一种产气组合物及其制备方法

专利名称:一种产气组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种产气组合物及其制备方法，特别涉及一种用于汽车、飞机等中以保护乘客的安全气囊气体发生器中的产气药及其制备方法。
背景技术：
众所周知，汽车上用的气囊包括烟火式气囊和混合式气囊。其中烟火式气囊是利用产气药剂的燃烧产生的气体在瞬间充满气袋实现对乘员的保护；混合式的气囊是混合了产气药剂燃烧产生热气和密封装置里预置的压缩冷气充满气袋，从而实现对乘客的保护作用。
气囊用的产气药剂属烟火剂范畴，并与军用复合火药有许多相似之处。作为烟火药的产气药因为其用途的特殊，有一些堪称苛刻的特殊要求。例如产气药剂燃烧产生的气体的毒性要控制在最小，产气量大，热稳定性要好，产生的烟雾要最少，产生的气体的温度要低，燃烧速度适宜，燃速压力指数要小，燃速温度系数要小，点火延迟期短，各种机械感度和感度小等等。上面这些都受初始成份(starting components)的影响，因而，在生产产气药剂时始终要满足这些要求，假如有更适合这些要求的生产方法更好。
气体发生器常使用含叠氮化钠的产气药，这种药有许多缺点叠氮化钠是剧毒，在生产、使用过程中对生产人员和环境带来危害和污染；还有其采用了干混和压片工艺，生产过程中粉尘大，易发生爆燃等安全事故。因此，目前，已开始使用安全非叠氮化物燃料代替叠氮化钠，其毒性较低，在生产中对人和环境都无不良影响的、各项性能都能达到或超过叠氮化物型产气药。
比如，申请号96198112.1，发明名称为一种产气组合物，公开了一种具有低燃烧温度低燃温和降低的热值低热值，并能够减小气体发生器自身的体积。这种产气组合物中含有作为基本组分的硝基胍和一种氧化剂，该氧化剂包含(a)碱金属和碱土金属的硝酸盐或亚硝酸盐，(b)选自铜、钴、铁、锰、镍、锌、钼和铋的一种或多种金属的一氧化物或多氧化物，或者组分(a)和组分(b)的混合物。
申请号为00813289.5，发明名称为碱式金属硝酸盐、其制造方法和产气组合物，公开了一种适宜作为产气剂用的氧化剂的碱式金属硝酸盐，及具有低毒性、高的燃烧速率和低燃烧温度，并可用于气囊用的产气机的产气组合物；该产气组合物包括(a)四唑衍生物、胍衍生物或其混合物，(b)碱式金属硝酸盐，和(c)粘合剂和/或成渣剂。
申请号为01804546.4，发明名称为含有三嗪衍生物的产气组合物，公开了一种包括(a)三嗪衍生物、(b)碱式金属硝酸盐、和非必要地(c)粘合剂和/或(d)添加剂的产气组合物。该产气组合物降低了毒性、并提高燃烧速率和降低燃烧温度。
申请号为200310105915.0，发明名称为一种用于汽车安全气囊气体发生器的产气药及其制备方法，该产气药由负氧性可燃剂、氧化剂、造渣剂、粘合剂混合组成，是一种非叠氮化物型产气药，各项性能均优于叠氮化钠型产气药，该药可以替代叠氮化物产气药而用于当前流行的多种安全气囊气体发生器内；其制备采用湿混挤压成型工艺，该产气药药毒性很低，生产时对人和环境无不良影响；适合大规模低成本生产，生产过程粉尘少，安全性很高；该药的产气效率高，是叠氮化钠型产气药的1.7倍左右，同时燃烧后固体残渣少，残渣熔点高，易过滤，这为简化气体发生器过滤系统，使气体发生器向小型化、轻量化发展创造了重要条件。
EP1279655公开了一种产气药生产方法，其中产气药剂包括燃料(a)，氧化剂(b)和附加物(c)。燃料用的通常是含氮的化合物，含氮化合物至少包括一种或两种化合物，氧化剂作为成份b至少包含下列硝基物质中的一种或两种，包括碱性金属硝酸盐，碱金属硝酸盐和碱土金属硝酸盐；还提供了产气药剂的生产方法，第一步是配料，包括两种或更多的初始成份，有燃料和氧化剂，然后在潮湿状态下再搅拌和混和；第二步是把混合物挤压成型，再剪切；第三步是烘干；还提供了用双螺杆挤压机在潮湿状态下，捏合、混合初始成份的产气药的生产方法；通过此生产方法，可以得到高质量的产气药剂。
现有技术的产气药一般由一至两种燃料、不多于三种氧化剂及部分改良剂和与工艺相关的粘结剂组成，大多只注重产气药的其中一个性能，比如产气量大，最大的可达3.6mol/100g。但这种产气药往往因为氧化剂仅考虑了供氧量，而忽视了产气药的感度，所以此类产气药感度较差，这样就使得其在生产工艺的选择上受到局限，当然使用时危险程度也是比较高的；从而使配方在某些关键性能有很大欠缺。

发明内容
本发明的目的在于提供一种利用各种燃料与氧化剂的合理配比，性能互补，从而制造出一种具有较高的产气量、而且感度低、热稳定性好、工艺适宜性好、点火性能优良、残渣率低，综合性能优良的产气组合物。
本发明的另一目的在于提供一种产气组合物的制备方法，在生产工艺上适宜采用了双螺杆连续挤压进行捏合挤出，也可采用辊压成片挤出的生产工艺，解决了压片生产中，产气药生产效率低、生产成本高的问题。
为了实现本发明目的，本发明提供一种产气组合物，包括如下组分和含量20～70％燃料、25～75％氧化剂、0.5～5％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。
优选的为30～60％燃料、35～65％氧化剂、1～3％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。
本发明所述的含量均为重量百分数。
其中，所述的燃料为胍类、唑类及其衍生物、三嗪衍生物等富氮化合物中的两种或两种以上的混合，以2～5种成分的混合为优选。在综合考虑氧平衡、产气量、感度及相容性等因素的基础上，燃料的组分可进行任意比例混合。
所述的胍类可为双氰胺、硝基胍、硝酸胍及同类物质，至少为下面介绍的胍类物质中的一种，如双氰胺、硝基胍、硝酸胍、碳酸胍、氨基硝酸胍、二氨基硝酸胍、三氨基硝酸胍，nitroaminoguanidine nitrate(硝酸硝氨胍)，其中以硝基胍和双氢胺为佳。
所述的唑类为二唑、三唑、四唑或者其衍生物，四唑衍生物如五氨基四唑及同类物质，二唑衍生物如二唑磷酸氢二铵盐及同类物质，三唑衍生物如四氨基三唑及同类物。
所述的三嗪衍生物可为乙二酰二胺、草酸铵、三肼三嗪或hydrazodicarbonamide(肼撑碳酸铵)及同类物质等。
本发明所述的燃料以五氨基四唑、双氰胺、硝基胍、硝酸胍、乙二酰二胺、草酸铵等工业上容易获得并且价格低廉的富氮化合物为优选；其中以硝酸胍、硝基胍、双氰胺或硝酸胍、硝基胍和五氨基四唑为最佳燃料组合。从生产和经济角度来说，一般会选择易得、易处理、危险级别低、廉价的燃料。
当燃料以硝酸胍或者硝基胍的胍类化合物为主时，选择以硝酸胍为主的产气组合物，硝酸胍的含量为20～50％，其中以30～45％重量百分数为最佳方案；硝基胍和双氰胺或者五氨基四唑的量以不超过硝酸胍的80％为佳，具体含量与氧化剂的选择有密切关系，本领域技术人员可在考虑到产气药的综合性能和合理的氧平衡的基础上在此范围内进行调整。
所述的氧化剂可为硝酸盐、金属氧化物或高氯酸盐中一种或两种以上的混合。
所述的硝酸盐为碱金属硝酸盐、碱土金属硝酸盐或碱式硝酸盐，例如硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铯、硝酸铍、硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡、碱式硝酸铜、碱式硝酸铁或硝酸铵。
所述的金属氧化物可为铜、铁、锌或锰的氧化物，比如氧化铜、三氧化二铁、氧化锰或氧化锌。
所述的高氯酸盐为高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钾、高氯酸铯、高氯酸镁、高氯酸钙、高氯酸锶、高氯酸钡或高氯酸铵。
本发明所述的氧化剂中一般以碱式金属硝酸盐为主氧化剂，以常规硝酸盐或高氯酸盐为副氧化剂，金属氧化物作为第三氧化剂，其作用也可理解为燃速调节剂，可提高产品的燃烧特性，例如燃速、燃烧持续时间、点火性能。
其中氧化剂以碱式硝酸铜、氧化铜、三氧化二铁和硝酸钠为最佳组合。本发明的氧化剂以碱式硝酸铜为主要氧化剂，其在总的产气药中的重量百分数为25～60％，最适宜的为35～50％。硝酸钠的含量为碱式硝酸铜的10％～20％，最适宜的量为碱式硝酸铜的15％～17％。第三氧化剂三氧化二铁和氧化铜的含量为碱式硝酸铜的5～80％，其中30～45％最为合适，三氧化二铁与氧化铜的配比为1∶0.5～1∶5，最适宜的比例为1∶2。
所述的点火改良剂可选用三氧化二铝、氯化铜、铬酸铜或铬酸钾；其含量为总重量的0.5～5％，以1～3％为最佳。优选为超细高纯度三氧化二铝，纯度为99.99％，平均粒径为1.6μm。
所述的粘结剂可为水溶性纤维素、水溶性纤维素盐类或者瓜尔胶(又名叫古尔胶)等。粘结剂优选为羧甲基纤维素钠或者食品级瓜尔胶，粘结剂的含量不宜超过5％。
本发明的各种原材料可以由平均粒径1.4μm、平均粒径6μm、平均粒径20μm三种合理级配。
本发明所述的产气组合物的产气量2.5～2.8mol/100g，其中水蒸汽占总体积百分含量的30％～55％(计算值)，氮气体积百分含量为25％～45％(计算值)，其余为二氧化碳。所以产气物非常环保，无氯气产生，气味无刺激性。而且，燃料也不使用叠氮化合物，而是采用的富氮化合物。
本发明的产气组合物感度较好，10kg落锤，25cm落高，50mg药量的撞击感度为0％～8％。3.92MPa，90度摆角，20mg药量测得的摩擦感度均为0％。
热安定性好，按照GJB772A-1997真空安定性试验测得100℃，48小时的放气量为0.21～0.45ml/5g。
分解温度适中，DSC试验测得的起始分解温度为155～170℃。
燃温低，因为以碱式硝酸铜与氧化铜为主的氧化剂，其燃烧后产物为铜，铜的导热性好，并且作为一种金属，它吸收了化学过程是的部分热量，从而使燃烧温度低于现用的产气药。
吸湿率低，因为所用的原材料除了硝酸钠之外，均不吸湿，而硝酸钠在产气药中的含量非常之少，所以产气药在65％相对湿度下存放48小时，吸湿率不到1％。
而且本发明由于点火改良剂三氧化二铝的加入，使该发明的产气药相对于别的碱式硝酸铜产气药更易于点火，点火延迟期短。
本发明所述的产气组合物生成的残渣率较低，一般为5～15％。而且生成的残渣形状与产气药的起始形状相似，无任何破碎残渣产生。这样就使得现用的滤网组合可以大大简化，从而更有利于小型气体发生器的设计。
本发明采用了多种燃料、多种氧化剂、粘结剂、燃速催化剂等作为配方的原材料，使产气药的性能有大幅度提升，不但具有较高的产气量、而且感度低、热稳定性好、工艺适宜性好、点火性能优良、残渣率低，所以是一种综合性能优良的配方。本发明所述的产气药产气量大、燃温低、点火迟延期短、不吸湿、残渣容易过滤。本发明的产气药可用于汽车、飞机等中以保护乘客的安全气囊气体发生器，也可用于其它类型的气体发生器。
为实现本发明的另一发明目的，本发明所述的产气组合物可采用三步工艺加工完成，三个步骤可以连续在一起进行生产，亦可间断分批生产，除非另有说明，下面的每一个步骤的工艺参数都可以适用于间断生产和连续生产中。
本发明所述的一种产气组合物的制备方法，包括如下步骤第一步是混合，其中包含相同原材料不同粒径之间的混同，各种燃料或氧化剂的部分混匀，包含所有原材料的初步混匀以及最后在含有水介质时的充分捏合，混合温度范围控制在30～80℃，最适宜的温度在40～60℃，保温时间为4～6小时；水介质蒸馏水的量为原材料总量的15％～30％；第二步是成型，间断工艺采用柱塞式挤压或辊压，连续工艺采用双螺杆挤出成型，成型夹套温度在40～60℃，挤出压力以不超过10MPa为宜，挤出物的水份含量降至10％以下进行切粒；第三步是干燥，在烘箱或各种盘式干燥器中，分一步、两步或更多步进行干燥，干燥至产气组合物的水份含量小于0.5％。
具体地说，一种产气组合物的制备方法，包括如下步骤第一步是混合。其中包含相同原材料不同粒径之间的混同，各种燃料或氧化剂的部分混匀，包含所有原材料的初步混匀以及最后在含有水介质时的充分捏合。
相同原材料不同粒径的混同可以视其原材料的感度不同选择相关的混合设备，比如硝酸胍、氧化铜、氧化铁等化学安定性较好的物质便可以选择常规化工混合设备；硝基胍、碱式硝酸铜等有一定危险的原材料一定要用具有相应防爆级别的安全的混匀装备。如果是小批生产，上述预混均可使用手工操作。
为了安全起见，氧化剂的混匀必须使用单独的混匀装备。
含有水介质时的捏合视工艺选择的不同，有不同的捏合装置。间断工艺可以选择卧式混合机、立式混合机或者立式螺旋混合机，也可在混合步骤单纯进行连续混合操作。比如采用连续送料机、混合机、专用螺杆组成这一步骤的半连续生产工艺。连续工艺适宜选择双螺杆挤出设备。无论湿混在双螺杆挤出机还是在各种立、卧式捏合机中进行都要进行保温，保温在各设备的保温夹套中进行，温度范围应控制在30～80℃，最适宜的温度在40～60℃，保温时间为4～6小时。所用水介质最好使用低电导率的蒸馏水，这样可以排除水介质本身所含金属离子对配方的意外干扰，比如影响其热稳定性或者安定性，使产气组合物的热稳定性不一致，或者机械感度值不明原因的增高，甚至可能成为生产的安全隐患。
蒸馏水的用量与后续工艺关系极大，如果采用柱塞挤压成型，捏合时的水含量应该为15％～30％；采用辊压工艺，水含量可为15％～20％；采用连续挤压工艺成型，水含量适宜为15％～30％，双螺杆设备如果设计安全级别较高，水含量适宜在10％～20％。无论采用哪一种混合方式，为保证安全生产，混合段不宜低于10％。因为要保证安全生产。
第二步是成型，本发明的间断工艺采用了柱塞式挤压和辊压，连续工艺采用双螺杆挤出成型。间断工艺的柱塞挤压成型和连续工艺的双螺杆挤出成型产气药药粒最终形状与产气组合物的配方有关，本身质量燃速较快的配方可以挤出直径20～60mm，中间有一些预留通孔的圆柱、梅花形柱体、多边形柱体。质量燃速较慢的配方，适宜挤出直径3mm左右，有通孔或者无通孔，长度为3mm左右的小药粒。挤出的压力也与药型有密切关系。成型时可以控制夹套温度在40～60℃。挤出压力的大小也与配方和水分的含量有关，当配方的燃速较快时，可以增大挤出压力，这样有利于得到更加密实的的产气组合物。但以不超过10MPa为宜，因为增加的挤出压力容易造成不安全事故的发生。挤出的产气药的形状如果设计为中间空的，则必须在口模部分进行严格设计。
挤出物一般必须进行适宜的切断操作才能进行下一步的干燥工艺，对于水分含量较大的挤出条状物，可以风干或者在烘箱中摊开适当驱水，至水分含量适宜切粒操作时，进行切粒。连续工艺的双螺杆挤出物，可以进行模面切粒，换句话说，就是在挤出口模的端面设计一个切粒机，由它来完成切粒操作。为了使挤出物成型一致，对于水分含量超过18％的物料，要求在到达口模之前进行驱水，驱水装置适宜设置在倒数第二个双螺杆筒体上，本发明采用了抽真空方法进行驱水，使挤出物的水份含量降至10％以下，切粒的良品率就可以控制在95％以上。为保证双螺杆挤出的安全进行，在双螺杆的各混炼段和口模处设置压力传感器和泄爆口。
除上述切粒方法外，还可使用牵条切粒，也就是用履带式牵条机将挤出物牵出，进行机械或者自然凉药后用，往复式、剁刀式、直切式以及龙门式等切粒机进行切断操作。也可选用精度较高的专用的上下切药机。该种切药机分上下两部分，上切药机由传送带、压辊、切链盒、导链切刀和变速箱组成，下切药机由机体、漏药盘、传动轴组成，传送带的线速度比挤出速度快5～10mm/s。由传送带送来的药条被上切药机切成一定长度的药段，药段沿着导管进入漏药盘的孔中，落到控制长度的支撑圈上，被漏药盘下面转动的切刀切断，掉进接药漏斗。
辊压工艺也是此配方适合采用的成型工艺之一，因为采用辊压工艺，在辊压成型的过程中，可对物料进行进一步塑化，从而提高产气药成品的力学性能。辊压时，设计的药型厚度是调节辊距的主要依据，辊距一般为0.2～7mm，转速的调节根据物料的粘性和成型性能，转速一般为10～150转/分。辊压成型的药片再经过切条机切条，再经过切粒机或切片机切成规则的方丁，进入下一道干燥工序。
第三步是干燥第二步得到的药粒，而且在批量生产和连续生产中，干燥处理可以在烘箱中进行，也可以在各种盘式干燥器中进行，在进入烘箱之前，也可进行预烘，预烘设备种类繁多，发展较快，例如，可以选择移动式预烘箱，预烘塔、转筒式预烘机等预烘设备。进行干燥处理的目的是为了控制产气药剂中的挥发份，干燥完的成品水分含量应小于0.5％，控制在0.3％以下最好(质量比)。干燥方法如果是一步完成，干燥温度为60～120℃，80～120℃更合适。当然，也可以是两步或更多步骤进行干燥，这样干燥工艺要求预干燥温度为30～75℃，30～60℃最好；第两步的干燥温度在75～120℃，80～110℃更合适。
本发明采用了多种燃料、多种氧化剂、粘结剂、燃速催化剂等作为配方的原材料，使产气药的性能有大幅度提升，不但具有较高的产气量、而且感度低、热稳定性好、工艺适宜性好、点火性能优良、残渣率低，所以是一种综合性能优良的配方。本发明所述的产气药产气量大、燃温低、点火迟延期短、不吸湿、残渣容易过滤。同时在生产工艺上适宜采用了双螺杆连续挤压进行捏合挤出，也可采用辊压成片挤出的生产工艺，解决了压片生产中，产气药生产效率低、生产成本高的问题。本发明的产气药可用于汽车、飞机等中以保护乘客的安全气囊气体发生器，也可用于其它类型的气体发生器。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本发明，有利于对本发明及其优点、效果更好的了解，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
对比例27.5％硝基胍、33.0％碱式硝酸铜、2％古尔胶、37.5％去离子水，加入混合机70摄氏度混合30分钟。混合完后，物料80度保温8小时，通过混合机通气孔除水份，使物料含水达15.5％。随后，在混合机搅拌过程中将温度降至45度。然后出料，将物料加入挤出机在63Mpa下成型，得到单孔管状药柱，挤出的药柱经切药机切断成Φ2.4/0.7L4.0的单孔管状燃气发生剂药柱。然后先将药柱在烘箱中30度预干，再80度干燥至样品热失重达0.3％以下得到产品。
经检测，感度较好，10kg落锤，25cm落高，50mg药量的撞击感度为12％，3.92MPa，90度摆角，20mg药量测得的摩擦感度为0％。
产气量2.6mol/100g，热安定性好，按照GJB772A-1997真空安定性试验测得100℃，48小时的放气量为0.78ml/5g。吸湿率5％。残渣率21％。
实施例1本实施例所述的产气组合物，包括30％硝酸胍，13％硝基胍，4％双氰胺，34％碱式硝酸铜，3％三氧化二铁，6％氧化铜，5％硝酸钠，1.5％超细高纯度三氧化二铝，3.5％羧甲基纤维素钠。原料的平均粒径1.4μm，其中三氧化二铝纯度为99.99％，平均粒径为1.6μm。
其加工过程为先将上述原料分别按照燃料、氧化剂、点火改良剂、粘结剂性能的不同，分别进行混合，然后再在立式混合机进行初步混合，并加入蒸馏水进行混合，水含量控制在20％，在40℃下进行保温，保温时间为6小时。
然后采用柱塞式挤压，挤出的压力为8Mpa，夹套温度在40℃左右，采用风干方法进行驱水，使挤出物的水份含量降至10％左右，挤出直径30mm，成型的形状为中间有一些预留通孔的圆柱，长度为25mm左右。
在挤出口模的端面设一个上下切粒机，切药机。该种切药机分上下两部分，上切药机由传送带、压辊、切链盒、导链切刀和变速箱组成，下切药机由机体、漏药盘、传动轴组成，传送带的线速度比挤出速度快。由传送带送来的药条被上切药机切成一定长度的药段，药段沿着导管进入漏药盘的孔中，落到控制长度的支撑圈上，被漏药盘下面转动的切刀切断，掉进接药漏斗。
然后进入预烘塔，最后再在烘箱中进行两步干燥处理，预干燥温度为55℃；第二步的干燥温度在110℃，干燥至样品热失重达0.3％以下得到产品。
经检测，本产气组合物的产气量2.8mol/100g，其中水蒸汽占总体积百分含量的49.12％(计算值)，氮气体积百分含量为34.60％(计算值)，其余为二氧化碳。
感度较好，10kg落锤，25cm落高，50mg药量的撞击感度为8％。3.92MPa，90度摆角，20mg药量测得的磨擦感度为0％。
热安定性好，按照GJB772A-1997真空安定性试验测得100℃，48小时的放气量为0.45ml/5g。分解温度适中，DSC试验测得的起始分解温度为155℃。吸湿率低，产气药在65％相对湿度下存放48小时，吸湿率不到1％。
实施例2本实施例所述的产气组合物，包括45％硝酸胍，5％硝基胍，3％五氨基四唑，25％碱式硝酸铜，11％硝酸钠，3％高氯酸钙，6％氧化锌，0.5％氯化铜，1.5％食品级瓜尔胶。原料的平均粒径6μm。
其加工过程为先将上述原料分别按照燃料、氧化剂、点火改良剂、粘结剂性能的不同，分别进行混合，然后再在立式螺旋混合机进行初步混合，并加入蒸馏水进行混合，水含量控制在30％，在75℃下进行保温，保温时间为4.5小时。
然后采用双螺杆挤出成型，挤出的压力为10Mpa，夹套温度在40℃左右，采用了抽真空方法进行驱水，使挤出物的水份含量降至10％左右，挤出直径3mm，成型的形状为中间有梅花形通孔的圆柱，长度为3mm左右。
再经直切式切粒机进行切断。然后在烘箱中进行干燥处理，干燥温度在100℃，干燥至样品热失重达0.4％以下得到产品。
经检测，本产气组合物的产气量2.7mol/100g，其中水蒸汽占总体积百分含量的35％，氮气体积百分含量为40.5％(计算值)，其余为二氧化碳。
感度较好，10kg落锤，25cm落高，50mg药量的撞击感度为4％。3.92MPa，90度摆角，20mg药量测得的磨擦感度为0％。
热安定性好，按照GJB772A-1997真空安定性试验测得100℃，48小时的放气量为0.39ml/5g。分解温度适中，DSC试验测得的起始分解温度为160℃。吸湿率低，产气药在65％相对湿度下存放48小时，吸湿率不到1％。
实施例3同实施例2，不同的是，本实施例所述的产气组合物，包括12％氨基硝酸胍，18％草酸铵，10％五氨基四唑，25％碱式硝酸铜，18％氧化铜，10％氧化锰，5％铬酸铜，2％瓜尔胶。原料的平均粒径20μm。
制备过程同实施例2。
实施例4-9




以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明实施的范围。所以凡依本发明申请范围所述的特征及精神所为均是等同变化或修饰，均应包括于本发明的申请专利范围之内。
权利要求
1.一种产气组合物，其特征在于，包括如下组分和含量20～70％燃料、25～75％氧化剂、0.5～5％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。
2.根据权利要求
1所述的一种产气组合物，其特征在于，包括30～60％燃料、35～65％氧化剂、1～3％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，含量为重量百分数。
3.根据权利要求
1或2所述的一种产气组合物，其特征在于所述的燃料为胍类、唑类及其衍生物、三嗪衍生物富氮化合物中的两种或两种以上的混合。
4.根据权利要求
3所述的一种产气组合物，其特征在于所述的胍类为双氰胺、硝基胍、硝酸胍及同类物质，至少为下面介绍的胍类物质中的一种，双氰胺、硝基胍、硝酸胍、碳酸胍、氨基硝酸胍、二氨基硝酸胍、三氨基硝酸胍或硝酸硝氨胍，以硝基胍和双氢胺为佳；所述的唑类为二唑、三唑、四唑或者其衍生物，四唑衍生物为五氨基四唑及同类物质，二唑衍生物为二唑磷酸氢二铵盐及同类物质，三唑衍生物为四氨基三唑及同类物；所述的三嗪衍生物为乙二酰二胺、草酸铵、三肼三嗪或肼撑碳酸铵及同类物质。
5.根据权利要求
3所述的一种产气组合物，其特征在于当燃料以硝酸胍或者硝基胍的胍类化合物为主时，选择以硝酸胍为主的产气组合物，硝酸胍的含量为总重量的20～50％，其中以30～45％重量百分数为佳；硝基胍和双氰胺或者五氨基四唑的量以不超过硝酸胍的80％为佳。
6.根据权利要求
1所述的一种产气组合物，其特征在于所述的氧化剂为硝酸盐、金属氧化物或高氯酸盐中一种或两种以上的混合；所述的硝酸盐为碱金属硝酸盐、碱土金属硝酸盐或碱式硝酸盐；所述的金属氧化物为铜、铁、锌或锰的氧化物；所述的高氯酸盐为高氯酸钠、高氯酸锂、高氯酸钾、高氯酸铯、高氯酸镁、高氯酸钙、高氯酸锶、高氯酸钡或高氯酸铵。
7.根据权利要求
6所述的一种产气组合物，其特征在于所述的氧化剂以碱式硝酸铜为主要氧化剂，其在总的产气药中的重量百分数为25～60％，最适宜为35～50％；硝酸钠的含量为碱式硝酸铜的10％～20％，最适宜的量为碱式硝酸铜的15％～17％；三氧化二铁和氧化铜的含量为碱式硝酸铜的5～80％，30～45％最为合适，三氧化二铁与氧化铜的配比为1∶0.5～1∶5，最适宜的比例为1∶2。
8.根据权利要求
1或2所述的一种产气组合物，其特征在于所述的点火改良剂为三氧化二铝、氯化铜、铬酸铜或铬酸钾；其含量为总重量的0.5～5％，以1～3％为最佳；优选为超细高纯度三氧化二铝。
9.根据权利要求
1或2所述的一种产气组合物，其特征在于所述的粘结剂为水溶性纤维素、水溶性纤维素盐类或者瓜尔胶，优选为羧甲基纤维素钠或者食品级瓜尔胶。
10.一种制备权利要求
1所述的产气组合物的方法，其特征在于可间断生产，也可连续生产，包括如下步骤第一步是混合，其中包含相同原材料不同粒径之间的混同，各种燃料或氧化剂的部分混匀，包含所有原材料的初步混匀以及最后在含有水介质时的充分捏合，混合温度范围控制在30～80℃，最适宜的温度在40～60℃，保温时间为4～6小时；水介质蒸馏水的量为产气药总量的15％～30％；第二步是成型，间断工艺采用柱塞式挤压或辊压，连续工艺采用双螺杆挤出成型，成型夹套温度在40～60℃，挤出压力以不超过10MPa为宜，挤出物的水份含量降至10％以下进行切粒；第三步是干燥，在烘箱或各种盘式干燥器中，分一步、两步或更多步进行干燥，干燥至产气组合物的水份含量小于0.5％。
专利摘要
本发明公开了一种产气组合物，包括如下组分和含量20～70％燃料、25～75％氧化剂、0.5～5％点火改良剂和0.5～5％粘结剂，同时还公开了产气组合物的制备方法；本发明利用各种燃料与氧化剂的合理配比，性能互补，得到一种具有较高的产气量、而且感度低、热稳定性好、工艺适宜性好、点火性能优良、残渣率低，综合性能优良的产气组合物；本发明的产气药可用于汽车、飞机等中以保护乘客的安全气囊气体发生器，也可用于其它类型的气体发生器。
文档编号C06B43/00GKCN1651360SQ200510059361
公开日2005年8月10日 申请日期2005年3月28日
发明者张根发, 张海龙, 刘忠, 张玉红, 刘建斌, 牛京博, 钱丽苹 申请人:张根发