專利名稱:一種安全氣囊產(chǎn)氣藥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生爆炸或推進用氣體的產(chǎn)氣藥，具體地說，涉及一種安 全氣囊的產(chǎn)氣藥及其制備方法。
背景技術(shù)：
安全氣囊發(fā)明幾十年來，挽救了許多人的生命，已逐漸成為轎車上的標(biāo)準(zhǔn) 件。安全氣囊從發(fā)明至今的四十多年中，所用的產(chǎn)氣藥一直都是以疊氮化鈉為 主要原料而制得的。然而疊氮化鈉有毒性，且在使用時由于它的分解而存在爆 炸危險性，會對人體造成危害，對環(huán)境造成污染，因此，在廣泛應(yīng)用方面還存 在很大障礙，許多專利和學(xué)術(shù)文章都表明了研發(fā)非疊氮化鈉氣體發(fā)生劑的重要 性和緊迫性。目前，已嘗試開發(fā)含有各種含氮有機化合物的產(chǎn)氣組合物，以保 證它的安全性并提高產(chǎn)氣效率。
CN1145615A公開了一種氣體發(fā)生劑組合物，它包含一種含氮有機化合物、 含氮無機氧化劑和至少為一選自下列(1)至(4)的第三種組分
(1) 比表面積不低于50米2/克的二氧化錳；
(2) 比表面積不低于1米2/克的氧化銅；
(3) 至少為一選自下組的鉬化合物二氧化鉬、三氧化鉬、鉬酸和鉬酸銨；
(4) 一種二氧化錳和至少為一選自下組的金屬氧化物的混合物；銅氧化 物、鈷氧化物、鐵氧化物和銀氧化物。
所述含氮有機化合物至少為一選自含氨基或酰氨基的有機化合物和四唑衍 生物。所述含氮無機氧化物為硝酸鉀、硝酸鍶和高氯酸鉀中的至少一種。該組 合物中的含氮有機物的燃燒熱值大、燃燒溫度高，高溫下易生成難以過濾的燃 燒產(chǎn)物，容易造成殘渣沖入氣囊袋形成潛在的危險。 CN1150794A公開了一種四組分非疊氮化鈉氣體發(fā)生組合物，其在燃燒時產(chǎn) 生氣體，以用于使車輛乘客安全束護裝置膨脹，其包括至少一種如下功能的物 料的一種
(1) 燃料；
(2) 氧化劑化合物；
(3) 熔渣形成化合物；和
(4) 催化劑，其促進毒性的氮氧化物和一氧化碳分別轉(zhuǎn)化為氮氣和二 氧化碳，其中燃料含有5-氨基四唑，其以按重量計約26%至約32%的濃度存在， 所述氧化劑化合物含有硝酸鍶，其以按重量計約52%至約58%的濃度存在，所 述熔渣形成化合物含有粘土、滑石中的一種，其以按重量計約2%至約10%的濃 度存在，和所述催化劑含有5-氨基四唑的鋅鹽、5-氨基四唑的銅鹽、氧化銅和氧 化鋅中的一種，其以按重量計約5%至約15%的濃度存在。
CN1220650A公開了一種產(chǎn)氣組合物及其模塑制品，該產(chǎn)氣組合物包括
(1) 燃料，包括至少一種選自聚丙烯酸類聚合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜 胺樹脂、酮樹脂和纖維素基聚合物的聚合物；
(2) 選自于硝酸銨和相穩(wěn)定的硝酸銨的氧化劑；和
(3) 至少一種選自于含氧酸鹽的燃燒促進劑。
該產(chǎn)氣組合物中，所述燃料的含量為3-40重量％，氧化劑的含量為30-94 重量％，所述燃燒促進劑的含量為0.5-20重量％。該產(chǎn)氣組合物的缺點為產(chǎn)氣效 率仍然不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有安全氣囊產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣效率不高的缺點而提供一 種產(chǎn)氣效率高的安全氣囊產(chǎn)氣藥及其制備方法。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，CN1220650A公開的產(chǎn)氣藥中，硝酸銨的含量較高， 作為氧化劑，硝酸銨的性質(zhì)嚴(yán)重影響產(chǎn)氣藥劑的點火可靠性、燃燒穩(wěn)定性和貯
存長期性，其含量越高對產(chǎn)氣藥性能影響越大，由于硝酸銨顆粒極易強烈吸收 空氣中的水分，吸濕后又降低其晶型轉(zhuǎn)變點，加速了它的晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致硝酸 銨硬化板結(jié)、相容性差，所謂相容性差意味著硝酸銨不容易與其它物質(zhì)，尤其 是燃料混合均勻，而且，混合后硝酸銨分子無法與燃料分子很好的結(jié)合和交聯(lián)。 即使采用相穩(wěn)定的硝酸銨或?qū)⒊善樊a(chǎn)氣藥進行包覆處理，在貯存一段時間之后， 硝酸銨分子也很容易發(fā)生遷移，從藥片表面單獨析出，造成氧化劑與燃料無法 相容、接觸面積驟減，在作用過程中，造成產(chǎn)氣藥點火困難、不能持續(xù)燃燒， 這樣會導(dǎo)致產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣效率下降，甚至失效。而本發(fā)明的發(fā)明人將高氯酸銨 作為產(chǎn)氣藥的主要組分，并配以一定比例的燃料，不但簡化了配方，且意外的 發(fā)現(xiàn)，僅采用這樣兩種組分和特定配比的產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣效率得到了顯著的提高， 且燃燒溫度低，燃燒后殘渣少。此外，本發(fā)明的產(chǎn)氣藥中還優(yōu)選含有能夠促進 高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的負(fù)催化 劑，使得產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣速率的可調(diào)范圍廣，如，加入了適于快速充氣場合(如 膝部氣囊及座椅側(cè)氣囊)的正催化劑的情況下，不但能夠進一步提高產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣效率，還能夠使得所述產(chǎn)氣藥獲得最佳的燃燒速率；加入了適于要求充氣 持續(xù)時間長的場合(如120升大尺寸成員氣囊)的負(fù)催化劑的情況下，能夠有 效延長產(chǎn)氣時間。本發(fā)明提供了一種安全氣囊產(chǎn)氣藥，該產(chǎn)氣藥含有高氯酸銨、燃料和選擇 性含有的能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料 反應(yīng)速度的負(fù)催化劑，其中，以所述產(chǎn)氣藥的總重量為基準(zhǔn)，所述高氯酸銨的 含量為55-85重量％，所述燃料的含量為15-45重量％，所述正催化劑或負(fù)催化 劑的含量為0-30重量％;所述燃料選自聚氨酯聚合物、聚乙烯聚合物、聚硫橡 膠聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和纖維素 聚合物中的一種或幾種。本發(fā)明提供了一種安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備方法，其中，該方法包括將高氯 酸銨、燃料和選擇性含有的能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延 緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的負(fù)催化劑混合均勻，各組分的用量使得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥中含有，以產(chǎn)氣藥總重量為基準(zhǔn)含量為55-85重量％的高氯酸銨， 15-45重量％的燃料，0-30重量％的正催化劑或負(fù)催化劑；所述燃料選自聚氨酯 聚合物、聚乙烯聚合物、聚硫橡膠聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚縮醛、脲醛樹 脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和纖維素聚合物中的一種或幾種。本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的組成簡單，即以產(chǎn)氣藥總重量為基準(zhǔn)含量 為55-85重量％的高氯酸銨和含量為15-45重量％的燃料，本發(fā)明的發(fā)明人意外 的發(fā)現(xiàn)，高氯酸銨與燃料的相容性良好，在混合時很容易與燃料混合或交聯(lián)形 成均勻物質(zhì)，熱加速老化試驗后產(chǎn)氣混合物分散性也改變很少，使用DSC和掃 描電鏡共同試驗觀察發(fā)現(xiàn)，試驗溫度從室溫升高至300'C的過程中，氧化劑高氯 酸銨會發(fā)生熱分解，化學(xué)性質(zhì)不變，物理性質(zhì)則變成了穩(wěn)定的多孔物質(zhì)，這使 得燃料與高氯酸銨的接觸表面積增加，促進燃料與高氯酸銨能夠更好的分散熔合，提高燃速，有利于充分進行產(chǎn)氣燃燒反應(yīng)，因此，與同類非疊氮化鈉產(chǎn)氣 藥相比，本發(fā)明制備得到的產(chǎn)氣藥具有較高的產(chǎn)氣效率。且本發(fā)明的產(chǎn)氣藥燃 燒溫度低，燃燒后固體殘渣少。此外，本發(fā)明的產(chǎn)氣藥中優(yōu)選含有能夠促進高 氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的負(fù)催化 劑，使得產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣速率的可調(diào)范圍廣。本發(fā)明的產(chǎn)氣藥可以應(yīng)用于各種安 全氣囊。
具體實施方式
按照本發(fā)明提供的產(chǎn)氣藥，以所述產(chǎn)氣藥的總重量為基準(zhǔn)，所述高氯酸銨 的含量為55-85重量％，所述燃料的含量為15-45重量％，所述正催化劑或負(fù)催 化劑的含量為0-30重量％;優(yōu)選情況下，以產(chǎn)氣藥的總重量為基準(zhǔn)，所述高氯 酸銨的含量為60-80重量％，所述燃料的含量為15-30重量％，所述正催化劑或 負(fù)催化劑的含量為5-15重量％;所述燃料選自聚氨酯聚合物、聚乙烯聚合物、 聚硫橡膠聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和
纖維素聚合物中的一種或幾種。在本發(fā)明的產(chǎn)氣藥中，以高氯酸銨作為主組分，配以一定比例的燃料，簡 化了制備工藝，且其具有有效含氧量高、氣體生成量高、吸濕性較小的優(yōu)點， 相同質(zhì)量的高氯酸銨可放出更多的氧氣，貯存時間長，性能穩(wěn)定，這些都有助 于產(chǎn)氣藥劑獲得更高的產(chǎn)氣效率。本發(fā)明的發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，高氯酸銨與燃 料的相容性較好，因此，使得高氯酸銨能夠更好的分散在產(chǎn)氣藥中，使得本發(fā) 明制備得到的產(chǎn)氣藥具有較高的產(chǎn)氣效率。按照本發(fā)明，所述燃料可以選自聚氨酯聚合物、聚乙烯聚合物、聚硫橡膠 聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和纖維素聚 合物中的一種或幾種。優(yōu)選情況下，所述燃料為聚氨酯聚合物和/或聚硫橡膠聚 合物，由于聚氨酯聚合物和聚硫橡膠聚合物屬于熱固性高聚物，液態(tài)固化時發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)，與產(chǎn)氣藥中其它物質(zhì)聚合或交聯(lián)生成網(wǎng)狀固態(tài)彈性體，使各物質(zhì) 易于分散均勻，有利于燃燒產(chǎn)氣反應(yīng)的進行和提高各方面相關(guān)性能。所述聚氨酯聚合物的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如，可以選自聚醚二醇、聚醚三醇和聚氨酯中的一種或幾種；所述聚氨酯聚合物的數(shù)均分子量為 1500-6000，所述聚氨酯、聚醚二醇的數(shù)均分子量優(yōu)選為1800-3000，所述聚醚三 醇的數(shù)均分子量優(yōu)選為3000-4000。聚硫橡膠聚合物的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如，可以為乙基縮甲醛 聚硫橡膠和/或丁基縮甲醛聚硫橡膠；所述聚硫橡膠聚合物的數(shù)均分子量為 1000-8000，優(yōu)選為2000-4000。所述聚乙烯聚合物的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如，可以選自聚乙烯、 聚氯乙烯和聚四氟乙烯中的一種或幾種；所述聚乙烯聚合物的數(shù)均分子量的分 布范圍較廣， 一般為幾十萬到幾百萬，如10萬-600萬；優(yōu)選情況下，使用超高 分子量的聚乙烯，它的數(shù)均分子量為IOO萬以上，優(yōu)選為100萬-200萬；使用 低分子量的聚氯乙烯和聚四氟乙烯，它們的數(shù)均分子量為10萬-80萬。所述纖維素聚合物的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如，可以為纖維素基
聚合物、纖維素基聚合物的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽和硝化纖維素中的一種或幾種。 例如，所述纖維素基聚合物可以選自甲基纖維素、乙基纖維素、乙酸纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素(HPMC)和羥丙基乙基纖維素中的一種或幾種；所述纖維素基聚合物的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽可以選自羧甲基纖維素鈉、羧甲 基纖維素鉀和羧甲基纖維素銨中的一種或幾種。所述纖維素類聚合物的數(shù)均分子量為30萬-400萬，所述纖維素基聚合物、纖維素基聚合物的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的數(shù)均分子量優(yōu)選為150萬-250萬，硝化纖維素的數(shù)均分子量優(yōu)選為330萬以上，如330萬-400萬。所述聚丙烯酸聚合物的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如，可以選自聚丙烯酰胺、胺化了的聚丙烯酰胺、聚丙烯酰肼、丙烯酰胺和丙烯酸銨的共聚物、丙烯酰胺和金屬丙烯酸鹽的共聚物以及丙烯酰胺和丙烯酸酯的共聚物中的一種或幾種。這些聚合物可以用下述通式表示(1) (CH2CHCONH2)n(2) (CH2CHCONHNH2)n(3) (CH2CHCONHNH2)n-(CH2CHCONHNH2)p(4) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCOOM)q(5) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCOOR)s式中，M表示銨或金屬離子，例如鈉離子或鉀離子；R表示取代基，例如 -C2H4N(CH3)2;且n、 p、 q和s都表示聚合度，優(yōu)選n的范圍為20000-400000， p的范圍為5000-100000, q的范圍為5000-1000000， s的范圍為5000-50000。所 述聚丙烯酸聚合物的數(shù)均分子量為500萬-3000萬，優(yōu)選為500萬-800萬。所述聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂和酮樹脂的種類為本領(lǐng)技術(shù)人員所公知， 如可以選自聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇縮甲乙醛、聚乙烯醇 縮丁醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、聚醚酮樹脂和芳香酮樹脂中的一種或幾種；它 們的數(shù)均分子量分別獨立的為500-50000，優(yōu)選為1000-3000。
按照本發(fā)明，所述產(chǎn)氣藥還優(yōu)選含有催化劑，根據(jù)不同安全氣囊的不同需 求，對產(chǎn)氣藥的燃燒速率和燃燒時間也有所不同，如膝部氣囊及座椅側(cè)氣囊，需要能夠快速產(chǎn)氣的產(chǎn)氣藥以使得氣囊快速被充氣，而大尺寸的氣袋氣囊如120 升大成員氣囊，則需要產(chǎn)氣藥能夠長時間持續(xù)產(chǎn)氣以將大尺寸氣囊充滿氣。因 此，所述產(chǎn)氣藥優(yōu)選含有能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩 高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的負(fù)催化劑；以所述產(chǎn)氣藥的總重量為基準(zhǔn)，所述能 夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的 負(fù)催化劑的含量優(yōu)選為5-15重量％。所述正催化劑和負(fù)催化劑的種類沒有特別限制，如，所述正催化劑可以選 自硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鍶、高氯酸鉀、高氯酸鈉、氯酸鉀、氯酸鈉、硼粉、 鎂粉、鋁粉、氧化鐵(Fe203)、氧化鉛、氧化銅(CuO)和氧化鈷中的一種或幾 種；所述負(fù)催化劑可以選自碳酸鉛、碳酸鈣、草酸鉛、草酸鈣、氧化鎳、氯化 鈸和氟化鋰中的一種或幾種。優(yōu)選情況下，所述產(chǎn)氣藥中還含有增塑劑，以所述產(chǎn)氣藥的總重量為基準(zhǔn)， 所述增塑劑的含量優(yōu)選為5-15重量％，優(yōu)選情況下，采用聚氨酯聚合物、聚硫 橡膠聚合物和纖維素聚合物為燃料時，所述增塑劑的含量優(yōu)選為0.3-2重量％， 以本發(fā)明列舉的其它高聚物為燃料時，所述增塑劑的含量優(yōu)選為10-15重量％; 所述增塑劑的作用為增加產(chǎn)氣藥劑的塑性，改進機械加工性能、造渣性能，改 善成品藥劑的力學(xué)性能和貯存性能，所述增塑劑的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公 知，例如，可以選自鄰苯二甲酸二丁酯、粘土和硅化合物，如二氧化硅、硅藻 土和硅樹脂(聚硅氧烷樹脂)中的一種或幾種。其中，所述硅樹脂是具有高度 交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機硅氧烷，主要包括甲基苯基硅樹脂、甲基硅樹脂、低苯 基甲基硅樹脂、有機硅樹脂乳液、自干型有機硅樹脂、高溫型有機硅樹脂、環(huán) 氧改性有機硅樹脂和有機硅聚酯改性樹脂等。按照本發(fā)明，所述安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備方法包括將高氯酸銨、燃料和選 擇性含有的能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃
料反應(yīng)速度的負(fù)催化劑混合均勻，各組分的用量使得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥中含有，以產(chǎn)氣藥總重量為基準(zhǔn)含量為55-85重量％，優(yōu)選為60-80重量％的高氯酸 銨，15-45重量％，優(yōu)選為15-30重量％的燃料，0-30重量％，優(yōu)選為5-15重量 %的正催化劑或負(fù)催化劑；所述燃料選自聚氨酯聚合物、聚乙烯聚合物、聚硫橡 膠聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和纖維素 聚合物中的一種或幾種。優(yōu)選情況下，所述高氯酸銨的顆粒直徑為5-25微米，更優(yōu)選為15-20微米； 所述燃料的顆粒直徑為5-25微米，更優(yōu)選為5-10微米；所述正催化劑或負(fù)催化 劑的顆粒直徑為3-20微米，更優(yōu)選為3-10微米；所述選擇性含有的增塑劑的顆 粒直徑為3-20微米，更優(yōu)選為3-10微米。這樣顆粒粒度分布的高氯酸銨和燃料 符合產(chǎn)氣燃燒反應(yīng)配比，有利于提高產(chǎn)氣藥的點火感度、燃燒速度和燃燒穩(wěn)定 性，促進燃燒平衡常數(shù)增大，使燃燒徹底，增加產(chǎn)氣量?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域各種 常規(guī)的研磨方法使所述氧化劑、燃料、催化劑和增塑劑的顆粒直徑達到優(yōu)選范 圍，例如，所述研磨的方法包括球磨、研磨或氣流粉碎的方法。所述產(chǎn)氣藥的制備方法還包括成型的步驟，所述成型的方法為本領(lǐng)域技術(shù) 人員所公知，例如可以是將混合物直接造粒后壓制成型，也可以將所述混合物 與水或有機溶劑混合、造粒后壓制成型，壓制成所需的任意簡單的形狀如片狀 或環(huán)狀。按照本發(fā)明，如果需要將產(chǎn)氣藥成型為較復(fù)雜的形狀，如管狀、多孔狀或 柱狀等形狀，則所述成型方法包括將所述混合物與水或有機溶劑混合后進行塑 化，使得混合物的表面更光滑，組織跟均勻致密；然后通過模具擠塑成型，得 到單孔狀、多孔狀或柱狀制品。按照本發(fā)明提供的制備方法，為了防止各組分吸潮而影響得到的混合物的 性能，優(yōu)選情況下，在混合前，所述產(chǎn)氣藥中高氯酸銨、燃料和選擇性含有的 能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度 的負(fù)催化劑的含水量小于等于0.15重量％?？梢圆捎酶鞣N常規(guī)的方法，如干燥
的方法使各組分的含水量小于等于0.15重量％。所述干燥的方法和條件為本領(lǐng) 域技術(shù)人員所公知。下面將通過具體的實施方案來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。實施例1本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在7(TC，將高氯酸銨烘干2小時，使其水分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨在球磨機中磨細(xì)至20微米，然后將上述高氯酸銨、液體聚醚二醇(數(shù)均分子量為2500)和鋁粉(顆粒直徑小于等于5微米)按重量比為60:25:15的比例混合均勻得到混合物。在上述混合物中加入混合物總重量15重量％的酒精，并混合均勻，加入到捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將該塑化后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為60重量％，聚醚二醇的含量為25重量％，鋁的含量為15重量％。實施例2本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備按照實施例1的方法制備產(chǎn)氣藥，不同的是，所述燃料為丙烯酸酰胺。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為60重量％，丙烯酸酰胺的含量為25重量％，鋁粉的含量為15重量％。實施例3本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備
按照實施例1的方法制備產(chǎn)氣藥，不同的是，將高氯酸銨、液體聚醚二醇 和鋁粉(顆粒直徑小于等于5微米)以及增塑劑甲基硅樹脂(廣州天賜有機硅科技有限公司生產(chǎn)，牌號為M-620)按重量比為60:15:5:20的比例混合均勻得到 混合物。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該 產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為60重量％，丙烯酸酰胺的含量為15重量％，鋁粉的 含量為5重量％,增塑劑甲基硅樹脂的含量為20重量％。實施例4本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在70'C，將高氯酸銨和聚氯乙烯(數(shù)均分子量45萬)烘干2小時，使其水 分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨、聚氯乙烯分別在球磨機中磨細(xì)至20微米和10微米；然后將上述高氯酸銨和聚氯乙烯按重量比為80:20的比例混合均勻得到混合物， 然后在7(TC的烘箱中烘干至含水量不大于0.2%。將烘干后的上述混合物中加入混合物總重量30重量％的酒精，并混合均勻， 加入到捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將 該塑化后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該 產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為80重量％，聚氯乙烯的含量為20重量％。實施例5本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在7(TC，將高氯酸銨、聚氯乙烯(數(shù)均分子量為45萬)烘干2小時，使其 水分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨、聚氯乙烯分別在球磨機中磨細(xì)至20微米和10微米；
然后將上述高氯酸銨、聚氯乙烯、硼粉(顆粒直徑小于等于10微米)和鄰苯二 甲酸二丁酯按重量比為75:15:6:4的比例混合均勻得到混合物。在上述混合物中加入混合物總重量15重量％的酒精，并混合均勻，加入到 捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將該塑化 后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該 產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為75重量％，聚氯乙烯的含量為15重量％，硼粉的含 量為6重量％，鄰苯二甲酸二丁酯的含量為4重量％。實施例6本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在7(TC，將高氯酸銨烘干2小時，使其水分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨在球磨機中磨細(xì)至20微米，然后將上述高氯酸銨、液體乙基縮甲醛聚硫橡膠(數(shù)均分子量為3500)、鋁粉(顆粒直徑小于等于5微米)按重量比為68:20:12的比例混合均勻得到混合物。在上述混合物中加入混合物總重量15重量％的酒精，并混合均勻，加入到捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將該塑化后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為68重量％，乙基縮甲醛聚硫橡膠的含量為20重量％，鋁粉的含量為12重量％。實施例7本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在7(TC，將高氯酸銨烘干2小時，使其水分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨在球磨機中磨細(xì)至15微米，然后將上述高氯酸銨、硝化
纖維素(數(shù)均分子量為380萬)、氧化鐵(顆粒直徑小于等于10微米)和鄰苯 二甲酸二丁酯按重量比為55:35:5:5的比例混合均勻得到混合物，然后在7(TC的 烘箱中烘干至含水量不大于0.2%。將烘干后的上述混合物中加入混合物總重量15重量％的酒精，并混合均勻， 加入到捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將 該塑化后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該 產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為55重量％，硝化纖維素的含量為35重量％，氧化鐵 的含量為5重量％，鄰苯二甲酸二丁酯的含量為5重量％。實施例8本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在70'C，將高氯酸銨、羧甲基纖維素鈉(數(shù)均分子量為100萬)和高氯酸 鉀烘干2小時，使其水分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨、羧甲基纖維素鈉分別在球磨機中磨細(xì)至15微米；將高 氯酸鉀在球磨機中磨細(xì)至10微米，然后將上述高氯酸銨、羧甲基纖維素鈉、鋁 粉(顆粒直徑小于等于10微米)、高氯酸鉀和鄰苯二甲酸二丁酯按重量比為 70:20:5:3:2的比例混合均勻得到混合物。在上述混合物中加入混合物總重量20重量％的酒精，并混合均勻，加入到 捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將該塑化 后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該 產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為70重量％，羧甲基纖維素鈉的含量為20重量％，鋁 粉的含量為5重量％，高氯酸鉀的含量為3重量％，鄰苯二甲酸二丁酯的含量為 2重量％。
實施例9本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在7(TC，將高氯酸銨、聚丙烯酰胺(數(shù)均分子量為700萬)和硝酸銨烘干 2小時，使其水分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨、聚丙烯酰胺分別在球磨機中磨細(xì)至15微米；將硝酸銨 在球磨機中磨細(xì)至20微米，然后將上述高氯酸銨、聚丙烯酰胺和硝酸銨按重量 比為80:15:5的比例混合均勻得到混合物。在上述混合物中加入混合物總重量25重量％的酒精，并混合均勻，加入到 捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將該塑化 后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該 產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為80重量％，聚丙烯酰胺的含量為15重量％，硝酸銨 的含量為5重量％。實施例10本實施例說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備在70'C，將高氯酸銨烘干2小時，使其水分含量不大于0.15%。將烘干的高氯酸銨在球磨機中磨細(xì)至20微米，然后將上述高氯酸銨、液體聚醚二醇(數(shù)均分子量為2500)和碳酸鈣(顆粒直徑小于等于IO微米)按重量比為60:28:12的比例混合均勻得到混合物。在上述混合物中加入混合物總重量25重量％的酒精，并混合均勻，加入到捏合機中，進行塑化，捏合溫度為25°C，塑化時間為1.5小時，然后將該塑化后的產(chǎn)物通過模具擠塑，制備得到單孔狀制品。按照本實施例所述方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該產(chǎn)氣藥中高氯酸銨的含量為60重量％，聚醚二醇的含量為28重量％，碳酸鈣的含量為12重量％。
對比例1本對比例說明現(xiàn)有技術(shù)的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備按照CN1220650A公開的實施例1的各物質(zhì)配比，按照本發(fā)明實施例1的 方法制備產(chǎn)氣藥。其中，聚丙烯酰胺、硝酸銨和高氯酸鉀的重量比為12:83:5。對比例2本對比例說明現(xiàn)有技術(shù)的安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備將烘干的疊氮化鈉和氧化鐵分別在球磨機中磨細(xì)至20微米，然后將上述疊 氮化鈉和氧化鐵按重量比為62:38的比例混合均勻得到混合物。在上述混合物中加入混合物總重量30重量％的酒精，并混合均勻，將藥粉 濕混成團，并放入造粒機造粒，并在溫度為7(TC的烘箱中烘干至含水量不大于 0.2%。然后將藥粒放入壓片機壓制成型。按照本對比例的方法制備得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥以其總重量為基準(zhǔn)，該產(chǎn) 氣藥中疊氮化鈉的含量為62重量％，氧化鐵的含量為38重量％。實施例11-20本實施例用來說明本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的性能 分別將實施例1-10制備得到的產(chǎn)氣藥裝入鋼制發(fā)生器殼體中，在60升的密 閉容器中，按照標(biāo)準(zhǔn)GBT 19949.1-2005《道路車輛安全氣囊部件第3部分-氣 體發(fā)生器總成試驗》在60升密閉容器中進行容器壓力試驗，結(jié)果如表1所示。 按照標(biāo)準(zhǔn)GJB 772A-97《炸藥試驗方法》，采用爆炸概率法和特性落高法測 試產(chǎn)氣藥100%發(fā)火條件下的摩擦力和落高，來表征產(chǎn)氣藥的摩擦感度和撞擊感 度，測量摩擦力時擺錘的最大擺角為66。；測量落高時使用的落錘的重量為10 千克。結(jié)果如表l所示。對比例3-4
本對比例用來說明參比安全氣囊產(chǎn)氣藥的性能按照實施例11-20的方法對產(chǎn)氣藥進行性能測試，不同的是，所述產(chǎn)氣藥為 由對比例1-2的方法制備得到的，結(jié)果如表1所示。表1實施例 編號裝藥量 (克)最大壓力 (千帕)達到最大 壓力時間 (毫秒)殘渣量 (克)燃燒溫度 (K)摩擦感度 (兆帕)撞擊感度 (厘米)實施例1135215.011.70.157004.9060實施例1235208.912.30.257504.9060實施例B35250.510.60.106904.7660實施例1435190.133.50.287004.4560實施例1535198.213.30.347154.5560實施例1635220.230.50.397003.8560實施例1735196.614.20.117204.0560實施例1835178.516.40.716904.1060實施例1935202.815.80.577304.2560實施例2035215.221.50.186804.6360對比例335175.525.00.989384.6060對比例43576.458.11.625003.5050從表1中可以看出，在同樣體積的容器中，相同的條件下測得的實施例1-10 的最大壓力明顯高于對比例1和對比例2，根據(jù)公式？￥=1110/可以計算出相同 量的產(chǎn)氣藥，在相同條件下產(chǎn)生的氣體的摩爾量(n二PV/RT其中，R=8.31) 分別為2.21、 2.01、 2.62、 1.95、 2.00、 2.27、 1.97、 1.98、 2.00、 2.28摩爾/ (35克)，對比例的產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣量分別為1.35和1.10摩爾/ (35克)，這說明本發(fā) 明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣率明顯高于現(xiàn)有的安全氣囊產(chǎn)氣藥。此外，與 對比例1和對比例2的產(chǎn)氣藥相比，本發(fā)明的產(chǎn)氣藥的燃燒溫度低，燃燒后殘 渣少。此外，本發(fā)明的產(chǎn)氣藥的摩擦感度都大于3.50兆帕，撞擊感度都高于50 厘米，說明本發(fā)明提供的產(chǎn)氣藥同時具有良好的安全性能。
權(quán)利要求
1、一種安全氣囊產(chǎn)氣藥，該產(chǎn)氣藥含有高氯酸銨、燃料和選擇性含有的能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的負(fù)催化劑，其特征在于，以所述產(chǎn)氣藥的總重量為基準(zhǔn)，所述高氯酸銨的含量為55-85重量％，所述燃料的含量為15-45重量％，所述正催化劑或負(fù)催化劑的含量為0-30重量％；所述燃料選自聚氨酯聚合物、聚乙烯聚合物、聚硫橡膠聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和纖維素聚合物中的一種或幾種。
2、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)氣藥，其中，以所述產(chǎn)氣藥的總重量為基 準(zhǔn)，所述高氯酸銨的含量為60-80重量％，所述燃料的含量為15-30重量％, 所述正催化劑或負(fù)催化劑的含量為5-15重量％。
3、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)氣藥，其中，所述燃料為聚氨酯聚合物和/ 或聚硫橡膠聚合物，所述聚氨酯聚合物的數(shù)均分子量為1500-6000;所述聚 硫橡膠聚合物的數(shù)均分子量為1000-8000。
4、 根據(jù)權(quán)利要求
3所述的產(chǎn)氣藥，其中，所述燃料選自聚醚二醇、聚 醚三醇、聚氨酯、乙基縮甲醛聚硫橡膠和丁基縮甲醛聚硫橡膠中的一種或幾 種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的產(chǎn)氣藥，其中，所述正催化劑選自硝酸 銨、硝酸鉀、硝酸鍶、高氯酸鉀、高氯酸鈉、氯酸鉀、氯酸鈉、硼粉、鎂粉、 鋁粉、氧化鐵、氧化鉛、氧化銅和氧化鈷中的一種或幾種；所述負(fù)催化劑選 自碳酸鉛、碳酸鈣、草酸鉛、草酸鈣、氧化鎳、氯化銨和氟化鋰中的一種或 幾種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的產(chǎn)氣藥，其中，所述產(chǎn)氣藥中還含有以 產(chǎn)氣藥總量為基準(zhǔn)0-20重量％的增塑劑，所述增塑劑選自鄰苯二甲酸二丁 酯、粘土和硅化合物中的一種或幾種。
7、 權(quán)利要求
1所述安全氣囊產(chǎn)氣藥的制備方法，其特征在于，該方法 包括將高氯酸銨、燃料和選擇性含有的能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的 正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的負(fù)催化劑混合均勻，各組分的用 量使得到的安全氣囊產(chǎn)氣藥中含有，以產(chǎn)氣藥總重量為基準(zhǔn)含量為55-85重 量％的高氯酸銨，15-45重量％的燃料，0-30重量°/。的正催化劑或負(fù)催化劑； 所述燃料選自聚氨酯聚合物、聚乙烯聚合物、聚硫橡膠聚合物、聚丙烯酸聚 合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和纖維素聚合物中的一種或幾 種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其中，各組分的用量使得到的安全氣 囊產(chǎn)氣藥中含有，以產(chǎn)氣藥總重量為基準(zhǔn)含量為60-80重量％的高氯酸銨， 15-30重量％的燃料，5-15重量％的正催化劑或負(fù)催化劑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其中，所述高氯酸銨的顆粒直徑為5-25 微米，所述燃料的顆粒直徑為5-25微米，所述正催化劑或負(fù)催化劑的顆粒 直徑為3-20微米。
10、 根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其中，所述燃料選自聚醚二醇、聚醚 三醇、聚氨酯、乙基縮甲醛聚硫橡膠和丁基縮甲醛聚硫橡膠中的一種或幾種。
11、 根據(jù)權(quán)利要求
7或8所述的方法，其中，所述正催化劑選自硝酸銨、 硝酸鉀、硝酸鍶、高氯酸鉀、高氯酸鈉、氯酸鉀、氯酸鈉、硼粉、鎂粉、鋁　粉、氧化鐵、氧化鉛、氧化銅和氧化鈷中的一種或幾種；所述負(fù)催化劑選自 碳酸鉛、碳酸鈣、草酸鉛、草酸鈣、氧化鎳、氯化銨和氟化鋰中的一種或幾 種。
專利摘要
一種安全氣囊產(chǎn)氣藥，該產(chǎn)氣藥含有高氯酸銨、燃料和選擇性含有的能夠促進高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的正催化劑或延緩高氯酸銨和燃料反應(yīng)速度的負(fù)催化劑，其中，以所述產(chǎn)氣藥的總重量為基準(zhǔn)，所述高氯酸銨的含量為55-85重量％，所述燃料的含量為15-45重量％，所述正催化劑或負(fù)催化劑的含量為0-30重量％；所述燃料選自聚氨酯聚合物、聚乙烯聚合物、聚硫橡膠聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚縮醛、脲醛樹脂、蜜胺樹脂、酮樹脂和纖維素聚合物中的一種或幾種。本發(fā)明提供的安全氣囊產(chǎn)氣藥具有較高的產(chǎn)氣效率。
文檔編號C06D5/00GKCN101397228SQ200710151557
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月26日
發(fā)明者鄒財松, 韓慧芳 申請人:比亞迪股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan