CN115974632A - 汽车安全气囊气体发生器用产气药及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了汽车安全气囊气体发生器用产气药及其制备工艺，材料包括还原剂30％—45％、氧化剂45％—60％、功能添加剂0％—10％和粘结剂3％—10％，制备方法包括S1，进行原料的称量、S2，进行称量好原料的混合、S3，进行混合后原料的挤出和切粒、S4，进行药粒的筛选、S5，进行药粒的晾药、混同和烘药和S6，进行检验和包装。本发明通过对产气药配方的改进，区别于现有的硝酸胍类产气药，通过功能添加剂的辅助添加，同时利用5—氨基四唑和氰尿酸三聚氰胺配合硝酸胍作为产气主要原料降低产气药着火点，使得产气药更容易点燃，解决低温着火延迟问题，同时因为功能添加剂的作用，降低产气药燃速，降低发生器内部压力及温度，进而降低了使用的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全设备领域，特别涉及汽车安全气囊气体发生器用产气药及其制备工艺。
背景技术
汽车安全气囊是确保用车安全的重要汽车部件，其与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护，在汽车相撞时，汽车安全气囊可使头部受伤率减少25％，面部受伤率减少80％左右，而在汽车安全气囊中激发气囊启动的结构是汽车安全气囊气体发生器。
产气药在汽车安全气囊气体发生器中作为产气源，在气体发生器作用时由点火具引燃并产生大量气体，使安全气囊气袋打开，现有的产气药多为硝酸胍类产气药，其存在的问题为：
1、现有的产气药着火点较高，在低温状态下容易出现着火延迟问题；
2、现有产气药着火后燃烧较快，在高温状态下容易使发生器内部压力过大，增大安全风险；
3、现有的产气药在制药的过程中直接进行烘干处理，这样就会造成在烘干的过程中使得药粒的水分集中至药芯处，为了确保药粒烘干质量达标，就会需要进行更长的烘干时间投入，同时也会造成药粒水分烘干不均匀，使得药芯水分聚集。
发明内容
本发明的目的在于提供汽车安全气囊气体发生器用产气药及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：汽车安全气囊气体发生器用产气药，所述产气药有以下原料按照质量比配制而成：
还原剂30％—45％、氧化剂45％—60％、功能添加剂0％—10％和粘结剂3％—10％；
所述还原剂包括硝酸胍、5—氨基四唑和氰尿酸三聚氰胺；
所述氧化剂包括碱式硝酸铜、碱式碳酸铜、硝酸锶、硝酸钾、高氯酸铵和高氯酸钾；
所述功能添加剂包括碳化硼、氧化铁、氧化钛、氧化钨、二氧化锰、氢氧化铝、碳酸钙、硬脂酸钙和硬脂酸镁；
所述粘结剂包括羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、粘土、瓜尔胶、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺。
优选的，所述高氯酸钾和高氯酸铵平均粒度为80-120um，所述硝酸钾、硝酸锶和硝酸铜的平均粒度为15-25um。
汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下几个实施步骤；
S1，进行原料的称量，所述原料的称量是按照质量比称量制备产气药所用的所有原料；
S2，进行称量好原料的混合，所述原料的混合包括干混和湿混两个过程，且先进行干混，然后再进行湿混；
S3，进行混合后原料的挤出和切粒，将湿混后的原料挤成条状，然后进行切粒，制成药粒；
S4，进行药粒的筛选，所述药粒的筛选是去除不饱满和残缺的颗粒块；
S5，进行药粒的晾药、混同和烘药，所述烘药包括预烘干和真空烘干；
S6，进行检验和包装，所述检验是进行药粒烘干程度的检验，在完成验收之后再进行分量包装。
优选的，所述原料的称量是先确定其中一种主材料的配制含量，然后其余的原料含量，依照该主材料的含量比进行计算后再称量。
优选的，所述原料的干混是将所有称量好的原料干粉投入到V型混药机内进行干混，且翻转的转速设置在12-45r/min，摇晃时间设置为5—8h。
优选的，所述原料的湿混是将干混均匀后的原料先投入到搅拌混合设备中，然后再向搅拌混合设备内加入蒸馏水，之后再以120-150r/min的速度进行搅拌，且搅拌时间设置为3—5h。
优选的，所述湿混的药块可以通过液压机和条状成型模具进行压铸成条，制成条状是用于后续的切粒加工，所述切粒是通过切断设备将药条均匀的等切成直径为5—10mm，厚度为3—5mm的颗粒。
优选的，所述药粒的筛选是通过筛选框将尺寸范围超过0.3—0.8mm的药粒进行筛除，同时挑拣出不均匀且残缺的颗粒。
优选的，所述晾药操作是将药粒铺开，然后进行药粒的自然晾干，使药粒中的水分含量降至12％—15％，所述混同是在药粒晾干后，通过混同设备进行药粒的混同操作，之后通过两过程的烘干操作将药粒中的水分降至1.5％—3％。
优选的，所述药粒的检验内容包括药粒烘干度的检验、药粒均匀度的检验和药粒的形状检验，验收完成之后再将检验合格的药粒转运至包装车间，进行分量包装，包装完成之后再置于阴凉通风的仓库内进行收纳存储。
本发明的技术效果和优点：
(1)本发明通过对产气药配方的改进，区别于现有的硝酸胍类产气药，通过功能添加剂的辅助添加，同时利用5—氨基四唑和氰尿酸三聚氰胺配合硝酸胍作为产气主要原料降低产气药着火点，使得产气药更容易点燃，解决低温着火延迟问题，同时因为功能添加剂的作用，降低产气药燃速，降低发生器内部压力及温度，进而降低了使用的安全风险。
(2)本发明在药粒的烘干制备工艺过程当中，先对药理进行晾干处理，这样避免直接性的强温烘干，使得药粒能够先进行一段时间的温和晾干，这样在药粒水分含量下降之后，在进行烘干操作，就使得药粒的水分不会聚集在药芯当中，既节省了烘药的时间，同时使得药粒的烘制更加均匀。
附图说明
图1为本发明产气药制备工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
汽车安全气囊气体发生器用产气药，其特征在于，所述产气药有以下原料按照质量比配制而成：
还原剂30％—45％、氧化剂45％—60％、功能添加剂0％—10％和粘结剂3％—10％；
所述还原剂包括硝酸胍，硝酸胍是一种有机化合物，化学式为CH6N4O3，为白色颗粒，硝酸胍溶于水、乙醇，微溶于丙酮，不溶于苯、乙醚，主要用于合成磺胺脒等磺胺类药物，也用于制造炸药、照相材料、消毒剂，还可以用作分析试剂，以检验络合酸中的胍盐；
5—氨基四唑，5－氨基四氮唑是一种化学物质，分子式是CH3N5，可作为原料制取多种性能极为优异的高能材料，用作汽车安全气囊填充剂，在医药化工上也用于医药合成，以及高能有机化合物的合成；试剂上用于有机配体，用它直接和金属配位；
氰尿酸三聚氰胺，氰尿酸三聚氰胺是一种无卤型阻燃剂，又叫三聚氰胺氰尿酸酯(简称MCA)，外观为白色结晶粉末，难溶于水，可溶于乙醇、甲醛等有机溶剂；呈弱酸性，能较好地分散于油类介质中，无毒、环保、无味，在300℃内很稳定，350℃吸热分解，升华，不燃，化学性质很稳定，广泛应用于尼龙、丙烯酸乳液、聚四氟乙烯树脂和其他烯烃树脂中作无卤阻燃成分，尤其适合于尼龙6和尼龙6，6这两种纯尼龙使用，具有阻燃效果好、加工烟雾小、可使阻燃等级轻松达到UL94V-O级的阻燃效果；它具有极低的应用成本、优越的电性能、机械性能以及着色性能等种种优点，与此同时，它在作为混合添加剂制造阻燃母料的时候，由于其自身良好的热稳定性以及高效阻燃性之间的极好的平衡性，因而拥有易于加工的优势；
通过氰尿酸三聚氰胺的添加能够使得产气药的燃烧速度降，进而低降低发生器内部压力及温度，使得产气药使用起来更加安全。
所述氧化剂包括碱式硝酸铜、碱式碳酸铜、硝酸锶、硝酸钾、高氯酸铵和高氯酸钾；
高氯酸钾和高氯酸铵平均粒度为80-120um，硝酸钾、硝酸锶和硝酸铜的平均粒度为15-25um。
所述功能添加剂包括碳化硼，碳化硼别名黑钻石，是一种无机物，化学式为B4C，通常为灰黑色微粉，是已知最坚硬的三种材料之一(仅次于金刚石和立方相氮化硼)，用于坦克车的装甲、避弹衣和很多工业应用品中，它的莫氏硬度约为9.5，因具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点，在耐磨材料、陶瓷增强相，尤其在轻质装甲，反应堆中子吸收剂等方面使用；
氧化铁、氧化钛、氧化钨、二氧化锰、氢氧化铝、碳酸钙、硬脂酸钙，硬脂酸钙是一种有机化合物，分子式为C36H70CaO4，白色粉末，不溶于水，可用作防水剂、润滑剂和塑料助剂等，作聚氯乙烯的热稳定剂和多种塑料加工的润滑剂，脱模剂等，使用该种原料使得制粒更加方便；
硬脂酸镁，硬脂酸镁化学式为C36H70MgO4，分子量为591.24，是一种有机化合物，为白色无砂性的细粉，与皮肤接触有滑腻感，在水、乙醇或乙醚中不溶，主要用作润滑剂、抗粘剂、助流剂，特别适宜油类、浸膏类药物的制粒，制成的颗粒具有很好的流动性和可压性，在直接压片中用作助流剂。还可作为助滤剂、澄清剂和滴泡剂，以及液体制剂的助悬剂、增稠剂。
所述粘结剂包括羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、粘土、瓜尔胶、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺。
本发明提供了如图1所示的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，所述制备工艺包括以下几个实施步骤；
S1，进行原料的称量，所述原料的称量是按照质量比称量制备产气药所用的所有原料；
原料的称量是先确定其中一种主材料的配制含量，然后其余的原料含量，依照该主材料的含量比进行计算后再称量。
S2，进行称量好原料的混合，所述原料的混合包括干混和湿混两个过程，且先进行干混，然后再进行湿混；
原料的干混是将所有称量好的原料干粉投入到V型混药机内进行干混，且翻转的转速设置在12-45r/min，摇晃时间设置为5—8h；
原料的湿混是将干混均匀后的原料先投入到搅拌混合设备中，然后再向搅拌混合设备内加入蒸馏水，之后再以120-150r/min的速度进行搅拌，且搅拌时间设置为3—5h。
S3，进行混合后原料的挤出和切粒，将湿混后的原料挤成条状，然后进行切粒，制成药粒；
湿混的药块可以通过液压机和条状成型模具进行压铸成条，制成条状是用于后续的切粒加工，所述切粒是通过切断设备将药条均匀的等切成直径为5—10mm，厚度为3—5mm的颗粒。
S4，进行药粒的筛选，所述药粒的筛选是去除不饱满和残缺的颗粒块；
药粒的筛选是通过筛选框将尺寸范围超过0.3—0.8mm的药粒进行筛除，同时挑拣出不均匀且残缺的颗粒。
S5，进行药粒的晾药、混同和烘药，所述烘药包括预烘干和真空烘干；
晾药操作是将药粒铺开，然后进行药粒的自然晾干，使药粒中的水分含量降至12％—15％，所述混同是在药粒晾干后，通过混同设备进行药粒的混同操作，之后通过两过程的烘干操作将药粒中的水分降至1.5％—3％。
S6，进行检验和包装，所述检验是进行药粒烘干程度的检验，在完成验收之后再进行分量包装；
药粒的检验内容包括药粒烘干度的检验、药粒均匀度的检验和药粒的形状检验，验收完成之后再将检验合格的药粒转运至包装车间，进行分量包装，包装完成之后再置于阴凉通风的仓库内进行收纳存储。
实施例一，本实施例着火点低，低温引燃效果较好，其5s延迟期爆发点较现有产气药降低了18％左右，本实施例燃速慢，药条燃速较现有产气药降低了5％左右；
本实施例药剂配方如下：还原剂40％－43％、氧化剂45％－48％、功能添加剂2％－8％、粘结剂4％－5％，还原剂优选采用硝酸胍，氧化剂优选采用碱式碳酸铜加硝酸钾，功能添加剂优选采用氧化铁、氧化铜加硬脂酸钙，粘结剂优选采用羧甲基纤维素钠，且本实施例的制备流程为：S1，进行上述原料的称量、S2，进行称量好原料的混合、S3，进行混合后原料的挤出和切粒、S4，进行药粒的筛选、S5，进行药粒的晾药、混同和烘药和S6，进行检验和包装。
实施例二，本实施例产气量高，每百克产气量较现有产气药增加了12％左右，本实施例燃速慢、燃烧产生气体的温度低，装配本实施例的发生器内压较现有产气药降低了7％左右，本实施例可通过调整药型尺寸有效控制燃速以达到所需状态；
本实施例药剂配方如下：还原剂47％－49％、氧化剂45％－47％、功能添加剂2％－6％、粘结剂4％－10％，还原剂优选采用硝酸胍，氧化剂优选采用碱式硝酸铜加高氯酸钾，功能添加剂优选采用氢氧化铝加硬脂酸钙，粘结剂优选采用羟丙基甲基纤维素，且本实施例的制备流程为：S1，进行上述原料的称量、S2，进行称量好原料的混合、S3，进行混合后原料的挤出和切粒、S4，进行药粒的筛选、S5，进行药粒的晾药、混同和烘药和S6，进行检验和包装。
实施例三，本实施例着火点低，低温引燃效果较好，其5s延迟期爆发点较现有产气药降低了15％左右，本实施例产气量高，每百克产气量较现有产气药增加了8％左右，本实施例可通过调整药型尺寸有效控制燃速以达到所需状态；
本实施例药剂配方如下：还原剂45％、氧化剂50％－52％、功能添加剂0.2％－1％、粘结剂4％－5％，还原剂优选采用硝酸胍，氧化剂优选采用碱式硝酸铜加高氯酸钾，功能添加剂优选采用硬脂酸钙，粘结剂优选采用羧甲基纤维素钠，且本实施例的制备流程为：S1，进行上述原料的称量、S2，进行称量好原料的混合、S3，进行混合后原料的挤出和切粒、S4，进行药粒的筛选、S5，进行药粒的晾药、混同和烘药和S6，进行检验和包装。
实施例四，本实施例着火点低，低温引燃效果较好，其5s延迟期爆发点较现有产气药降低了5％左右，本实施例燃速慢、燃烧产生气体的温度低，装配本实施例的发生器内压较现有产气药降低了10％左右，本实施例可通过调整药型尺寸有效控制燃速以达到所需状态；
本实施例药剂配方如下：还原剂45％－47％、氧化剂43％－46％、功能添加剂2％－8％、粘结剂6％－10％，还原剂优选采用硝酸胍，氧化剂优选采用碱式碳酸铜加硝酸钾，功能添加剂优选采用氢氧化铝、氧化铜加碳酸钙，粘结剂优选采用改性瓜尔胶，且本实施例的制备流程为：S1，进行上述原料的称量、S2，进行称量好原料的混合、S3，进行混合后原料的挤出和切粒、S4，进行药粒的筛选、S5，进行药粒的晾药、混同和烘药和S6，进行检验和包装。
实施例五，本实施例着火点低，低温引燃效果较好，其5s延迟期爆发点较现有产气药降低了7％左右，本实施例燃速慢、燃烧产生气体的温度低，装配本实施例的发生器内压较现有产气药降低了5％左右，本实施例可通过调整药型尺寸有效控制燃速以达到所需状态；
本实施例药剂配方如下：还原剂40％－42％、氧化剂50％、功能添加剂4％－5％、粘结剂4％－5％，还原剂优选采用硝酸胍，氧化剂优选采用碱式硝酸铜加高氯酸钾，功能添加剂优选采用氢氧化铝，粘结剂优选采用羧甲基纤维素钠加粘土，且本实施例的制备流程为：S1，进行上述原料的称量、S2，进行称量好原料的混合、S3，进行混合后原料的挤出和切粒、S4，进行药粒的筛选、S5，进行药粒的晾药、混同和烘药和S6，进行检验和包装。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.汽车安全气囊气体发生器用产气药，其特征在于，所述产气药有以下原料按照质量比配制而成：
还原剂30％—45％、氧化剂45％—60％、功能添加剂0％—10％和粘结剂3％—10％；
所述还原剂包括硝酸胍、5—氨基四唑和氰尿酸三聚氰胺；
所述氧化剂包括碱式硝酸铜、碱式碳酸铜、硝酸锶、硝酸钾、高氯酸铵和高氯酸钾；
所述功能添加剂包括碳化硼、氧化铁、氧化钛、氧化钨、二氧化锰、氢氧化铝、碳酸钙、硬脂酸钙和硬脂酸镁；
所述粘结剂包括羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、粘土、瓜尔胶、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药，其特征在于，所述高氯酸钾和高氯酸铵平均粒度为80-120um，所述硝酸钾、硝酸锶和硝酸铜的平均粒度为15-25um。
3.汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下几个实施步骤；
S1，进行原料的称量，所述原料的称量是按照质量比称量制备产气药所用的所有原料；
S2，进行称量好原料的混合，所述原料的混合包括干混和湿混两个过程，且先进行干混，然后再进行湿混；
S3，进行混合后原料的挤出和切粒，将湿混后的原料挤成条状，然后进行切粒，制成药粒；
S4，进行药粒的筛选，所述药粒的筛选是去除不饱满和残缺的颗粒块；
S5，进行药粒的晾药、混同和烘药，所述烘药包括预烘干和真空烘干；
S6，进行检验和包装，所述检验是进行药粒烘干程度的检验，在完成验收之后再进行分量包装。
4.根据权利要求3所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述原料的称量是先确定其中一种主材料的配制含量，然后其余的原料含量，依照该主材料的含量比进行计算后再称量。
5.根据权利要求3所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述原料的干混是将所有称量好的原料干粉投入到V型混药机内进行干混，且翻转的转速设置在12-45r/min，摇晃时间设置为5—8h。
6.根据权利要求3所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述原料的湿混是将干混均匀后的原料先投入到搅拌混合设备中，然后再向搅拌混合设备内加入蒸馏水，之后再以120-150r/min的速度进行搅拌，且搅拌时间设置为3—5h。
7.根据权利要求3所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述湿混的药块可以通过液压机和条状成型模具进行压铸成条，制成条状是用于后续的切粒加工，所述切粒是通过切断设备将药条均匀的等切成直径为5—10mm，厚度为3—5mm的颗粒。
8.根据权利要求3所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述药粒的筛选是通过筛选框将尺寸范围超过0.3—0.8mm的药粒进行筛除，同时挑拣出不均匀且残缺的颗粒。
9.根据权利要求3所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述晾药操作是将药粒铺开，然后进行药粒的自然晾干，使药粒中的水分含量降至12％—15％，所述混同是在药粒晾干后，通过混同设备进行药粒的混同操作，之后通过两过程的烘干操作将药粒中的水分降至1.5％—3％。
10.根据权利要求3所述的汽车安全气囊气体发生器用产气药的制备工艺，其特征在于，所述药粒的检验内容包括药粒烘干度的检验、药粒均匀度的检验和药粒的形状检验，验收完成之后再将检验合格的药粒转运至包装车间，进行分量包装，包装完成之后再置于阴凉通风的仓库内进行收纳存储。
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