CN104860788A - 一种高效无毒气体发生剂 - Google Patents

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李妮
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Abstract

本发明公开了一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，原料各组分按照重量份组成如下：碱式硝酸铜8-12份、高氯酸钾3-5份、硝酸胍4-6份、羧甲基纤维素钠凝胶1-2份、金属氢氧化物0.5-0.8份、催化剂2-3份、工艺助剂0.8-1.2份。本发明配方的气体发生剂在极短的时间内提供填充充气垫所必需的量的气体，燃速范围宽、易成渣、过滤性好、燃温低；产生的气体干净，没有固体颗粒，并且无毒，即一氧化碳、氮氧化物和氯化产物的含量较低；碱式硝酸铜的制备工艺简单，条件温和易控，成本低廉，符合安全性和环境要求，其片状结构可以提供较大的空隙和比表面积，提高反应活性。

Description

一种高效无毒气体发生剂
技术领域
本发明属于气体发生剂技术领域，具体涉及一种高效无毒气体发生剂。
背景技术
在汽车安全气囊中气体发生器通常使用固体气体发生剂，最初气体发生剂的配方是建立在叠氮化钠配方基础上的，但由于叠氮化钠毒性、使用安全性和环保要求，它与重金属反应生成重金属叠氮盐，如叠氮化铜，其机械感度高，极易引起生产上的燃烧和爆炸事故，废弃的未使用过的安全气囊里的叠氮气体发生剂也易造成环境污染。
碱式硝酸铜一般为浅蓝色粉末，且不溶于水及醇，溶于稀酸和氨水，碱式硝酸铜比表面积越大则其氧化产气能力越强。目前，随着汽车工业的快速发展和私家车的迅速普及，用于汽车安全气囊的氧化剂的市场需求缺口越来越大，这就使得碱式硝酸铜的应用前景更加广阔。碱式硝酸铜(BCN)这种已知的氧化剂由于燃烧生成的热量低因而降低了燃烧温度和抑制了NO、的生成量，还因此对于放出的气体具有净化的作用，并且还能改善点火和燃烧性能，但是，如果碱式硝酸铜的含量过高，结果所生成的N0x和氨的数量则反而增加了。因此提供燃速范围宽、易成渣、过滤性好、气氛洁净、燃温低并且符合安全性和环境要求的燃气是气体发生剂配方研制的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效无毒气体发生剂，其燃速范围宽、易成渣、过滤性好、气氛洁净、燃温低，其中碱式硝酸铜的制备工艺简单，条件温和易控，成本低廉，符合安全性和环境要求。
本发明采取的技术方案为：
一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，原料各组分按照重量份组成如下：
碱式硝酸铜8-12份、高氯酸钾3-5份、硝酸胍4-6份、羧甲基纤维素钠凝胶1-2份、金属氢氧化物0.5-0.8份、催化剂2-3份、工艺助剂0.8-1.2份。
所述的金属氢氧化物是氢氧化镁。
所述的工艺助剂为粘土和石蜡按照2：1组成的粒度为5-15pm的混合物。
所述的催化剂为氧化铜和三氧化二铁按照摩尔比1：2组成的混合物。
所述的碱式硝酸铜的制备方法包括如下步骤： 
（1）按照重量比2：1称取浓度为3 mol/L的硝酸铜和浓度为2mol/L的尿素，分别放置于两个烧杯中，加入一定量的去离子水，配置成具有一定浓度的溶液，常温搅拌至全部溶解，然后将两种溶液混合，并搅拌均匀；
（2）将上述混合溶液移至聚四氟乙烯内衬中，并将其放到反应釜中；
（3）将反应釜置于已升至设定温度为110 °C的烘箱中，反应8-10 h；
（4）当反应结束后，从烘箱中取出反应釜并自然冷却至室温，然后取出内衬中的样品并转移至烧杯中，分别用蒸馏水和无水乙醇将反应产物各洗涤3次；
（5）将反应产物置于80 °C的烘箱中烘干。
本发明的有益效果为：
1、本发明配方的气体发生剂在极短的时间内提供填充充气垫所必需的量的气体，燃速范围宽、易成渣、过滤性好、燃温低。
2、本发明中碱式硝酸铜的制备工艺简单，条件温和易控，成本低廉，符合安全性和环境要求，其片状结构可以提供较大的空隙和比表面积，提高反应活性。
3、本发明产生的气体干净，没有固体颗粒，并且无毒，即一氧化碳、氮氧化物和氯化产物的含量较低。
具体实施方式
实施例1
一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，原料各组分按照重量份组成如下：
碱式硝酸铜8份、高氯酸钾3份、硝酸胍4份、羧甲基纤维素钠凝胶1份、金属氢氧化物0.5份、催化剂2份、工艺助剂0.8份。
所述的金属氢氧化物是氢氧化镁。
所述的工艺助剂为粘土和石蜡按照2：1组成的粒度为5-15pm的混合物。
所述的催化剂为氧化铜和三氧化二铁按照摩尔比1：2组成的混合物。
所述的碱式硝酸铜的制备方法包括如下步骤： 
（1）按照重量比2：1称取浓度为3 mol/L的硝酸铜和浓度为2mol/L的尿素，分别放置于两个烧杯中，加入一定量的去离子水，配置成具有一定浓度的溶液，常温搅拌至全部溶解，然后将两种溶液混合，并搅拌均匀；
（2）将上述混合溶液移至聚四氟乙烯内衬中，并将其放到反应釜中；
（3）将反应釜置于已升至设定温度为110 °C的烘箱中，反应8 h；
（4）当反应结束后，从烘箱中取出反应釜并自然冷却至室温，然后取出内衬中的样品并转移至烧杯中，分别用蒸馏水和无水乙醇将反应产物各洗涤3次；
（5）将反应产物置于80 °C的烘箱中烘干。
实施例2
一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，原料各组分按照重量份组成如下：
碱式硝酸铜10份、高氯酸钾4份、硝酸胍5份、羧甲基纤维素钠凝胶1.5份、金属氢氧化物0.6份、催化剂2.5份、工艺助剂1份。
所述的金属氢氧化物是氢氧化镁。
所述的工艺助剂为粘土和石蜡按照2：1组成的粒度为5-15pm的混合物。
所述的催化剂为氧化铜和三氧化二铁按照摩尔比1：2组成的混合物。
所述的碱式硝酸铜的制备方法包括如下步骤： 
（1）按照重量比2：1称取浓度为3 mol/L的硝酸铜和浓度为2mol/L的尿素，分别放置于两个烧杯中，加入一定量的去离子水，配置成具有一定浓度的溶液，常温搅拌至全部溶解，然后将两种溶液混合，并搅拌均匀；
（2）将上述混合溶液移至聚四氟乙烯内衬中，并将其放到反应釜中；
（3）将反应釜置于已升至设定温度为110 °C的烘箱中，反应9 h；
（4）当反应结束后，从烘箱中取出反应釜并自然冷却至室温，然后取出内衬中的样品并转移至烧杯中，分别用蒸馏水和无水乙醇将反应产物各洗涤3次；
（5）将反应产物置于80 °C的烘箱中烘干。
实施例3 
一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，原料各组分按照重量份组成如下：
碱式硝酸铜12份、高氯酸钾5份、硝酸胍6份、羧甲基纤维素钠凝胶2份、金属氢氧化物0.8份、催化剂3份、工艺助剂1.2份。
所述的金属氢氧化物是氢氧化镁。
所述的工艺助剂为粘土和石蜡按照2：1组成的粒度为5-15pm的混合物。
所述的催化剂为氧化铜和三氧化二铁按照摩尔比1：2组成的混合物。
所述的碱式硝酸铜的制备方法包括如下步骤： 
（1）按照重量比2：1称取浓度为3 mol/L的硝酸铜和浓度为2mol/L的尿素，分别放置于两个烧杯中，加入一定量的去离子水，配置成具有一定浓度的溶液，常温搅拌至全部溶解，然后将两种溶液混合，并搅拌均匀；
（2）将上述混合溶液移至聚四氟乙烯内衬中，并将其放到反应釜中；
（3）将反应釜置于已升至设定温度为110 °C的烘箱中，反应10 h；
（4）当反应结束后，从烘箱中取出反应釜并自然冷却至室温，然后取出内衬中的样品并转移至烧杯中，分别用蒸馏水和无水乙醇将反应产物各洗涤3次；
（5）将反应产物置于80 °C的烘箱中烘干。

Claims (5)

1.一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，原料各组分按照重量份组成如下：
碱式硝酸铜8-12份、高氯酸钾3-5份、硝酸胍4-6份、羧甲基纤维素钠凝胶1-2份、金属氢氧化物0.5-0.8份、催化剂2-3份、工艺助剂0.8-1.2份。
2.根据权利要求1所述的一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，所述的金属氢氧化物是氢氧化镁。
3.根据权利要求1所述的一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，所述的工艺助剂为粘土和石蜡按照2：1组成的粒度为5-15pm的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，所述的催化剂为氧化铜和三氧化二铁按照摩尔比1：2组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高效无毒气体发生剂，其特征在于，所述的碱式硝酸铜的制备方法包括如下步骤： 
（1）按照重量比2：1称取浓度为3 mol/L的硝酸铜和浓度为2mol/L的尿素，分别放置于两个烧杯中，加入一定量的去离子水，配置成具有一定浓度的溶液，常温搅拌至全部溶解，然后将两种溶液混合，并搅拌均匀；
（2）将上述混合溶液移至聚四氟乙烯内衬中，并将其放到反应釜中；
（3）将反应釜置于已升至设定温度为110 °C的烘箱中，反应8-10 h；
（4）当反应结束后，从烘箱中取出反应釜并自然冷却至室温，然后取出内衬中的样品并转移至烧杯中，分别用蒸馏水和无水乙醇将反应产物各洗涤3次；
（5）将反应产物置于80 °C的烘箱中烘干。
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