CN1468204A - 发泡剂组合物和使用该组合物的气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供发泡剂组合物，该组合物含有含氮有机化合物、氧化剂和添加剂，发泡剂燃烧生成的每摩尔气体的放热量为至多125KJ。本发明也提供使用上述本发明发泡剂组合物的气体发生器。本发明通过抑制在具有可用于气体发生器的最佳燃烧速度的发泡剂组合物中由发泡剂燃烧产生的每摩尔气体的放热量，实现了气体发生器的小型、轻量化。

Description

发泡剂组合物和使用该组合物的气体发生器

技术领域

本发明涉及发泡剂组合物，特别是涉及适用于小型、轻量的气体发生器的发泡剂组合物和使用该组合物的气体发生器。

背景技术

可用于汽车安全装置的发泡用组合物通常含有以叠氮化钠为基剂的燃料和氧化剂。但是，由于受到叠氮化钠的毒性以及操作上的制约，一直以来都试图开发出含叠氮化物发泡用混合物的代替物。

美国专利5783773公开了作为氧化剂的相稳定化硝酸铵、作为燃料成分的三氨基硝酸胍(以下省略为TAGN)、以及TAGN/硝酸胍的组合。美国专利5780768公开了燃料成分中用硝酸胍/硝基胍、氧化剂中用高氯酸盐作为主剂的组合物。这些组合物本来都是通过将反应性低的氧化剂与燃料，如TAGN、高氯酸盐等反应性高的成分混合来获得最佳燃烧速度的，但是另一方面由于组合物的放热量也上升，不能说对于气体发生器是合适的发泡剂。

特开平2000-86375中公开了作为燃料的、其分子中含有原子量比至少25％的氧原子的化合物与金属氧化物以及金属复氧化物的组合。虽然该组合物的燃烧温度可设计得较低，但是因为氧化剂中使用了金属氧化物，所以其相对于重量的生成气体摩尔数不能满足要求，如果要确保充胀气囊所需的生成气体摩尔数，则所用发泡剂的量将增加，结果由发泡剂燃烧产生的热量也增加。即，使用这些组合物的气体发生器需要大量的冷却材料，从而难以实现气体发生器的小型、轻量化。

本发明的目的在于提供能够实现气体发生器的小型、轻量化的发泡剂组合物和使用该组合物的气体发生器。

发明的公开

本发明者们经过深入的研究，结果发现通过将发泡剂组合物燃烧产生的每摩尔气体的放热量设定在特定范围内就可解决上述课题，从而完成了本发明。

即，本发明的发泡剂组合物为含有含氮有机化合物、氧化剂和添加剂的发泡剂组合物，发泡剂燃烧产生的每摩尔气体的放热量至多125KJ。本发明的气体发生器是使用上述本发明发泡剂组合物的气体发生器。

由此，本发明通过抑制在具有可用于气体发生器的最佳燃烧速度的发泡剂组合物中由发泡剂燃烧产生的每摩尔气体的放热量，实现了气体发生器的小型、轻量化。

实施发明的最佳方式

下面对本发明进行详细说明。

本发明的发泡剂组合物含有含氮有机化合物、氧化剂和添加剂，是发泡剂燃烧产生的每摩尔气体的放热量至多125KJ的发泡剂组合物。对于追求气体发生器的小型、轻量化而言，抑制发泡剂燃烧产生的每摩尔气体的放热量是极为重要的因素。对于使用每摩尔生成气体的放热量大的发泡剂的气体发生器，气体发生器内需要大量的冷却材料，难以实现气体发生器的小型、轻量化。因此，更优选每摩尔气体的放热量至多115KJ，更加优选至多105KJ。气囊随着发泡剂燃烧、气体发生器产生的生成气体的摩尔数和生成气体的温度而膨胀。因此，为了安全地保护乘坐人员，需要足够的生成气体摩尔数和低生成气体温度。

但如果生成气体的温度过低，则为了得到充胀气囊所需的气体量(体积)，就需要更多的气体摩尔数，即需要大量的发泡剂。如果这种情形过度，则可能难以达到本发明的目的即提供能够使气体发生器小型、轻量化的发泡剂组合物。为此，虽然优选根据所需的气体发生器的小型、轻量化程度来适当设定每摩尔气体放热量的下限值，但是优选每摩尔气体的放热量至少73KJ，至少95KJ是极为合适的。也就是说，就使所需发泡剂量和冷却材料的量最小，并且使气体发生器小型、轻量化而言，最好使每摩尔气体的放热量为95-105KJ。

优选每100g本发明的发泡剂组合物生成的气体摩尔数为至少2.70摩尔，优选至少2.80摩尔。当生成气体的摩尔数少于上述数量时，发泡剂的用量将增大，无法实现气体发生器的小型、轻量化。即使在每100g的生成气体摩尔数大的情况下，如果放热量高，则气体发生器内需要大量的冷却剂，或者即使在放热量低的情况下，如果每100g的生成气体摩尔数低，结果将增加所用发泡剂的量，无论哪种情况都很难实现气体发生器的小型、轻量化。

如果每100g发泡剂组合物的生成气体摩尔数多，则即使具有极高温度的放热量，也可以抑制每摩尔生成气体的放热量，但从填装发泡剂组合物的气体发生器内部件的耐热性角度出发，优选每g发泡剂组合物的放热量至多4500J，更优选至多4000J，更加优选至多3300J。

对于生成气体的温度，从气囊的损伤、乘坐人员的烧伤角度出发，需要尽量降低温度。

这样，本发明中，将上述“每摩尔生成气体的放热量”、“每g发泡剂组合物的放热量”、“每100g发泡剂组合物的生成气体摩尔数”这些特征相应于所制造气体发生器的性能、其配置环境等进行组合，使其达到最佳状态。

另外，上述“每摩尔生成气体的放热量”、“每g发泡剂组合物的放热量”、“每100g发泡剂组合物的生成气体摩尔数”可以通过常规方法进行测定，但在发泡剂组合物的氧平衡为0的情况(即发生完全燃烧的情况)下，可以根据理论计算求出这些值。以发泡剂组合物成分中的碳原子成为CO₂、氮原子成为N₂进行计算。当生成H₂O时，由于通常以气体(水蒸气)形式供给气囊，因而将其作为气体进行计算。

本发明中所用含氮有机化合物可以采用通常可用作气囊用发泡剂中的燃料的含氮有机化合物，例如四唑类、胍衍生物等，其在发泡剂组合物中的含量随氧化剂、添加剂的种类、氧平衡等不同而不同，优选为30％重量至70％重量(包括30％和70％)，更优选35％重量至60％重量(包括35％和60％)。为了将发泡剂组合物燃烧产生的每摩尔气体的放热量调整到至多125KJ(优选至多115KJ)，将生成气体的摩尔数调整至每100g至少2.70摩尔，优选使用选自碳酸胍、硝酸胍、硝酸氨基胍及它们的1混合物中的一种作为含氮有机化合物。特别是硝酸胍成本较低，具有高于200℃的高熔点，热稳定性极好，而且从耐环境性的角度等出发，是优选的发泡剂。进而，这些化合物分子中含有氧原子，所需的氧化剂量较少即可完全燃烧，因而可望获得较高的生成摩尔数。此外，具有高的负标准生成焓-Δf，其结果可以减少发泡剂组合物燃烧释放出的能量，降低气体混合物的燃烧温度。从而，可以说其是实现本发明意图即抑制每摩尔生成气体的放热量的优选燃料。

含氮有机化合物的50％粒径如果太大，则制成发泡剂成型体时的强度低，而如果粒径太小，则需要增加粉碎成本，因而优选其50％粒径为5μm至80μm(包括5和80)，更优选10μm至50μm(包括10和50)。本说明书中，50％粒径表示个数基准50％平均粒径。

本发明所用氧化剂可以采用通常可用作气囊用发泡剂中的氧化剂的氧化剂，其在本发明发泡剂组合物中的含量随含氮有机燃料、添加剂的种类、氧平衡等不同而不同，优选为30％重量至70％重量(包括30％和70％)，更优选35％重量至60％重量(包括35％和60％)。为了将发泡剂组合物燃烧产生的每摩尔气体的放热量调整至125KJ(优选至多115KJ)，将生成气体的摩尔数调整到至多每100g在至少2.70摩尔，优选使用选自相稳定化硝酸铵、高氯酸铵、碱性硝酸金属、碱金属的硝酸盐、高氯酸盐或氯酸盐、以及碱土金属的硝酸盐、高氯酸盐或氯酸盐中的一种或多种物质作为氧化剂。从性能调整的容易程度等角度出发，特别优选使用选自上述氧化剂中的2种或多种物质混合而成的混合氧化剂。

碱性硝酸金属的例子有碱性硝酸铜等，碱金属硝酸盐的例子有硝酸钠、硝酸钾、硝酸锶等，碱金属高氯酸盐的例子有高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锶等，碱金属氯酸盐的例子有氯酸钠、氯酸钾、氯酸锶等，碱土金属硝酸盐的例子有硝酸镁、硝酸钙、硝酸钡等，碱土金属高氯酸盐的例子有高氯酸镁、高氯酸钙、高氯酸钡等，碱土金属氯酸盐的例子有氯酸镁、氯酸钙、氯酸钡等。

如以改善燃烧性为目的的美国专利5780768所公开的那样，使用高氯酸盐有可能含有氯类气体成分，并在生成气体中产生金属氯化物成分，因此本发明中的氧化剂优选使用高氯酸盐以外的氧化剂，但通过与其它氧化剂混合，或者组合的含氮有机化合物等，可以获得充分的本发明效果。

用混合氧化剂作氧化剂时，为了排除生成气体中的固体成分、改善燃烧性，混合氧化剂优选含有选自硝酸锶、碱性硝酸铜和相稳定化硝酸铵的1种或多种物质。更优选用选自硝酸锶、碱性硝酸铜和相稳定化硝酸铵的2种或3种物质配制混合氧化剂。

如果混合氧化剂的一部分使用硝酸锶，则可以获得作为发泡剂更适宜的燃烧速度。另外，硝酸锶的燃烧残渣通过与下述含硅化合物、金属氧化物的熔渣形成反应，成为易于过滤的产物，可以排除生成气体中的固体成分。

另外，碱性硝酸铜与选自碱土金属的硝酸盐和相稳定化硝酸铵的至少一种物质所形成的混合氧化剂也是合适的。

当混合氧化剂的一部分使用碱性硝酸铜时，可以改善发泡剂组合物的着火能。通常，发泡剂可通过点火工具和导火药被点燃。着火能差的发泡剂无疑将使用大量放热量大的导火药，气体发生器的总放热量将增大，无法实现气体发生器的小型、轻量化。

而且，碱性硝酸铜燃烧时产生的燃烧残渣为熔融状态的Cu₂O(m.p.＝1232℃)/Cu(m.p.＝1083℃)烟雾，由于是高熔点化合物，因而可由气体发生器中的冷却部材容易地除去。通过使其与下述硝酸锶的熔渣形成反应共存，将更易除去。就此一点，氧化剂混合体系也是有效果的。

混合氧化剂的一部分使用相稳定化硝酸铵是极其有用的。已知通过使用相稳定化硝酸铵，生成气体的摩尔数增加，并且还有使燃烧速度增大的效果。

在使用相稳定化硝酸铵的体系中，由于与例如美国专利第5783773中所公开的TAGN等高反应性的成分组合，因而伴随有制造上的危险。因此，当使用相稳定化硝酸铵时，优选使用TAGN以外的含氮有机化合物，TAGN与相稳定化硝酸铵的组合也能充分发挥本发明的效果，通过其它氧化剂、含氮有机化合物、所用添加剂，可以制得安全的发泡剂组合物。

对可用于本发明的相稳定化硝酸铵的相稳定化方法没有特别限定，一个已知技术的例子为向硝酸铵中加入钾盐。本发明中，优选向硝酸钾中加入少量的高氯酸钾、硝酸钾、氯酸钾、亚硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、草酸钾而得到的相稳定化硝酸铵，从热稳定性、氧化能力等方面考虑，特别优选用高氯酸钾或硝酸钾相稳定化的硝酸铵。这些钾盐添加到硝酸铵中的量为1％重量至30％重量(包括1％和30％)，更优选1％重量至15％重量(包括1％和15％)。

相稳定化剂也可以使用二胺金属络合物等金属络合物。当使用二胺金属络合物时，金属成分优选铜、镍和锌。

作为混合氧化剂使用的相稳定化硝酸铵在发泡剂组合物中的含量随含氮有机燃料、添加剂种类、氧平衡等不同而不同，优选1％重量至40％重量(包括1％和40％)，更优选1％重量至30％重量(包括1％和30％)。当采用经钾盐相稳定化的硝酸铵时，发泡剂燃烧生成低熔点、低沸点的氧化钾、碳酸钾或氯化钾。这些化合物极难通过气体发生器内的过滤器过滤，有可能流出气体发生器，损伤气囊，烧伤乘坐人员，因此优选将发泡剂组合物中相稳定化硝酸铵的含量设计在上述范围内。

氧化剂的粒径如果太大，则制成发泡剂成型体时的强度低，如果粒径太小，则需要增加粉碎的成本，所以优选50％粒径为5μm到80μm(包括5和80)的物质，更优选50％粒径为10μm至50μm(包括10和50)的物质。

本发明所用添加剂可以采用通常可用作气囊用发泡剂中的添加剂的添加剂，其例子有为了可以容易地滤去燃烧残渣而使用的成分(熔渣形成剂)、为了赋予耐环境性而使用的粘合剂等。添加剂在发泡剂组合物中的含量优选1％重量至15％重量(包括1％和15％)，更优选1％重量至10％重量(包括1％和10％)。

可在本发明中使用的熔渣形成剂可以是通常可用作气囊用发泡剂中的添加剂的熔渣形成剂，其具体例子有氮化硅、碳化硅、二氧化硅、硅酸盐等，本发明中特别优选采用硅烷化合物。

本发明中可用作熔渣形成剂的硅烷化合物为有机硅化合物，特别优选乙烯基硅烷、环氧硅烷、丙烯酰基硅烷(アクリルシラン)、氨基硅烷等作为硅烷偶联剂已知的硅烷化合物。硅烷化合物在本发明的发泡剂组合物中的含量为0.1％重量至15％重量(包括0.1％和15％)，更优选0.5％重量至10％重量(包括0.5％和10％)，更加优选0.5％重量至8％重量(包括0.5％和8％)。当高于该范围时，燃烧温度上升，生成气体中有可能产生对人体有害的氮氧化物。而且，发泡剂的放热量增加，有可能无法实现本发明的目的。通过在本发明的发泡剂组合物中含有硅烷偶联剂，由硝酸锶的燃烧反应生成的燃烧残渣变成通过气体发生器内的过滤器容易过滤的化合物。另外，已知通过使本发明的发泡剂组合物含有硅烷偶联剂，作为成型体的强度得到保证，而且具有使燃烧速度增加的效果。

本发明中可用的粘合剂可以使用通常可用作气囊用发泡剂的添加剂的粘合剂，随其成型方法而不同。具体的压塑成型用粘合剂的例子有合成水滑石、酸性白土、滑石、膨润土、硅藻土、二硫化钼、结晶性纤维素、石墨、硬脂酸镁、硬脂酸钙等。挤出成型用粘合剂的例子有羧甲基纤维素的钠盐、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇、瓜尔胶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺或它们的混合物等。在挤出成型的情况下，通过以0.5％重量至5％重量(包括0.5％和5％)添加这些粘合剂与润滑剂，具体地说表面活性剂、偶联剂、石墨、二硫化钼等，提高成型性。

粘合剂在本发明发泡剂组合物中的含量优选0.1％重量至15％重量(包括0.1％和15％)，更优选1.0％重量至10％重量(包括1.0％和10％)。当含量高于该范围时，使燃烧速度降低，而且生成气体的摩尔数也降低，因而可能无法达到充分保护乘坐人员的作用。当含量低于该范围时，耐环境性有可能变差。

本发明中可以将燃烧调整剂用作添加剂。可用的燃烧调整剂只要可以调整发泡剂的燃烧即可，具体例子有氧化铁、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化锰、氧化铬、氧化钴、氧化钼、氧化钒、氧化钨等金属氧化物；氢氧化铜、氢氧化钴、氢氧化锌、氢氧化铝等金属氢氧化物；以及活性炭粉末、石墨、碳黑等碳类。发泡剂组合物中的燃烧调整剂含量为0％重量至10％重量(包括0％和10％)，更优选0％重量至5％重量(包括0％和5％)。

接下来，对本发明优选组合的具体例子进行说明。在本发明的发泡剂组合物中，含氮有机化合物优选使用硝酸胍，氧化剂优选使用选自硝酸锶、碱性硝酸铜、相稳定化硝酸铵的至少2种物质，具体有下示组合等：

◆硝酸胍：40％重量至60％重量(包括40％和60％)，硝酸锶：15％重量至50％重量(包括15％和50％)，碱性硝酸铜：1％重量至30％重量(包括1％和30％)，添加剂：余量(优选0.5％重量至10％重量，包括0.5％和10％)；

◆硝酸胍：40％重量至60％重量(包括40％和60％)，硝酸锶：15％重量至50％重量(包括15％和50％)，碱性硝酸铜：1％重量至30％重量(包括1％和30％)，相稳定化硝酸铵：1％重量至30％重量(包括1％和30％)，添加剂：余量(优选0.5％重量至10％重量，包括0.5％和10％)。

添加剂优选硅烷偶联剂与合成水滑石的组合、挤出成型用粘合剂与润滑剂的组合、酸性白土等，具体例子有下示组合等：

◆硝酸胍：40％重量至60％重量(包括40％和60％)，硝酸锶：15％重量至50％重量(包括15％和50％)，碱性硝酸铜：1％重量至20％重量(包括1％和20％)，硅烷偶联剂：0.5％重量至10％重量(包括0.5％和10％)，合成水滑石：0.5％重量至10％重量(包括0.5％和10％)；

◆硝酸胍：40％重量至60％重量(包括40％和60％)，硝酸锶：15％重量至50％重量(包括15％和50％)，碱性硝酸铜：1％重量至30％重量(包括1％和30％)，酸性白土：0.5％重量至10％重量(包括0.5％和10％)；

◆硝酸胍：40％重量至60％重量(包括40％和60％)，硝酸锶：15％重量至50％重量(包括15％和50％)，碱性硝酸铜：1％重量至20％重量(包括1％和20％)，相稳定化硝酸铵：1％重量至30％重量(包括1％和30％)，硅烷偶联剂：0.5％重量至10％重量(包括0.5％和10％)，合成水滑石：0.5％重量至10％重量(包括0.5％和10％)；

◆硝酸胍：40％重量至60％重量(包括40％和60％)，硝酸锶：15％重量至50％重量(包括15％和50％)，碱性硝酸铜：1％重量至30％重量(包括1％和30％)，挤出成型用粘合剂：1％重量至10％重量(包括1％和10％)，润滑剂：0％重量至5％重量(包括0％和5％)；

◆硝酸胍：40％重量至60％重量(包括40％和60％)，硝酸锶：15％重量至50％重量(包括15％和50％)，碱性硝酸铜：1％重量至30％重量(包括1％和30％)，粘合剂：1％重量至10％重量(包括1％和10％)，酸性白土：1％重量至5％重量(包括1％和5％)，石墨：0.2％重量至5％重量(包括0.2％和5％)。

接下来对本发明发泡剂组合物的制造方法的一个例子进行说明。将上述含氮有机化合物、氧化剂和添加剂首先通过V型混合机或者球磨机等进行混合。向其中适量喷雾硅烷偶联剂，在进一步喷雾水或溶剂的同时进行混合，得到湿药块。也可以预先将硅烷偶联剂与水或溶剂混合后喷雾。此时，含氮有机化合物、氧化剂与硅烷偶联剂生成化学键，两者的结合力增强。之后，进行造粒，干燥，得到坚固的颗粒。将其压片，也可以制成发泡剂成型体。或者将湿药块原样通过挤出成型机制成挤出成型体。任何一种情况下，都是在发泡剂成型后，通过在105℃左右的温度干燥，得到能耐严酷环境条件的坚固的发泡剂成型体。

本发明发泡剂组合物的成型体可以是例如粉状、颗粒状、球状、圆柱状、单孔圆筒状、多孔圆筒状等任何形状，对其没有特别限定。[实施例]

下面给出实施例和比较例，对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限于这些例子。

实施例1

将作为含氮有机化合物成分的52.9重量份硝酸胍(50％粒径：20μm)、作为氧化剂成分的30.8重量份硝酸锶(50％粒径：13μm)以及10.9重量份碱性硝酸铜(50％粒径：10μm)、作为粘合剂的2.7重量份合成水滑石(50％粒径：10μm)通过V型混合机进行干混。

随后，用相对于发泡剂组合物总量为10％重量的水对作为硅烷化合物的2.7重量份N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷进行稀释，将该水溶液边喷雾边混合，之后进行湿式造粒，制成粒径至多1mm的颗粒。将该颗粒在90℃干燥15小时后，用旋转式压片机压塑成型为直径5mm、高1.5mm的形状，之后在105℃干燥15小时，得到本发明发泡剂组合物的片剂。

通过卡路里测量仪(岛津制作所制造，型号：CA-4P)测定所得片剂的放热量。结果，每g的放热量、生成气体的摩尔数、每摩尔的放热量都如表1所示。

实施例2

使用作为含氮有机化合物成分的51.0重量份硝酸胍(50％粒径：20μm)、作为氧化剂成分的25.1重量份硝酸锶(50％粒径：13μm)、8.9重量份碱性硝酸铜(50％粒径：10μm)、9.6重量份相稳定化硝酸铵(含有15％重量作为相稳定化剂的硝酸钾)、作为粘合剂的2.7重量份合成水滑石(50％粒径：10μm)、作为硅烷化合物的2.7重量份N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，通过与实施例1相同的方法配制发泡剂组合物，测定放热量。结果，每g的放热量、生成气体的摩尔数、每摩尔的放热量都如表1所示。

实施例3

混合作为含氮有机化合物成分的54.5重量份硝酸胍(50％粒径：20μm)、作为氧化剂成分的22.0重量份硝酸锶(50％粒径：13μm)、21.5重量份碱性硝酸铜(50％粒径：10μm)、作为粘合剂的2.0重量份酸性白土，压塑成型后，配制成发泡剂组合物，测定放热量。结果，每g的放热量、生成气体的摩尔数、每摩尔的放热量都如表1所示。

实施例4

混合作为含氮有机化合物成分的52.7重量份硝酸胍(50％粒径：20μm)、作为氧化剂成分的22.4重量份硝酸锶(50％粒径：13μm)、21.9重量份碱性硝酸铜(50％粒径：10μm)、作为粘合剂的2.0重量份酸性白土、作为燃烧调整剂的1.0重量份石墨，压塑成型后，配制成发泡剂组合物，测定放热量。结果，每g的放热量、生成气体的摩尔数、每摩尔的放热量都如表1所示。

比较例1

将作为含氮有机化合物成分的32.5重量份5-氨基四唑(50％粒径：15μm)、作为氧化剂成分的59.5重量份硝酸锶(50％粒径：13μm)、作为硅烷化合物的3.5重量份氮化硅(50％粒径：5μm)、作为粘合剂的4.5重量份合成水滑石(50％粒径：10μm)通过V型混合机进行干混。之后用旋转式压片机压塑成型为直径5mm、高2.2mm的形状，之后在105℃干燥15小时，制备本发明发泡剂组合物的片剂，测定放热量。结果，每g的放热量、生成气体的摩尔数、每摩尔的放热量都如表1所示。

比较例2

使用作为含氮有机化合物成分的50.7重量份硝基胍(50％粒径：15μm)、作为氧化剂成分的22.8重量份硝酸锶(50％粒径：13μm)、21.7重量份高氯酸铵(50％粒径：30μm)、作为硅烷化合物的1.5重量份氮化硅(50％粒径：5μm)、作为粘合剂的3.3重量份合成水滑石(50％粒径：10μm)，通过与比较例1相同的方法制备发泡剂组合物的片剂，测定放热量。结果，每g的放热量、生成气体的摩尔数、每摩尔的放热量都如表1所示。

比较例3

将作为含氮有机化合物成分的31.5重量份硝基胍(50％粒径：15μm)、作为氧化剂成分的51.5重量份硝酸锶(50％粒径：13μm)、作为粘合剂的7.0重量份酸性白土(50％粒径：5μm)和10重量份羧甲基纤维素的钠盐(50％粒径：10μm)进行粉末混合后，加入相对于组合物为10％重量的水，捏和之后，通过真空捏和挤出成型机挤出成型为直径2mm、高2mm的颗粒。将所得成型体在105℃干燥15小时，得到试验样品。也同样测定本组合物的放热量。结果，每g的放热量、生成气体的摩尔数、每摩尔的放热量都如表1所示。(表1)

       放热量      生成气体的摩尔数  每摩尔的放热量

       [J/g]       [摩尔/100g]       [KJ/摩尔]实施例1    3020        3.11                97实施例2    3270        3.31                99实施例3    2940        2.96                99实施例4    2970        2.96                100比较例1    3200        2.29                140比较例2    4650        3.60                129比较例3    3500        2.42                145[试验例]

下面，分别将本发明的发泡剂组合物实施例2和比较例1的组合物装入气体发生器中，进行密闭式60L釜试验。调整试验所用发泡剂的量，使生成气体的摩尔数全部为1摩尔。结果归纳在下表2中。

(表2)

                          实施例2               比较例1

使用的药量[g]             30                      43

使用的冷却材料重量[g]     70                      140

釜内压力[KPa]             167                     175

最高压到达时间[msec]      76.2                    75.4

釜内温度[℃]              222                     247注)冷却材料的材质·SWM(JIS规格)

由表2的结果可知，当气体发生器的输出性能一样时，使用本发明发泡剂组合物的气体发生器可大幅降低使用的药量和使用的冷却剂量。即，可以说本发明的发泡剂组合物是能实现气体发生器小型、轻量化的组合物。

产业上的可利用性

本发明通过抑制在具有可用于气体发生器的最佳燃烧速度的发泡剂组合物中由发泡剂燃烧产生的每摩尔气体的放热量，实现了气体发生器的小型、轻量化。

因此，本发明的发泡剂组合物最适合作为可使气体发生器小型、轻量化的发泡剂组合物。使用本发明发泡剂组合物的气体发生器最适合作为可小型、轻量化的气体发生器。

Claims (20)

1.发泡剂组合物，该组合物含有含氮有机化合物、氧化剂和添加剂，发泡剂燃烧生成的每摩尔气体的放热量为至多125KJ。

2.权利要求1的发泡剂组合物，其中每摩尔生成气体的放热量为至多115KJ。

3.权利要求1的发泡剂组合物，其中每100g该发泡剂组合物燃烧生成的气体摩尔数为至少2.70摩尔。

4.权利要求1的发泡剂组合物，其中每g该发泡剂组合物的放热量为至多4500J。

5.权利要求1的组合物，其中所述含氮有机化合物为选自碳酸胍、硝酸胍、硝酸氨基胍及它们的混合物的一种。

6.权利要求1的组合物，其中所述氧化剂为碱性硝酸铜与至少1种选自碱土金属硝酸盐和相稳定化硝酸铵的物质的混合氧化剂。

7.权利要求1的发泡剂组合物，其中所述添加剂为硅烷化合物，其含量为0.1％重量至15％重量，包括0.1％重量和15％重量。

8.权利要求1的发泡剂组合物，其中所述添加剂为成型用粘合剂，其含量为0.1％重量至15％重量，包括0.1％重量和15％重量。

9.权利要求1的发泡剂组合物，该组合物包含40％重量至60％重量并包括40％重量和60％重量的硝酸胍、15％重量至50％重量并包括15％重量和50％重量的硝酸锶、1％重量至30％重量并包括1％重量和30％重量的碱性硝酸铜、0.5％重量至10％重量并包括0.5％重量和10％重量的添加剂。

10.权利要求1的发泡剂组合物，该组合物包含40％重量至60％重量并包括40％重量和60％重量的硝酸胍、15％重量至50％重量并包括15％重量和50％重量的硝酸锶、1％重量至30％重量并包括1％重量和30％重量的碱性硝酸铜、1％重量至30％重量并包括1％重量和30％重量的相稳定化硝酸铵、0.5％重量至10％重量并包括0.5％重量和10％重量的添加剂。

11.气体发生器，该气体发生器使用权利要求1的发泡剂组合物。

12.气体发生器，该气体发生器使用权利要求2的发泡剂组合物。

13.气体发生器，该气体发生器使用权利要求3的发泡剂组合物。

14.气体发生器，该气体发生器使用权利要求4的发泡剂组合物。

15.气体发生器，该气体发生器使用权利要求5的发泡剂组合物。

16.气体发生器，该气体发生器使用权利要求6的发泡剂组合物。

17.气体发生器，该气体发生器使用权利要求7的发泡剂组合物。

18.气体发生器，该气体发生器使用权利要求8的发泡剂组合物。

19.气体发生器，该气体发生器使用权利要求9的发泡剂组合物。

20.气体发生器，该气体发生器使用权利要求10的发泡剂组合物。