CN108250006A - 降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物、制备方法、应用及气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物、制备方法、应用及气体发生器，该气体发生剂组合物包括如下质量百分比含量的组分：硝酸胍10％～40％；碱式硝酸铜30％～50％；脒基脲硝酸铜10％～50％；高氯酸铵1％～10％；氢氧化铝1％～10％；滑石粉0.1％～10％，该气体发生剂组合物通过使用脒基脲硝酸铜作为配方的降温剂和辅助燃料，在保证不降低配方燃速的情况下，降低配方的燃温，而且为配方提供充足的氧源，并通过采用大颗粒的氢氧化铝作为成渣剂，提高气体发生剂燃烧后的成渣能力；此外通过采用高氯酸铵作为点火性能调节剂，显著提高了组合物的低温点火性能同时提高燃烧速度，该气体发生剂组合物主要用于汽车安全气囊气体发生器。

Description

降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物、制备方法、应用及气 体发生器

技术领域

本发明涉及一种气体发生剂组合物、制备方法、应用及包含该组合物的气体发生器，尤其涉及一种降低燃温、保持形貌的气体发生剂组合物、制备方法、应用及包含该组合物的气体发生器，属于汽车安全气囊气体发生器技术领域。

背景技术

汽车安全气囊气体发生剂是作为一种产气药剂装入气体发生器中，需要的时候引发，产生大量的气体。安全气囊由气体发生器和气袋组成。一般碰撞超出预设强度时，气体发生器被激活触发，开始燃烧内部的气体发生剂产生气体，向气袋充气，在内饰和人体之间形成一个缓冲气垫，保护人体免受伤害。

气体发生剂前期主要是叠氮化钠类型的气体发生剂配方，此配方具有燃烧稳定、燃温低、易点火、内压低、产气率高、残渣少等很多优点。但是由于环保、对于人体健康安全方面的问题，现在很少用在汽车安全气囊方面。

目前世界范围内主流的气体发生剂为硝酸胍和碱式硝酸铜类气体发生剂，硝酸胍作为主要燃料，碱式硝酸铜作为主要氧化剂。这类气体发生剂的燃温普遍较高。硝酸胍与碱式硝酸铜组分组合，在燃烧后主要生成不希望出现的熔融铜金属，这将加剧气体发生剂的老化特性，还导致通常需要多层金属过滤网对其进行过滤和降温，将其留在发生器内部。一方面金属过滤网重量增加会导致成本增加和发生器重量增大；另外一方面，即使使用多层过滤网也不能过滤所有残渣，少部分残渣可以通过过滤网烫伤气袋，更严重的会烫伤人体。

所以解决方式一般为：1.在组合物配方中增加一种降温剂，这种降温剂既可作为气体发生剂的降温剂，又可以作为气体发生剂的辅助燃料，在保证快燃速的情况下，降低配方的燃温，从而减少硝酸胍的使用量，由此减少气体发生剂组合物燃烧后形成的熔融铜残渣，更具体地，可以降低气体发生器过滤网的重量；2.在组合物配方中加入成渣剂。成渣剂一般为高熔点物质，起到增大熔融残渣粘度和作为药片骨架维持自身形状的作用。成渣剂通常不容易燃烧，在气体发生剂组合物燃时，能将全部固体燃烧产物附聚物收集在一起，使气体发生剂在燃烧后保持其原有的形状。

脒基脲硝酸铜是一种感度低、化学稳定性好、成本低、无毒的金属化合物。之前在安全气囊气体发生剂领域也有使用，例如美国专利US6602365就是主要含有硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜的气体发生剂配方。但是该专利使用脒基脲硝酸铜作为降温剂较多，导致气体发生剂组合物的密度增加，配方的产气量明显降低，并且该气体发生剂配方不容易被点燃，虽然使用了点火改良剂三氧化二铝，但三氧化二铝在气体发生剂组合物中一般用于残渣结团，对于点火改良作用不大。另外，该配方没有添加成渣剂，其配方中碱式硝酸铜和脒基脲硝酸铜在高温高压燃烧后易形成零散的铜熔融残渣附着在金属过滤网内壁，即使使用多层过滤网也不能过滤所有残渣，少部分残渣可以通过过滤网飞出烫伤气袋，更严重的会烫伤人体。

氢氧化铝是一种低成本、无毒的高熔点化合物。之前在安全气囊气体发生剂领域也有使用，例如美国专利US2014/0261927即中国专利号为CN105008310公开声明了一种吸热造渣组分，即大颗粒的氢氧化铝，添加量大于等于气体发生剂组合物的5％～20％，虽气体发生剂在燃烧后保持了良好的形态，但是由于添加的量过多，导致气体发生剂组合的燃速变慢，且配方出现难点等问题，在固体火箭推进剂中，氢氧化铝是目前用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂，作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用。另外，氢氧化铝的吸热降温效果并不明显。

例如专利CN100376515C公开了一种产气组合物，包括硝酸胍、碱式硝酸铜、辅助氧化剂硝酸钠、氧化铜及氧化铁，以及点火改良剂(三氧化二铝、氯化铜、铬酸铜、铬酸钾)，采用点火改良剂使的产气组合物更易于点火，点火延迟期短，但是三氧化二铝一般用于残渣结团，对于点火改良作用不大；氯化铜为弱氧化剂点火改良作用不大；铬酸铜、铬酸钾都是含铜类的强氧化剂，能起到一定的点火改良作用，但是均会增加残渣含量，铬酸铜增加不溶残渣含量，铬酸钾增加可溶残渣含量，且含碱金属钾类的物质燃烧后会形成可溶性的气溶胶微粒，对残渣结团不利。

再例如专利US5827996A公开了一种气囊用气体发生剂，包括燃料采用唑类或其金属盐，氧化剂，燃烧催化剂，控制燃烧剂和造渣剂，燃料采用唑类和金属盐，造渣剂是固化气体发生剂的燃烧残留物的添加剂，从而有利于气囊中的过滤器除去残留物，但是该专利适用于唑类作为燃料的配方，该类配方燃温比硝酸胍碱式硝酸铜类型配方高的多，即使加入造渣剂药片形态也不能很好保持。

此外专利CN101952227B公开了一种制备气体发生剂的方法，添加了硝酸胍、碱式硝酸铜、辅助氧化剂(例如硝酸钾、硝酸锶和硝酸钠)、燃速调节剂(高氯酸钾)、熔渣促进剂(二氧化硅、氧化锌、氧化铵、氧化铝)、压片脱模助剂兼形态保持协同助剂B(石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼)，该专利所用制粒方式为喷雾制粒方式，喷雾制粒与湿法制粒相比能耗较高；另外，该专利所用熔渣促进剂主要来之金属氧化物，如二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化铈，金属氧化物作为熔渣促进剂可以起到一定的促进熔渣结团作用，但是对于药片形态保持作用并不明显；同时该专利使用了压片脱模助剂如：石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼，这些助剂仅仅起到压片助剂的作用，不能与金属氧化物配合促进熔渣结团。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物，该气体发生剂组合物通过使用脒基脲硝酸铜作为配方的降温剂和辅助燃料，在保证不降低配方的燃速的情况下，降低配方的燃温，而且为配方提供充足的氧源，并通过采用大颗粒的氢氧化铝作为成渣剂，提高气体发生剂燃烧后的成渣能力；二者相互取长补短，协同作用，既降低了配方的燃温，又使药片燃烧后能够很好的保持燃烧前的形态，避免燃烧后药片熔融飞溅烧伤气袋；并通过采用高氯酸铵作为点火性能调节剂，显著提高了组合物的低温点火性能同时提高燃烧速度。

本发明的另外一个目的在于提供该降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物的制备方法。

本发明的又一个目的在于提供该降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物的应用。

本发明的再一个目的在于提供包含上述降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物的气体发生器。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物，包括如下质量百分比含量的组分：

在上述气体发生剂组合物中，优选包括如下质量百分比含量的组分：

在上述气体发生剂组合物中，所述气体发生剂组合物的各组分含水量之和不大于各组分总质量的1％。

在上述气体发生剂组合物中，所述碱式硝酸铜的粒径D90不大于5μm。

在上述气体发生剂组合物中，所述脒基脲硝酸铜由胍脲硝酸盐与碱式碳酸铜加热反应制备得到。

在上述气体发生剂组合物中，所述脒基脲硝酸铜的热分解温度为230℃～270℃。

在上述气体发生剂组合物中，所述脒基脲硝酸铜的粒径D90不大于20μm。

在上述气体发生剂组合物中，所述氢氧化铝的粒径D50大于100μm，D90大于150μm。

在上述气体发生剂组合物中，所述气体发生剂组合物成型后为圆形片状结构、圆环形片状结构或者花瓣形片状中孔结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm；花瓣形片状中孔结构的内孔直径为1～3mm，花瓣外径为4～15mm。

降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物的制备方法，采用湿法制粒的方式制备气体发生剂组合物。

上述气体发生剂组合物的制备方法具体包括如下步骤：

(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝混合后得到第一物料；

(2)、将第一物料加水进行湿法混合，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的6％～15％；

(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；

(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；

(5)、将第四物料中加入滑石粉，进行物料成型。

在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(1)中将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝在混合设备中进行混合得到第一物料，混合时间≥5min。

在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(2)中湿法混合的时间为20min～60min；湿法混合的设备为捏合机或混合机。

在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(5)中物料成型得到圆形片状结构、圆环形片状结构或者花瓣形片状中孔结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm；花瓣形片状中孔结构的内孔直径为1～3mm，花瓣外径为4～15mm。

上述气体发生剂组合物的制备方法具体包括如下步骤：

(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵、氢氧化铝和滑石粉混合后得到第一物料；

(2)、将第一物料加水进行湿法混合，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的6％～15％；

(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；

(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；

(5)、将第四物料进行物料成型。

在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(1)中将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝在混合设备中进行混合得到第一物料，混合时间≥5min。

在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(2)中湿法混合的时间为20min～60min；湿法混合的设备为捏合机或混合机。

在上述气体发生剂组合物的制备方法中，所述步骤(5)中物料成型得到圆形片状结构、圆环形片状结构或者花瓣形片状中孔结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm；花瓣形片状中孔结构的内孔直径为1～3mm，花瓣外径为4～15mm。

上述气体发生剂组合物的应用，该气体发生剂组合物用于汽车安全气囊气体发生器。

一种气体发生器，采用上述气体发生剂组合物。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)、本发明针对现有技术中气体发生剂组合物采用的降温剂和成渣剂既不能起到降低配方的燃温，也不能起到很好的燃烧形态保持作用的缺陷，通过研究和大量试验，提出使用脒基脲硝酸铜和大颗粒的氢氧化铝共同作用，既降低了配方的燃温，又使得气体发生剂药片燃烧后能够很好的保持燃烧前的形态，避免燃烧后药片熔融飞溅烧伤气袋。

(2)、本发明采用一定量的脒基脲硝酸铜作为辅助燃料，一方面可以降低组合物中硝酸胍的使用量，降低成本，有效克服硝酸胍的缺陷，既提高气体发生剂配方的燃速，避免形成低熔点共晶混合物和避免影响气体发生剂的老化性能及气体发生剂配方性能；脒基脲硝酸铜与硝酸胍相比，具有相对高的理论密度，可以增加气体发生剂的装填密度，另外脒基脲硝酸铜热稳定性好，热分解温度是250℃左右，且脒基脲硝酸铜生成焓低(-3678kJ/kg)，可以降低气体发生剂的燃温，提高气体发生剂的燃速。

(3)、本发明采用了少量的大颗粒的氢氧化铝作为成渣剂，大粒径的氢氧化铝在配方燃烧过程中减少了表面积，降低了热交换，燃烧过程“冷”状态可以保持更长时间；并且大粒径的氢氧化铝“冷”的表面能够给熔融的残渣铜提供一个凝聚的场所，显著提高气体发生剂燃烧后的成渣能力，促使药片燃烧后更好的保持燃烧前的形态，避免燃烧后药片熔融飞溅烧伤气袋。

(4)、本发明采用一定量的高氯酸铵作为点火性能调节剂，与其它各组份配合使用，在提高组合物的低温点火性能同时提高了燃烧速度。

(5)、本发明通过对气体发生剂组合物中包括硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵、氢氧化铝和滑石粉在内的各组份的含量配比进行优化设计，并通过大量试验进行验证，使得气体发生剂组合物具有优异的性能和显著的效果，气体发生剂燃温在1600～1800K，爆热值在2000～2400J/g；药片燃烧后能够很好的保持燃烧前的形态和形貌，并且显著减少硝酸胍的使用量，不仅节约了成本，而且大幅减少气体发生剂在燃烧分解后形成的熔融铜残渣，在提高组合物的低温点火性能同时提高了燃烧速度。

(6)、本发明组合物在成型之前，使用湿法制粒的方式进行制粒，通过湿法制粒使得工艺更加简单、成本较低、能耗低，工艺更为灵活，设备投入低。

(7)、本发明对湿法制粒的工艺过程及工艺条件进行优化设计，使得制备工艺简单、易于实现，同时本发明制备方法中滑石粉可以在制备之前同其余组份一起混合后进行湿法制备，也可以在最后加入滑石粉，制备方法更加灵活。

附图说明

图1为本发明对比例1中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；

图2为本发明对比例2中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；

图3为本发明实施例1中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；

图4为本发明实施例2中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；

图5为本发明实施例3中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；

图6为本发明实施例4中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图。

图7为本发明实施例5中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

本发明降低燃温保持形貌的的气体发生剂组合物的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝混合后得到第一物料。在混合设备中进行混合，混合时间≥5min；混合设备可以为V型混合机、三维多向运动混合机、自动提升料斗混合机、振动磨、螺带混合机或声共振混合机。

(2)、将第一物料加水进行湿法混合20min-60min，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的6％～15％，优选采用加入蒸馏水。湿法混合的设备为捏合机或混合机，例如可以选择卧式捏合机、立式捏合机、螺带混合机或声共振混合机。

(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；

(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；烘干设备可以为电加热烘箱、油浴烘箱、蒸汽烘箱、双锥烘箱、振动流化床或带式真空干燥机。

(5)、将第四物料中加入滑石粉，进行物料成型，成型设备可以为油压机、旋转压片机或粉末成型机。物料成型得到圆形片状结构、圆环形片状结构或花瓣形片状中孔结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm；花瓣形片状中孔结构的内孔直径为1～3mm，花瓣外径为4～15mm。

本发明也可以在制备开始之前将滑石粉与其余组份同时混合，即将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵、氢氧化铝和滑石粉混合后得到第一物料，之后开始后续的制备过程，后续制备方法同上述方法完全相同。

上述脒基脲硝酸铜由胍脲硝酸盐与碱式碳酸铜加热反应制备得到，加热反应温度为50～100℃。脒基脲硝酸铜的热分解温度为230℃～270℃。

上述碱式硝酸铜的粒径D90不大于5μm；脒基脲硝酸铜的粒径D90不大于20μm；氢氧化铝的粒径D50大于100μm，粒径D90大于150μm。

本发明制备得到的气体发生剂组合物主要用于汽车安全气囊气体发生器。

本发明还提供一种气体发生器，使用上述降低燃温保持形貌的的气体发生剂组合物作为气体发生剂。

以下实施例中采用的混合设备为三维多项运动混合机，捏合机为卧式捏合机，烘干设备为真空烘箱，成型设备为旋转压片机。

对比例1

气体发生剂组合物包含如下质量百分比含量的组份：

硝酸胍 28％；

碱式硝酸铜 42％；

脒基脲硝酸铜 30％。

这些组分被称量后，通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5mm，厚度1.9mm的圆片，具体制备方法为：将硝酸胍、碱式硝酸铜和脒基脲硝酸铜通过混合设备混合后得到第一物料；将第一物料加入8％的蒸馏水进行湿法捏合20min，得到第二物料，将第二物料通过10目的筛网得到第三物料；将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10目的筛网得到第四物料；将第四物料通过旋转压片机进行物料成型。

将制备的圆片装入试验发生器中，进行点火燃烧试验。试验后将发生器解剖，观察药片燃烧后的形态。

如图1所示为本发明对比例1中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；如下表1为本发明对比例1中气体发生剂组合物药片燃烧后排出物可溶残渣与不溶残渣重量及低温点火延迟时间统计，由图1及表1可知药片形态没有保持，残渣大部分飞出发生器，低温点火延迟时间超过7ms。

表1

对比例2

气体发生剂组合物包含如下质量百分比含量的组份：

硝酸胍 40％；

碱式硝酸铜 50％；

氢氧化铝 10％。

这些组分被称量后，通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5mm，厚度1.9mm的圆片，具体制备方法为：将硝酸胍、碱式硝酸铜和氢氧化铝通过混合设备混合后得到第一物料；将第一物料加入15％的蒸馏水进行湿法捏合60min，得到第二物料，将第二物料通过40目的筛网得到第三物料；将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过40目的筛网得到第四物料；将第四物料中加入滑石粉，通过旋转压片机进行物料成型。

将制备的圆片装入试验发生器中，进行点火燃烧试验。试验后将发生器解剖，观察药片燃烧后的形态。

如图2所示为本发明对比例2中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；如下表2为本发明对比例2中气体发生剂组合物药片燃烧后排出物可溶残渣与不溶残渣重量及低温点火延迟时间统计；本对比例中加入氢氧化铝作为成渣剂，进行安全气囊发生器试验后，药片形态得到一定程度的保持，由表2可以看出，飞出发生器的残渣少，但是组合物燃速较慢，点火时间大于7ms。该对比例中配方燃温为2200K，配方燃温较高。

表2

实施例1

气体发生剂组合物包含如下质量百分比含量的组份：

这些组分被称量后，通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5mm，厚度1.9mm的圆片，具体制备方法为：将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝通过混合设备混合后得到第一物料；将第一物料加入10％的蒸馏水进行湿法捏合30min，得到第二物料，将第二物料通过10目的筛网得到第三物料；将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10目的筛网得到第四物料；将第四物料中加入滑石粉，通过旋转压片机进行物料成型。

将制备的圆片装入试验发生器中，进行点火燃烧试验。试验后将发生器解剖，观察药片燃烧后的形态。

如图3所示为本发明实施例1中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；如下表3为本发明实施例1中气体发生剂组合物药片燃烧后排出物可溶残渣与不溶残渣重量及低温点火延迟时间统计；由图3及表3可知药片形态得到很好保持，基本没有残渣飞出发生器，低温点火时间满足小于7ms的要求。本实施例中配方燃温为1658K。

表3

本实施例中同时加入燃料脒基脲硼酸铜和成渣剂氢氧化铝，同时加入高氯酸铵，硝酸胍的含量减低到22％以下，碱式硝酸铜的含量降低到30％以下，氢氧化铝作为吸热造渣组分，可以快速冷凝配方燃烧产生的铜液滴，“冷”的表面能够给熔融的残渣铜提供一个凝聚的场所。将制好的气体发生剂药片进行安全气囊发生器试验后，药片形态得到很好的保持，同时组合物燃烧速度提高，熔融铜残渣明显减少，且降低了配方的燃温。

实施例2

气体发生剂组合物包含如下质量百分比含量的组份：

这些组分被称量后，通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5mm，厚度1.9mm的圆片，具体制备方法为：将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝通过混合设备混合后得到第一物料；将第一物料加入15％的蒸馏水进行湿法捏合40min，得到第二物料，将第二物料通过40目的筛网得到第三物料；将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过40目的筛网得到第四物料；将第四物料中加入滑石粉，通过旋转压片机进行物料成型。

将制备的圆片装入试验发生器中，进行点火燃烧试验。试验后将发生器解剖，观察药片燃烧后的形态。

如图4所示为本发明实施例2中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；如下表4为本发明实施例2中气体发生剂组合物药片燃烧后排出物可溶残渣与不溶残渣重量及低温点火延迟时间统计；由图4和表4可知药片形态得到很好保持，基本没有残渣飞出发生器，低温点火时间满足小于7ms的要求。本实施例中配方燃温为1688K。

表4

本实施例中同时加入燃料脒基脲硼酸铜和成渣剂氢氧化铝，同时加入高氯酸铵，硝酸胍的含量减低到32％以下，碱式硝酸铜的含量降低到32％以下，氢氧化铝作为吸热造渣组分，可以快速冷凝配方燃烧产生的铜液滴，“冷”的表面能够给熔融的残渣铜提供一个凝聚的场所。将制好的气体发生剂药片进行安全气囊发生器试验后，药片形态得到很好的保持，同时组合物燃烧速度提高，熔融铜残渣明显减少，且降低了配方的燃温。

实施例3

气体发生剂组合物包含如下质量百分比含量的组份：

这些组分被称量后，通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5mm，厚度1.9mm的圆片，具体制备方法为：将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝通过混合设备混合后得到第一物料；将第一物料加入8％的蒸馏水进行湿法捏合45min，得到第二物料，将第二物料通过20目的筛网得到第三物料；将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过20目的筛网得到第四物料；将第四物料中加入滑石粉，通过旋转压片机进行物料成型。

将制备的圆片装入试验发生器中，进行点火燃烧试验。试验后将发生器解剖，观察药片燃烧后的形态。

如图5所示为本发明实施例3中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；如下表5为本发明实施例3中气体发生剂组合物药片燃烧后排出物可溶残渣与不溶残渣重量及低温点火延迟时间统计；由图5和表5可知药片形态得到很好保持，基本没有残渣飞出发生器，低温点火时间满足小于7ms的要求。本实施例中配方燃温为1724K。

表5

本实施例中同时加入燃料脒基脲硼酸铜和成渣剂氢氧化铝，同时加入高氯酸铵，硝酸胍的含量减低到40％以下，碱式硝酸铜的含量降低到40％以下，氢氧化铝作为吸热造渣组分，可以快速冷凝配方燃烧产生的铜液滴，“冷”的表面能够给熔融的残渣铜提供一个凝聚的场所。将制好的气体发生剂药片进行安全气囊发生器试验后，药片形态得到很好的保持，同时组合物燃烧速度提高，熔融铜残渣明显减少，且降低了配方的燃温。

实施例4

气体发生剂组合物包含如下质量百分比含量的组份：

这些组分被称量后，通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5mm，厚度1.9mm的圆片，具体制备方法为：将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝通过混合设备混合后得到第一物料；将第一物料加入12％的蒸馏水进行湿法捏合30min，得到第二物料，将第二物料通过30目的筛网得到第三物料；将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过30目的筛网得到第四物料；将第四物料中加入滑石粉，通过旋转压片机进行物料成型。

将制备的圆片装入试验发生器中，进行点火燃烧试验。试验后将发生器解剖，观察药片燃烧后的形态。

如图6所示为本发明实施例4中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；如下表6为本发明实施例4中气体发生剂组合物药片燃烧后排出物可溶残渣与不溶残渣重量及低温点火延迟时间统计，由图6和表6可知药片形态得到很好保持，基本没有残渣飞出发生器，低温点火时间满足小于7ms的要求。本实施例中配方燃温为1708K。

表6

本实施例中同时加入燃料脒基脲硼酸铜和成渣剂氢氧化铝，同时加入高氯酸铵，硝酸胍的含量减低到30％以下，碱式硝酸铜的含量降低到40％，氢氧化铝作为吸热造渣组分，可以快速冷凝配方燃烧产生的铜液滴，“冷”的表面能够给熔融的残渣铜提供一个凝聚的场所。将制好的气体发生剂药片进行安全气囊发生器试验后，药片形态得到很好的保持，同时组合物燃烧速度提高，熔融铜残渣明显减少，且降低了配方的燃温。

实施例5

这些组分被称量后，通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5mm，厚度1.9mm的圆片，具体制备方法为：将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵、氢氧化铝和滑石粉通过混合设备混合后得到第一物料；将第一物料加入15％的蒸馏水进行湿法捏合45min，得到第二物料，将第二物料通过25目的筛网得到第三物料；将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过25目的筛网得到第四物料；将第四物料直接通过旋转压片机进行物料成型。

将制备的圆片装入试验发生器中，进行点火燃烧试验。试验后将发生器解剖，观察药片燃烧后的形态。

如图7所示为本发明实施例5中气体发生剂组合物药片燃烧后残渣形态图；如下表7为本发明实施例5中气体发生剂组合物药片燃烧后排出物可溶残渣与不溶残渣重量及低温点火延迟时间统计。由图7可知进行安全气囊发生器试验后，药片形态得到很好的保持。表7中排出物残渣总重量低于1克，基本没有残渣飞出发生器，低温点火时间满足小于7ms的要求。本实施例中配方燃温为1698K。

表7

本实施例中同时加入燃料脒基脲硼酸铜和成渣剂氢氧化铝，同时加入高氯酸铵，硝酸胍的含量减低到20％以下，氢氧化铝作为吸热造渣组分，可以快速冷凝配方燃烧产生的铜液滴，“冷”的表面能够给熔融的残渣铜提供一个凝聚的场所。将制好的气体发生剂药片进行安全气囊发生器试验后，药片形态得到很好的保持，同时组合物燃烧速度提高，熔融铜残渣明显减少，且降低了配方的燃温。

本发明上述对比例及实施例中均作了三组平行试验并取平均值。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (20)

1.降低燃温保持形貌的气体发生剂组合物，其特征在于：包括如下质量百分比含量的组分：

2.根据权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于：包括如下质量百分比含量的组分：

3.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述气体发生剂组合物的各组分含水量之和不大于各组分总质量的1％。

4.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述碱式硝酸铜的粒径D90不大于5μm。

5.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述脒基脲硝酸铜由胍脲硝酸盐与碱式碳酸铜加热反应制备得到。

6.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述脒基脲硝酸铜的热分解温度为230℃～270℃。

7.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述脒基脲硝酸铜的粒径D90不大于20μm。

8.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述氢氧化铝的粒径D50大于100μm，D90大于150μm。

9.根据权利要求1或2所述的气体发生剂组合物，其特征在于：所述气体发生剂组合物成型后为圆形片状结构、圆环形片状结构或者花瓣形片状中孔结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm；花瓣形片状中孔结构的内孔直径为1～3mm，花瓣外径为4～15mm。

10.权利要求1～2所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：采用湿法制粒的方式制备气体发生剂组合物。

11.根据权利要求10所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：具体制备方法包括如下步骤：

(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝混合后得到第一物料；

(2)、将第一物料加水进行湿法混合，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的6％～15％；

(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；

(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；

(5)、将第四物料中加入滑石粉，进行物料成型。

12.根据权利要求11所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝在混合设备中进行混合得到第一物料，混合时间≥5min。

13.根据权利要求11所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中湿法混合的时间为20min～60min；湿法混合的设备为捏合机或混合机。

14.根据权利要求11～13之一所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中物料成型得到圆形片状结构、圆环形片状结构或者花瓣形片状中孔结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm；花瓣形片状中孔结构的内孔直径为1～3mm，花瓣外径为4～15mm。

15.根据权利要求10所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：具体制备方法包括如下步骤：

(1)、将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵、氢氧化铝和滑石粉混合后得到第一物料；

(2)、将第一物料加水进行湿法混合，得到第二物料，其中加水量为第一物料总质量的6％～15％；

(3)、将第二物料通过10～40目的筛网得到第三物料；

(4)、将第三物料进行烘干，烘干至含水量小于第三物料总质量的0.5％，再次通过10～40目的筛网得到第四物料；

(5)、将第四物料进行物料成型。

16.根据权利要求15所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中将硝酸胍、碱式硝酸铜、脒基脲硝酸铜、高氯酸铵和氢氧化铝在混合设备中进行混合得到第一物料，混合时间≥5min。

17.根据权利要求15所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中湿法混合的时间为20min～60min；湿法混合的设备为捏合机或混合机。

18.根据权利要求15～17之一所述的气体发生剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中物料成型得到圆形片状结构、圆环形片状结构或者花瓣形片状中孔结构，其中圆形片状结构的直径为3～15mm；圆环形片状结构的内径为1～3mm，外径为4～15mm；花瓣形片状中孔结构的内孔直径为1～3mm，花瓣外径为4～15mm。

19.权利要求1～9之一所述的气体发生剂组合物的应用，其特征在于：所述气体发生剂组合物用于汽车安全气囊气体发生器。

20.一种气体发生器，其特征在于：采用权利要求1～9之一所述的气体发生剂组合物。