，其中至少两种原料组分中的燃料是含氮化合物。
74.权利要求
73的产气剂，其中含氮化合物是胍衍生物。
75.权利要求
69-74中任一项的产气剂，其中至少两种原料组分中的氧化剂是碱式金属硝酸盐。
76.权利要求
69-75中任一项的产气剂，其中燃料是硝基胍，氧化剂是碱式硝酸铜。
77.权利要求
69-76中任一项的产气剂，其中还包括添加剂作为至少两种原料组分。
78.权利要求
77的产气剂，其中添加剂是粘合剂和/或成渣剂。
79.权利要求
78的产气剂，其中在1％重量粘合剂中水溶液的粘度为100-10000mPas。
80.权利要求
78或79的产气剂，其中添加剂是瓜尔胶或羧甲基纤维的钠盐。
81.权利要求
69-80的产气剂，其中把粘合剂溶液作为溶剂加入。
82.权利要求
69-81中任一项的产气剂，其由包括下列步骤的方法制备该方法包括添加包括燃料和氧化剂的至少两种原料组分并在水分存在下搅拌和共混这两种原料组分的第一步骤、挤塑该混合物并对其切割的第二步骤、和对其干燥的第三步骤。
83.权利要求
69-81中任一项的产气剂，其由下述方法制备，该方法包括在螺杆式双轴挤出机中在溶剂存在下捏合和混合原料组分的步骤。
84.权利要求
83的产气剂，其中螺杆双轴挤出机为双螺杆挤出机。
85.权利要求
83或84的产气剂，其由下述方法制备，该方法包括在螺杆式双轴挤出机中在溶剂存在下捏合和混合原料组分的步骤、挤塑并切割捏合的材料的步骤、和对其干燥的步骤。
86.权利要求
83或84的产气剂，其由下述方法制备，该方法包括在捏合步骤中在其挤出孔处装有模头的螺杆双轴挤出机中捏合混合物、通过模头把其挤塑成所要的形状，并立即对其切割的步骤，和干燥的步骤。
87.权利要求
83或84的产气剂，其由下述方法制备，该方法包括在捏合步骤中在其挤出孔处装有模头的螺杆双轴挤出机中捏合混合物、通过模头把其挤塑成呈线材状的模制件、然后对其切割的步骤，和干燥制件的步骤。
专利摘要
公开了一种制备产气剂的方法，其包括添加硝基胍、碱式硝酸铜和瓜尔胶并在水分存在下搅拌和共混它们的第一步骤、挤塑该混合物并并对其切割的第二步骤、和对切割的产品进行干燥的第三步骤。
文档编号C06B31/00GKCN1419525SQ01807280
公开日2003年5月21日 申请日期2001年3月27日
发明者山本彰夫, 高堀健 申请人:大赛璐化学工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan