CN110317120A - 点火药及其制备方法与应用以及安全气囊气体发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种点火药及其制备方法与应用以及安全气囊气体发生器,属于点火药技术领域。所述点火药,原料包括如下质量百分比含量的组分:高氯酸钾:30%~50%;碱式硝酸铜:5%~20%;燃料:30%~60%;金属氧化物:1%~15%;金属粉:1%~15%;所述金属粉为钛粉、镁粉、铜粉、铁粉、锆粉、铪粉、钨粉或硅粉中的至少一种。该点火药进一步提高了抗吸湿性,且在‑40℃~+90℃温度点火性能稳定、可靠,点燃气体发生剂时点火均匀,一致性更好,感度低、能被普通电爆管引燃,燃速35%BPF大于12,摩擦感度低,工艺安全可靠,适合大批量生产制备;由于该配方中不含有铝粉,避免了安全隐患及燃烧残渣。

Description

点火药及其制备方法与应用以及安全气囊气体发生器
技术领域
本发明涉及一种点火性能可靠的点火药剂组合物及其制备方法,尤其是涉及一种点火性能可靠,抗吸湿性好,能高效生产的点火药,属于点火药技术领域。
背景技术
点火药是很重要的一类火工药剂,常用来接受外界刺激点燃其它药剂,如发射药、推进剂等。本发明涉及一种用于气体发生器的点火组合物,用于机动车辆中的安全气囊装置,点火药性能将直接影响整个约束系统的正常工作,因此它在装药系统中占据着非常重要的位置。
目前点火药的主要类型有黑火药、5AT和硝酸锶类型、B-KNO3点火药、Mg-PTFE点火药,Al-KClO4点火药。由于点火药需要将产气药点燃,所以点火药的燃温、能量、残渣粒子有一定的要求,这样才能保证一定的点火可靠性。黑火药是一种常用的点火药,具有价格便宜、火焰感度较高、比容较大的优点,但是其能量太低,而且燃烧产物以气体为主,残渣较少,难以点燃一些钝感的火药或烟火剂。黑火药适合对于点火延迟时间没有要求的应用场景,对于气体发生器一般要求延迟时间小于10ms,所以气体发生器中很少使用黑火药作为点火药;5AT和硝酸锶类型点火药虽然能量有所提高,但是由于5AT和硝酸锶都是温度敏感物质,在低温-35℃下使用容易出现点火延迟问题,而且低温下发生器性能与高温、常温下性能相比有太大差异,使用此类点火药需要对安全气囊气体发生器结构进行特殊设计,通过结构的改善抵消低温下点火延迟问题,另外,5AT和硝酸锶原材料是极其吸湿的材料,给生产、装配、储存带来了苛刻条件要求,甚至给发生器的使用和储存过程带来了一定的风险;B/KNO3类型点火药具有能量高、燃温高、残渣粒子多等优点,目前是安全气囊气体发生器上广泛使用的点火药,但是其价格昂贵,同时配方中硝酸钾含量通常可以达到70%以上,燃烧后大量的钾氧化物排出气体发生器,容易导致气体成分中有害物质超标。此类配方摩擦撞击感度均非常高,容易爆发,在成型过程中安全性较差。同时由于硼的硬度高这一特性,导致成型非常困难,模具磨损严重,制造成本高。以上点火药在制造工艺中通常都是压制成型的小药片,有的还需打碎成粒状物,则含有铝粉的点火药配方比不含铝粉的感度明显高,使打粒工艺存在一定的安全风险,其铝粉的成本也高,另外在点火药燃烧后,铝的氧化物残渣较多,其配方的固含量也会增加。
例如专利US6487974B1主要含有5AT26%,硝酸锶64%,铝粉7%,氮化硼1%,含7%的铝粉虽然对低温点火性能有帮助,但是该配方含有较多的硝酸锶和5AT,5AT和硝酸锶原材料是极其吸湿的材料,给生产、装配、储存带来了苛刻条件要求,甚至给发生器的使用和储存过程带来了一定的风险,加之铝粉的感度低,在工艺处理特别是在压片和打粒工艺过程中存在一定的风险;
专利US6599380提供了一种点火药,主要含有39%硝酸胍,21%高氯酸钾,30%氧化铜和10%铝,该配方虽然具有一定的抗吸湿性,但是该配方在23℃±2℃条件下燃速35%BPF仅为9.8,无法满足更高的燃速要求;该配方燃烧后残渣多,增加过滤成本,另外铝粉在燃烧过程中形成较大的液滴从点火孔出来烧蚀过滤网,易引起气袋及人员伤害;该配方的爆热低不能满足点火药高热量的要求,且由于铝粉和金属氧化物等组分的存在,该配方点火药在存储和搬运过程当中容易发生起火和爆炸。
发明内容
本发明解决的问题是:克服了现有技术的不足,提供了一种点火药及其制备方法与应用以及安全气囊气体发生器,该点火药进一步提高了抗吸湿性,且在-40℃~+90℃温度点火性能稳定、可靠,点燃气体发生剂时点火均匀,一致性更好,感度低、能被普通电爆管引燃,燃速35%BPF大于12,摩擦感度低,工艺安全可靠,适合大批量生产制备;由于该配方中不含有铝粉,避免了安全隐患及燃烧残渣。
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的:
一种点火药,其原料包括如下质量百分比含量的组分:
高氯酸钾:30%~50%;
碱式硝酸铜:5%~20%;
燃料:30%~60%;
金属氧化物:1%~15%;
金属粉:1%~15%;所述金属粉为钛粉、镁粉、铜粉、铁粉、锆粉、铪粉、钨粉或硅粉中的至少一种;优选钛粉和锆粉。
在一可选实施例中,其原料包括如下质量百分比含量的组分:
高氯酸钾:30%-40%;
碱式硝酸铜:5%~15%;
硝酸胍:30%~35%;
氧化铜:10%-15%;
钛粉或锆粉:8%~12%。
具体地,所述金属氧化物为氧化铜、氧化铁或氧化钴中的至少一种。
具体地,所述的燃料为硝酸胍、硝基胍、脒基甘氨酰胺、氰基胍、硝酸氨基胍、硝酸二氨基胍、硝酸三氨基胍、氨基硝基胍或硝基胍中的至少一种。
具体地,各组分混合物在模压成型之前,制成含水量小于0.5%的粒子。
具体地,所述点火药为圆形片状结构,所述圆形片状结构的直径为3-10mm;圆形片状结构的厚度为1-5mm;每个圆形片状结构的质量为0.01-3g。
具体地,所述点火药剂为粒状结构,粒径为8-20目。
采用湿法制粒的方式制备上述点火药。
所述的点火药的制备方法,包括如下步骤:
(1)、将高氯酸钾、燃料、碱式硝酸铜、氧化铜按预定的比例混合,得到第一物料,向所述第一物料中加入质量为所述第一物料总质量的3%-15%的水,混合得到第二物料;
(2)、将所述第二物料通过10-40目的筛网,取筛下物,得到第三物料;
(3)、对所述第三物料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,取筛下物,得到第四物料;
(4)、对所述第四物料进行物料模压成型。
在一可选实施例中,所述步骤(1)中将高氯酸钾、燃料、碱式硝酸铜、氧化铜、金属粉按预定的比例装入混合系统的第一容器中,所述混合系统还包括第二容器和混合装置,所述混合装置与所述第一容器连接,所述第二容器与所述第一容器可开关连通,用于存储水,通过所述混合装置带动所述第一容器振动实现混合,得到第一物料,使所述第二容器与所述第一容器连通,向所述第一物料中加入质量为所述第一物料总质量的3%-15%的水,混合得到第二物料。
进一步地,所述混合系统还包括雾化器,所述雾化器输入端与所述第二容器可开关连通,输出端位于所述第一容器内,用于向所述第一物料中以喷雾方式加入水。
具体地,通过所述雾化器向所述第一物料中以间歇式喷雾方式加入水。
具体地,喷雾时间为5-7s,间歇时间为5-8s,喷雾速率为3.5-5ml/s。
进一步地,所述混合系统还包括静电释放装置,用于与所述第一容器连接,实时消除混合过程中积聚的静电。
具体地,所述混合装置为声波混合装置。
具体地,步骤(1)中混合的总时间为4min-15min,混合加速度为20-60g,g为重力加速度。
具体地,所述步骤(4)中将第四物料通过旋转压片机模压的方法进行物料成型。
在一可选实施例中,所述步骤(4)中物料成型得到圆形片状结构,所述圆形片状结构的直径为3-10mm;圆形片状结构的厚度为1-5mm;每个圆形片状结构的质量为0.01-3g。
在另一可选实施例中,所述步骤(4)中物料成型得到粒状结构,所述粒状结构的粒径为8-20目;所述粒状结构为将片状结构打粒后过筛得到。
上述的点火药在交通工具安全气囊气体发生器中的应用。
一种安全气囊气体发生器,所用点火药原料包括如下质量百分比含量的组分:
高氯酸钾:30%~50%;
碱式硝酸铜:5%~20%;
燃料:30%~60%;
金属氧化物:1%~15%;
金属粉:1%~15%;所述金属粉为钛粉、镁粉、铜粉、铁粉、锆粉、铪粉、钨粉或硅粉中的至少一种。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
(1)、本发明实施例提供了一种点火药剂,通过采用钛粉、镁粉、铜粉、铁粉、锆粉、铪粉、钨粉或硅粉替代铝粉,避免了由于铝粉与其他金属氧化物在混合过程中易发生起火爆炸的问题,同时确保在燃烧过程中无较大液滴从点火孔出来烧蚀过滤网,通过采用碱式硝酸铜并调整金属氧化物、高氯酸钾含量,使各组分协同作用,提高了点火药的燃速和产气量,避免了点火延迟,优其在低温-40℃点火延迟,可实现在常温23℃±2℃条件下35%BPF大于12,同时,高氯酸钾用量减少,有助于降低有毒气体的产生,发生器TANKWASH效果更好;
(2)、本发明实施例提供的点火药的燃温为2500k~3500k,产气率为45%~65%,爆热为3800J/g~5000J/g。该点火药的安全性能好,摩擦感度0%,撞击感度小于0%,静电火花感度大于130mJ,其危险等级为1.3级(按照GJB6195-2008划分),该点火药不易吸潮(在温度18.4℃,湿度72%,露空时间为172小时后称量其质量的变化不大于2.0%),生产、装配、使用及储存过程满足发生器使用要求,是一种新型抗吸湿性好的点火药;
(3)、本发明实施例提供的点火药通过采用钛粉或锆粉作为点火改良剂,并对其用量进行调整,改善了点火药在低温-40℃存在点火延迟或波动大的现象,保证了点火药在-40℃~+90℃温度下工作时波及的范围更广;
(4)、本发明实施例提供的点火药中高氯酸钾、碱式硝酸铜与硝酸胍配合使用,其中高氯酸钾和碱式硝酸铜是点火药剂配方的氧源,申请人通过常年大量研究和试验,确定三者在按该配方配比时进一步提高了点火药剂的燃速和火焰温度;
(5)、本发明通过对点火药剂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,使得点火药剂具有优异的性能和显著的效果,点火药剂组合物在点燃气体发生剂时点火更均匀,一致性更好,显著提升了点火性能;
(6)、本发明点火药剂在成型之前,使用干湿法一体混合的的方式进行混合,通过使用特定混合系统,实现在一个容器中完成干混和湿混两个步骤,避免了从干混工序进入湿混工序时对第一物料的中转,通过振动混合消除了桨叶对物料的机械作用,该混合方法具有混合无死角、混合时间短、混合均匀性好、效率高及安全性好等优点;
(7)、本发明实施例提供的点火药剂以粒状结构的形式使用,以提供最大可用的燃烧表面积以获得最快响应,从而快速点燃气体发生剂组合物,满足安全气囊保护司机和乘员的需求;
(8)通过采用雾化器向第一容器中加水,无需中断混合过程即可持续加水,保证了混合过程的连续性,同时无需调整混合装置和第一容器,进一步地高了混合效率和安全性;
(9)通过设置静电释放装置,将混合过程中产生的静电荷导出、中和或释放,能够防止因静电荷积累较多而发生危险,进一步提高了混合安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种混合系统示意图;
图2为本发明专利实施例1中点火药剂压片图;
图3为本发明专利实施例5中点火药剂压片图;
图4为本发明专利实施例5中点火药剂压片后打粒图;
图5为本发明对比例1点火药剂CCC曲线图;
图6为本发明对比例2点火药剂CCC曲线图;
图7为本发明对比例3点火药剂CCC曲线图;
图8为本发明对比例4点火药剂CCC曲线图;
图9为本发明实施例1点火药剂CCC曲线图;
图10为本发明实施例2点火药剂CCC曲线图;
图11为本发明实施例3点火药剂CCC曲线图;
图12为本发明实施例4点火药剂CCC曲线图;
图13为本发明实施例5点火药剂CCC曲线图;
图14为本发明实施例6点火药剂CCC曲线图。
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:
本发明实施例提供了一种点火药,其原料包括如下质量百分比含量的组分:
高氯酸钾:30%~50%;
碱式硝酸铜:5%~20%;
燃料:30%~60%;
金属氧化物:1%~15%;
金属粉:1%~15%;所述金属粉为钛粉、镁粉、铜粉、铁粉、锆粉、铪粉、钨粉或硅粉中的至少一种。
在上述原料配方中,优选采用如下质量百分比含量的组分:高氯酸钾30%-40%、碱式硝酸铜5%~15%、燃料30%~35%、氧化铜10%-15%、金属粉8%~12%。高氯酸钾优选纯度大于99.2%,碱式硝酸铜(CN)优选粒径D90不大于5μm,D50在0.8~2μm;燃料优选硝酸胍、硝基胍、脒基甘氨酰胺、氰基胍、硝酸氨基胍、硝酸二氨基胍、硝酸三氨基胍、氨基硝基胍或硝基胍中的至少一种,更优选为硝酸胍,其粒径D90优选不大于5μm;金属氧化物粒径D90优选不大于15μm。金属粉优选钛粉和锆粉,其粒径D90优选不大于50μm。
上述各组分的混合物在模压成型之前,优选制成含水量小于0.5%的粒子。在一可选实施例中,所述点火药为圆形片状结构,所述圆形片状结构的直径为3-10mm;圆形片状结构的厚度为1-5mm;每个圆形片状结构的质量为0.01-3g。在另一可选实施例中,所述点火药剂为粒状结构,粒径为8-20目。优选采用粒状结构。
进一步地,点火药原料中还可以包括功能助剂,如气相二氧化硅、氮化硼、滑石粉、硬脂酸镁、硬脂酸钙、石墨等,功能助剂的加入量优选为其他原料总质量的0.3-2%。
本发明实施例还提供了采用湿法制粒的方式制备上述配方点火药的方法,具体包括如下步骤:
(1)、将高氯酸钾、燃料、碱式硝酸铜、金属氧化物、金属粉按预定的比例混合,得到第一物料,向所述第一物料中加入质量为所述第一物料总质量的3%-15%的水,混合得到第二物料;
(2)、将所述第二物料通过10-40目的筛网,取筛下物,得到第三物料;
(3)、对所述第三物料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,取筛下物,得到第四物料;
(4)、对所述第四物料进行物料模压成型。
如图1所示,所述步骤(1)中将高氯酸钾、燃料、碱式硝酸铜、金属氧化物、金属粉按预定的比例装入混合系统的第一容器12中,所述混合系统还包括第二容器14和混合装置11,所述混合装置11与所述第一容器12连接,所述第二容器14与所述第一容器12可开关连通,用于存储水,通过所述混合装置11带动所述第一容器12振动实现混合,得到第一物料,使所述第二容器14与所述第一容器12连通,向所述第一物料中加入质量为所述第一物料总质量的3%-15%的水,混合得到第二物料。
进一步地,如图1所示,所述混合系统还包括雾化器13,所述雾化器13输入端与所述第二容器14通过具有开关阀门的管路131可开关连通,输出端位于所述第一容器12内,用于向所述第一物料中以喷雾121的方式加入水。
在一可选实施例中,通过所述雾化器向所述第一物料中以间歇式喷雾方式加入水。其中,喷雾时间优选为5-7s,间歇时间优选5-8s,喷雾速率优选3.5-5ml/s。当选择上述参数时,既能保证各组分混合均匀,又能避免由于水量不当导致的碱式硝酸铜,硝酸胍,金属粉等原料粘壁等问题,确保配方的稳定性。
进一步地,所述混合系统还包括静电释放装置15,用于与所述第一容器12连接,实时消除混合过程中积聚的静电。
具体地,所述混合装置为声波混合装置。步骤(1)中混合的总时间优选8min-20min,混合加速度优选18-40g,g为重力加速度。
具体地,所述步骤(4)中将第四物料通过旋转压片机模压的方法进行物料成型。
在一可选实施例中,所述步骤(4)中物料成型得到圆形片状结构,所述圆形片状结构的直径为3-10mm;圆形片状结构的厚度为1-5mm;每个圆形片状结构的质量为0.01-3g。
在一可选实施例中,所述步骤(4)中物料成型得到粒状结构,所述粒状结构的粒径为8-20目;所述粒状结构为将片状结构打粒后过筛得到。
上述点火药在交通工具安全气囊气体发生器中的应用。
本发明实施例还提供了一种安全气囊气体发生器,所用点火药由上述点火药实施例提供。
以下为本发明的具体实施例及对比例,其中,所用原料均为市售产品。
对比例1
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
上述组分被称量后,通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5.0mm,厚度2.2~3.7mm的圆片。具体制备方法为:将硝酸锶、5-氨基四唑(5-AT)、硝酸钾、云母粉和石墨通过图1所示的混合系统混合后并加入原料总质量8%的蒸馏水,混合5分钟,加水过程为间歇式喷雾加入,喷雾时间为3s,间歇时间为3s,喷雾速率为1.5ml/s,得到第一物料;将第一物料通过10目的筛网得到第二物料;将第二物料进行烘干,烘干至含水量小于第二物料总质量的0.5%,再次通过10目的筛网得到第三物料;将第三物料通过旋转压片机进行物料成型,得到直径5.0mm,厚度3mm的圆片。
对比例2
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
硼粉 20%;
硝酸钾 80%;
制备方法与对比例1相同,得到直径5.0mm,厚度3mm的圆片。
对比例3
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
制备方法与对比例1相同,得到直径5.0mm,厚度3mm的圆片。
对比例4
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
制备方法与对比例1相同,得到直径5.0mm,厚度3mm的圆片。
实施例1
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
上述组分被称量后,通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5.0mm,厚度2.2~3.7mm的圆片。具体制备方法为:将高氯酸钾、硝酸胍、氧化铜、碱式硝酸铜和钛粉通过图1所示混合系统后并加入原料总质量8%的蒸馏水,混合5分钟,加水过程为间歇式喷雾加入,喷雾时间为3s,间歇时间为3s,喷雾速率为2ml/s,得到第一物料;将第一物料通过10目的筛网得到第二物料;将第二物料进行烘干,烘干至含水量小于第二物料总质量的0.5%,再次通过10目的筛网得到第三物料;将第三物料通过旋转压片机进行物料成型。
实施例2
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
上述组分被称量后,通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5.0mm,厚度2.2~3.7mm的圆片。具体制备方法为:将高氯酸钾、硝酸胍、氧化铜、碱式硝酸铜和钛粉通过图1所示混合系统后并加入原料总质量8%的蒸馏水,混合5分钟,加水过程为间歇式喷雾加入,喷雾时间为3s,间歇时间为3s,喷雾速率为2ml/s,得到第一物料;将第一物料通过20目的筛网得到第二物料;将第二物料进行烘干,烘干至含水量小于第二物料总质量的0.5%,再次通过10目的筛网得到第三物料;将第三物料通过旋转压片机进行物料成型。
实施例3
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
上述组分被称量后,通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5.0mm,厚度2.2~3.7mm的圆片。具体制备方法为:将高氯酸钾、硝酸胍、氧化铜、碱式硝酸铜和镁粉通过图1所示混合系统后并加入原料总质量8%的蒸馏水,混合5分钟,加水过程为间歇式喷雾加入,喷雾时间为3s,间歇时间为3s,喷雾速率为2ml/s,得到第一物料;将第一物料通过10目的筛网得到第二物料;将第二物料进行烘干,烘干至含水量小于第二物料总质量的0.5%,再次通过20目的筛网得到第三物料;在第三物料中加入质量为所述第三物料质量的0.5%的石墨,通过旋转压片机进行物料成型。
实施例4
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
上述组分被称量后,通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5.0mm,厚度2.2~3.7mm的圆片。具体制备方法为:将高氯酸钾、硝酸胍、氧化铜、碱式硝酸铜和镁粉通过图1所示混合系统后并加入原料总质量8%的蒸馏水,混合5分钟,加水过程为间歇式喷雾加入,喷雾时间为3s,间歇时间为3s,喷雾速率为1.5-3ml/s,得到第一物料;将第一物料通过10目的筛网得到第二物料;将第二物料进行烘干,烘干至含水量小于第二物料总质量的0.5%,再次通过10目的筛网得到第三物料;将第三物料通过旋转压片机进行物料成型。
实施例5
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
上述组分被称量后,通过湿法制粒和旋转压片机压制成8~12目的粒子。具体制备方法为:将高氯酸钾、硝酸胍、氧化铁、碱式硝酸铜和钛粉通过图1所示混合系统后并加入原料总质量8%的蒸馏水,混合5分钟,加水过程为间歇式喷雾加入,喷雾时间为3s,间歇时间为3s,喷雾速率为1.5-3ml/s,得到第一物料;将第一物料通过20目的筛网得到第二物料;将第二物料进行烘干,烘干至含水量小于第二物料总质量的0.5%,再次通过20目的筛网得到第三物料;将第三物料通过旋转压片机将物料压制成直径5.0mm,厚度2.2~3.7mm的圆片(如图3所示),再使用打粒机打粒,选用8~12目的粒子(如图4所示)。
实施例6
点火药剂原料包括如下质量百分比含量的组分:
上述组分被称量后,通过湿法制粒和旋转压片机压制成直径5.0mm,厚度3mm的圆片。具体制备方法与实施例1相同,唯一不同的是原料配比不同。
对对比例1~对比例4和实施例1-实施例6制备的点火药进行性能测试结果如表1至表5和图5至图14所示:
(1)点火药爆热测试
测试仪器:真空弹精密调温型自动热量计RF-C7000(TJ)Z。
测试条件:真空的状态下,样品量4g/次,平行测两次。
测试标准:根据由中华人民共和国航天工业部部标准QJ 1359-88《复合固体推进剂爆热测试方法恒温法》。
(2)点火药DSC-TG表征
测试仪器:德国耐驰STA449F3超高温同步热分析仪,
依据标准:航天科技集团公司第四研究院院标准号Q/G 4A-2002《复合固体推进行剂热分解温度测试方法》
测试条件:温度范围:-150℃~+700℃;升温速率10℃/min,N2气氛,N2流速60ml/min;测试点火药在10℃/min的升温速度下的起始分解温度和放热分解峰温。
(3)点火药的高温长期储存稳定性测试
依据标准:USCAR
测试方法:将点火药放置在温度107℃条件下共408h,实验前后测试药剂DSC-TG和重量,分析药剂在长时间高温老化后的DSC-TG及重量损失来衡量药剂的长储热稳定性。
(4)点火药的CCC性能测试
依据标准:《CCC性能测试标准》
测试方法:使用30毫升的密闭罐,2g点火药,AQ-3电爆管,在常温23℃,保温大于1小时,200MPa传感器,HUDE测试系统测试其性能。
(5)点火药吸湿性性能测试
参考标准:《吸湿性测定GJB8683.7-2015》
测试方法:在温度18.4℃,湿度72%,称取本专利中对比例和实施例中的配方,露空时间为172小时后称量其质量的变化,进行吸湿性测试对比,如表5所示。
表1各对比例提供的点火药物理化学性能表
表2本发明各实施例提供的点火药物理化学性能表
表3各对比例及各实施例提供的点火药老化性能表
表4各对比例及各实施例提供的点火药CCC性能表
表5各对比例及各实施例吸湿性试验性对比表
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 (22)

1.一种点火药,其特征在于:其原料包括如下质量百分比含量的组分:
高氯酸钾:30%~50%;
碱式硝酸铜:5%~20%;
燃料:30%~60%;
金属氧化物:1%~15%;
金属粉:1%~15%;所述金属粉为钛粉、镁粉、铜粉、铁粉、锆粉、铪粉、钨粉或硅粉中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的点火药,其特征在于,包括如下质量百分比含量的组分:
高氯酸钾:30%-40%;
碱式硝酸铜:5%~15%;
硝酸胍:30%~35%;
氧化铜:10%-15%;
钛粉或锆粉:8%~12%。
3.根据权利要求1所述的点火药,其特征在于:所述的燃料为硝酸胍、硝基胍、脒基甘氨酰胺、氰基胍、硝酸氨基胍、硝酸二氨基胍、硝酸三氨基胍、氨基硝基胍或硝基胍中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的点火药,其特征在于:所述金属氧化物为氧化铜、氧化铁或氧化钴中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的点火药,其特征在于:各组分混合物在模压成型之前,制成含水量小于0.5%的粒子。
6.根据权利要求1所述的点火药,其特征在于:所述点火药为圆形片状结构,所述圆形片状结构的直径为3-10mm;圆形片状结构的厚度为1-5mm;每个圆形片状结构的质量为0.01-3g。
7.根据权利要求1所述的点火药剂,其特征在于:所述点火药剂为粒状结构,粒径为8-20目。
8.根据权利要求1所述的点火药剂,其特征在于:所述金属粉为钛粉和锆粉。
9.权利要求1所述的点火药的制备方法,其特征在于:采用湿法制粒的方式制备点火药。
10.根据权利要求9所述的点火药的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)、将高氯酸钾、燃料、碱式硝酸铜、金属氧化物、金属粉按预定的比例混合,得到第一物料,向所述第一物料中加入质量为所述第一物料总质量的3%-15%的水,混合得到第二物料;
(2)、将所述第二物料通过10-40目的筛网,取筛下物,得到第三物料;
(3)、对所述第三物料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,取筛下物,得到第四物料;
(4)、对所述第四物料进行物料模压成型。
11.根据权利要求10所述的点火药的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中将高氯酸钾、燃料、碱式硝酸铜、金属氧化物、金属粉按预定的比例装入混合系统的第一容器中,所述混合系统还包括第二容器和混合装置,所述混合装置与所述第一容器连接,所述第二容器与所述第一容器可开关连通,用于存储水,通过所述混合装置带动所述第一容器振动实现混合,得到第一物料,使所述第二容器与所述第一容器连通,向所述第一物料中加入质量为所述第一物料总质量的3%-15%的水,混合得到第二物料。
12.根据权利要求11所述的点火药的制备方法,其特征在于:所述混合系统还包括雾化器,所述雾化器输入端与所述第二容器可开关连通,输出端位于所述第一容器内,用于向所述第一物料中以喷雾方式加入水。
13.根据权利要求12所述的点火药的制备方法,其特征在于:通过所述雾化器向所述第一物料中以间歇式喷雾方式加入水。
14.根据权利要求13所述的点火药的制备方法,其特征在于:喷雾时间为5-7s,间歇时间为5-8s,喷雾速率为3.5-5ml/s。
15.根据权利要求11所述的点火药的制备方法,其特征在于:所述混合系统还包括静电释放装置,用于与所述第一容器连接,实时消除混合过程中积聚的静电。
16.根据权利要求11所述的点火药的制备方法,其特征在于:所述混合装置为声波混合装置。
17.根据权利要求16所述的点火药的制备方法,其特征在于:步骤(1)中混合的总时间为4min-15min,混合加速度为20-60g,g为重力加速度。
18.根据权利要求10所述的点火药剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中将第四物料通过旋转压片机模压的方法进行物料成型。
19.根据权利要求10所述的点火药剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中物料成型得到圆形片状结构,所述圆形片状结构的直径为3-10mm;圆形片状结构的厚度为1-5mm;每个圆形片状结构的质量为0.01-3g。
20.根据权利要求10所述的点火药剂组合物的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中物料成型得到粒状结构,所述粒状结构的粒径为8-20目;所述粒状结构为将片状结构打粒后过筛得到。
21.权利要求1所述的点火药在交通工具安全气囊气体发生器中的应用。
22.一种安全气囊气体发生器,其特征在于,所用点火药原料包括如下质量百分比含量的组分:
高氯酸钾:30%~50%;
碱式硝酸铜:5%~20%;
燃料:30%~60%;
金属氧化物:1%~15%;
金属粉:1%~15%;所述金属粉为钛粉、镁粉、铜粉、铁粉、锆粉、铪粉、钨粉或硅粉中的至少一种。
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