CN1656045A - 微气体发生 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于压力激活的约束系统装置(例如用于如座椅安全带预收紧器的微气体发生器)的气体发生剂组合物。该组合物在包含非叠氮化物的含氮气体发生燃料、金属氨合物硝酸盐氧化剂和金属氧化剂燃烧速率加快和造渣添加剂之外，还含有高氯酸钾气体发生添加剂。该气体发生剂组合物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物相比具有改进的可燃性。该气体发生剂组合物产生的排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物产生的排出物相比，其一氧化碳含量和NOx含量之一或两者降低了。

Description

微气体发生
发明背景
本发明总体涉及气体发生剂组合物，更具体涉及特别适用于微气体发生器装置(如用于座椅安全带预收紧(pretensioning))的气体发生剂组合物，以及使用该气体发生剂组合物产生气体的装置、系统和方法。
用于保护车辆里面的人(下文简称车辆乘员)的各种安全约束系统已经广泛使用。通常在这些系统中，一旦发生需要约束车辆乘员的状况，约束装置就会起动(actuated)。例如，车辆碰撞就是常见的需要约束车辆乘员的事件。
一个常见类型或形式的车辆可起动的乘员约束系统包括座椅安全带，该安全带可伸长越过车辆乘员，它包括一个可起动装置(例如预收紧器(pretensioner))，用来相对于乘员移动至少一部分安全带。例如，一种新型安全带被称作三点式约束，因为它有三个点牢牢固定在车辆上，这三个点的位置在车辆乘员周围，通过躯干对角线部分和水平的膝上部分来将车辆乘员保持在座椅上。安全带通常由倾向于拉紧安全带的弹簧加载收紧器(spring-loadedretractor)和用来迅速释放安全带的带扣安装在车辆上。座椅安全带预收紧器通常位于约束用座椅安全带的牵引器处或者带扣一端。安全带预收紧器通常设计成贮存能量，在能量释放时进行预收紧操作。这一能量可以是机械能，例如受力弹簧的形式，但是更普遍的新型预收紧器通常是烟火式操作的(pyrotechnically operated)。烟火式操作的预收紧器通常包括一根密封管，内含气体发生剂组合物，该组合物能迅速反应产生气体并迅速膨胀以提供能量进行预收紧操作。例如，所产生的气体可用来驱动例如与座椅安全带或其它约束装置有关的预收紧器所包含或使用的活塞等。考虑到由这些装置产生的气体与常用于可充气约束系统气囊垫充气的气体发生充气机相比气体发生量相对较少，这些装置通常被称作“微气体发生器”。
微气体发生器通常是一个外壳内装有引发元件(如点火管的形式)、中间点火剂组合物和高输出量的气体发生材料。这些装置中使用的点火管通常包括加热的电桥标准导线，上面施加了非常热的热敏性燃烧引发剂组合物。然而，如果需要可以使用其它已知的引发元件。因此，微气体发生器一般是非常小的装置，它通常含有对应于气袋充气机中所含的组件，包括引发元件、点火剂组合物和高输出量的气体发生材料，但是微气体发生器中没有气袋充气机中通常有的那种程度的物理分离。而且，由于微气体发生器应用时要求工作时间非常短(例如工作时间约为6毫秒或更短)，这些装置所含的点火材料与气体发生材料的比值通常要比典型的气袋充气装置大得多。例如，为保护驾驶员的前排抗冲气囊垫充气的充气装置所含的点火材料占充气装置中存在的所有气体发生材料(例如点火材料和气体发生输出材料)总量的约3-10重量％。与之相比，在微气体发生器中，点火材料的相对存在量通常为气体发生材料总量的至少约20重量％，通常约为装置中气体发生材料总量的约20-50重量％。
常用于为汽车可充气约束气囊垫充气的气体发生剂组合物以前最通常使用或基于叠氮化钠。这类叠氮化钠基组合物一旦引发通常产生或形成氮气。尽管叠氮化钠和其它一些叠氮化物基的气体发生材料的使用满足目前的工业规范、指南和标准，但是这种使用可能产生潜在的问题，例如这些气体发生材料的安全性、有效操作、供给和处理。
出于一些经济和设计方面的考虑，也希望和需要叠氮化物基烟火材料和相关气体发生物质的替代品。例如，在最小化或者至少是降低可充气约束系统的整个空间要求(特别是与这些系统的充气组件有关的要求)方面的兴趣激发了寻求这样的气体发生材料的需求：它能提供与典型或常用的叠氮化物基气体发生剂相比相对较高的单位体积气体产率。此外，汽车和气袋工业的竞争导致需要这样的气体发生剂组合物：它能满足一种或多种条件，例如由较价廉的组分或材料组成或使用这些组分或材料，并且适合于通过更有效或更经济的气体发生工艺进行加工。
因此，人们继续开发和使用其它合适的气体发生材料，特别是努力开发用于充气装置的不含叠氮化物的气体发生剂。鉴于以上所述的原因，需要和希望有一种不含叠氮化物的气体发生材料，这种材料在克服叠氮化物基气体发生剂的至少一些潜在问题或缺点的同时，还能提供较高的气体产率，例如与典型的叠氮化物基气体发生剂相比较高的气体产率。尤其需要能解决一个或多个上述问题和局限性的成本较低的气体发生材料。
正如我们所知，用于座椅安全带预收紧或者与座椅安全带预收紧有关的微气体发生装置的所需特性是从相对小的体积中产生相对大量的气体。此外，还需要该气体发生装置避免产生大量不合需要的废气或者使废气的产生最小化，这些废气例如是一氧化碳和含氮的氧化物(例如NOx，如NO和NO2)，这些废气可能以某种方式溢到车辆内部从而与乘员接触。
在上述相关申请(现在是美国专利6,103,030；6,083,331；6,224,697)中揭示的气体发生材料和组合物通常可提供高燃烧温度(约2100K)和高气体产量(例如约3.3摩尔/100克材料)，正如用于微气体发生器(例如用于座椅安全带预收紧)所要求或所希望的。然而，这些气体发生材料通常需要含有辅助烟火材料(例如点火材料)以满足一种或多种性能要求，例如这些材料将要用于低温(如低至-40℃的温度)操作时要适合于低温操作。遗憾的是，内含点火材料(例如颗粒状材料)的要求会使系统设计和操作复杂化，同时还会不利地增加相关成本。例如，由于气体发生材料颗粒通常比点火材料颗粒大，因此将点火材料颗粒和气体发生材料颗粒包装在一起常常会使得点火材料颗粒迁移到气体发生材料床的底部且远离点火管。因此，这些装置会发生不希望有的不稳定和/或多变的点火，例如各装置的点火材料迁移量和/或点火材料迁移程度可能都是不同的。鉴于此，通常将点火材料单独包装，使其紧挨着点火管，这样一旦起动点火材料就能始终迅速且完全点火，提供足够的能量来均匀地点燃气体发生材料。遗憾的是，为了满足在装置处于起动前状态期间将点火材料和气体发生材料主体保持分开的要求，通常需要向该装置中加入附加部件或组件。众所周知，加入附加组件会不利地增加装置的重量、尺寸和成本中的一项或多项。
因此，需要并要求改进特别适用于微气体发生装置(如用于座椅安全带预收紧)的气体发生剂组合物，以及相应或相关改进气体发生装置、系统和方法。在这一方面，对于气体发生剂组合物以及相应或相关的改进的气体发生装置、系统和方法有以下的特别需要和要求：在满足例如与燃烧温度和气体产量有关的微气体发生器应用要求之外，还能无需存在或含有辅助烟火化合物(如点火剂)，以满足例如与低温操作有关的性能要求，所述低温操作通常指在低于室温(25℃)直至低到例如约-40℃的温度下操作。此外，还需要对特别适用于微气体发生装置的气体发生剂组合物进行改进，使所述组合物产生的气体排出物中不希望有的废气(例如一氧化碳和NOx)含量降低。
发明概述
本发明一个总的目的是提供一种改进的气体发生剂组合物，该组合物特别适用于微气体发生装置(如用于座椅安全带预收紧)，以及相应或相关的经改进的气体发生装置、系统和方法。
本发明的一个具体目的是克服一种或多种上述问题。
通过下述气体发生剂组合物能够至少部分实现本发明总的目的，该组合物的一个优选方案是含有约25-60重量％非叠氮化物的含氮气体发生燃料、约10-55重量％金属氨合物硝酸盐氧化剂、约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分、约2-10重量％金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂和约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
现有技术通常不能提供如下的气体发生剂组合物：在满足例如与燃烧温度和气体产量有关的应用于微气体发生器的性能要求之外，还能无需存在或含有辅助烟火化合物(如点火剂)，以满足例如与低温操作(如在低至-40℃的温度下操作)有关的性能要求。现有技术的气体发生剂组合物中含有点火辅助烟火化合物，这使得在相应的气体发生装置中要有额外的部件或组件，这样就会不利地增加该装置的重量、尺寸或成本中的一项或多项。此外，现有技术通常也不能提供这样的气体发生剂组合物：它产生的气体排出物中不希望有的废气(例如一氧化碳和氧化氮)的含量适当降低，适用于特定场合，例如包括在座椅安全带预收紧应用中的微气体发生器。
根据另一个优选方案，本发明还包括一种气体发生剂组合物，它含有约25-60重量％硝酸胍、约10-55重量％二硝酸二氨合铜(copper diamminedinitrate)、约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分、约2-10重量％选自SiO2、Al2O3及其混合物的金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂，以及约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
本发明还包括一种座椅安全带预收紧器气体发生剂组合物，它包含约25-60重量％硝酸胍、约10-55重量％二硝酸二氨合铜、约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分、约2-10重量％选自SiO2、Al2O3及其混合物的金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂和约4-10重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
本发明还包括一种乘员约束系统装置(occupant restraint system device)，它包括一个装有反应剂材料供源的外壳。根据本发明的一个优选实施方案，含燃料组分的反应剂材料包含约25-60重量％非叠氮化物的含氮气体发生燃料、约10-55重量％金属氨合物硝酸盐氧化剂、约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分、约2-10重量％金属氧化剂燃烧速率加快和造渣添加剂和约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
本发明还包括一种适合用于汽车乘员约束系统的气体发生方法。在本发明的一个优选实施方案中，该方法包括直接点燃一种含燃料组分的反应剂材料，它包含约25-60重量％非叠氮化物的含氮气体发生燃料、约10-55重量％金属氨合物硝酸盐氧化剂、约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分、约2-10重量％金属氧化剂燃烧速率加快和造渣添加剂和约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
本领域技术人员从下文的详细说明结合权利要求书和附图可以看到本发明的其它目的和优点。
附图的简要说明
图1是本发明一个实施方案的微气体发生装置的部分剖面简要示意图。
图2是表示比较例1和实施例1中容器压力与时间关系的图。
发明详细说明
本发明提供了一种气体发生材料，用于压力激活约束系统装置，如微气体发生器应用，例如座椅安全带预收紧器。
参见图1，它示出了一个乘员约束系统装置，根据本发明的一个优选实施方案，该装置的形式是微气体发生装置，由附图编号10来整体表示。具体而言，示出的微气体发生器10具有那些适用于在座椅安全带预收紧器等装置中驱动活塞等的装置的总体形式。
微气体发生器10包括外壳12形成一个室14。外壳12至少部分由一个长条状大致为圆柱形的套管16所界定，具有开放的第一端20和闭合的第二端22，优选是可以形成一个整体结构。众所周知，这种结构能有利地用来减少或消除该结构中所需或所用的焊接次数，例如无需焊接端盖以闭合外壳12的一个或多个端部。
引发器由编号24表示，其形式例如是加热的电桥标准导线点火管(heatedbridgewire squib)，与套管第一端20恰当地结合或以其它方式连接在上面以密闭该第一端。引发器24包括或具有两个电极插脚26和28。电极插脚26和28与一个或多个传感器(图中未示出)发生信号接收连接，所述传感器例如是本领域己知的能有效地向引发器24发送信号以实现所需的起动。
正如本领域技术人员懂得和本说明书所教导的，如果需要，其它合适形式的引发器(如本领域已知的)可用来实施本发明。所述其它合适形式的引发器例如可包括火花放电、加热或爆炸的导线或箔和直通隔板引发器(through bulkheadinitiators)，如有需要可任选地含有所需量的合适的烟火用料。因此，应该理解，本发明可以在较宽的范围内实施，不一定局限于包括和/或使用加热的电桥标准导线点火管。
外壳12容纳或以其它方式包括气体发生剂组合物供源，由编号30表示。如下文详述，在一个优选实施方案中，本发明较好是使用这样一种气体发生剂组合物，在满足与微气体发生器(如形式是座椅安全带预收紧器)用材料有关的严格要求之外，还能有利地实现以下一项或多项：
a)无需包含辅助烟火化合物(点火剂)，以使得该装置能满足或恰当地满足例如低温操作(如在低于室温(25℃)至低到如-40℃的温度下操作)时的性能要求，
b)产生的气体排出物中不希望有的废气(如一氧化碳和NOx)含量适当降低。
本发明的气体发生剂组合物优选包含燃料组分、氧化剂组分、燃烧速率加快和造渣添加剂和高氯酸钾气体发生添加剂。更具体而言，本发明优选的气体发生剂组合物包括或含有约25-60重量％非叠氮化物的含氮气体发生燃料、约10-55重量％金属氨合硝酸盐氧化剂、约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分、约2-10重量％金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂和约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
如上所述，用于本发明的优选燃料本质上是非叠氮化物。用于本发明的燃料的组群或种类包括各种含氮有机燃料和至少一种过渡金属的四唑络合物。用于本发明的含氮有机燃料的具体例子包括硝酸胍、氨基胍硝酸盐、三氨基胍硝酸盐、硝基胍、双氰胺、triazalone、nitrotriazalone、四唑以及它们的混合物。可使用过渡金属(例如铜、钴、还可以是锌)的四唑络合物。本发明特定的气体发生剂组合物中的气体发生燃料组分可以由单种这类燃料组成，也可以包括多种这类燃料的组合。
此外，如果需要，气体发生材料的燃料组分可包括金属燃料。用于本发明的金属燃料的具体例子包括硅、铝、硼、镁、铝镁合金，以及它们的组合。
在本发明的一些优选实施方案中，气体发生材料的燃料组分包括硝酸胍燃料或者硝酸胍与一种或多种硅、铝、硼、铝镁合金以及它们的合金和组合的金属燃料的混合物。这些金属燃料优选是以粉末状使用，以便与组合物的其它组分混合。尽管加入这些金属燃料可用于多种用途，但一般而言在组合物中加入这些金属燃料是为了提高所得组合物的燃烧温度。
实践中，硝酸胍是一种特别好的燃料，其原因有以下一个或多个：它经济成本较低；通常能避免不希望有的与铜或其它可能存在的过渡金属的络合；本身高度氧化，从而可用来最小化或减少燃烧所需的外加氧化剂用量。硅、铝、硼、铝合金、镁合金以及它们的组合如果存在的话，其存在量通常最高为气体发生剂组合物总量的约5重量％。
根据本发明一个优选的实施方案，气体发生剂组合物的约10-55重量％是金属氨合物硝酸盐氧化剂。用于本发明的优选金属氨合物硝酸盐氧化剂材料包括二硝酸二氨合铜、二硝酸二氨锌和它们的组合，特别好的是二硝酸二氨合铜。
本发明的气体发生剂组合物优选是还含有约2-10重量％金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂。用于本发明的金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂的具体例子包括二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化硼以及它们的组合。一般来说，二氧化硅、氧化铝和它们的组合是用于本发明的较佳金属氧化物添加剂。金属氧化物被用作燃烧速率加快剂并用来造渣使之能从气袋充气机气流中容易地过滤出来。加入并使用这些氧化硅和氧化铝材料能特别有效地便于产生渣料，使之能从气袋充气机气流中较容易地过滤出来。
在本发明的实践中，据信是气体发生剂组合物中存在的金属氧化物组分与较高用量的金属胺硝酸盐的组合一起作用得到该组合物的高燃烧速率和低燃烧速率压力指数。
本发明优选的气体发生剂组合物包括或含有约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。在一些特别好的本发明气体发生剂组合物中，高氯酸钾气体发生添加剂的用量约为4-10重量％。特别是当高氯酸钾气体发生添加剂的用量至少约为4重量％时，含有该高氯酸钾气体发生添加剂的本发明气体发生剂组合物的优点就尤为显著。此外，高氯酸钾气体发生添加剂的用量超过约10重量％的气体发生剂组合物会不利地降低该组合物反应产生的气体产量。
本领域技术人员和接受本说明书教导的人员会理解，高氯酸钾优选是能与组合物的其它组分相容。也就是说，在标准使用条件(如温度≤107℃)下直至燃烧被引发之前在高氯酸钾和其它组合物组分之间通常没有不希望有的化学反应。例如，更具体来说，高氯酸钾优选是无水形式，因为水合物质在升高温度(如高于25℃的温度)会不希望地与组合物材料(如金属氨合物硝酸盐氧化剂)反应，从而导致不希望有的降解。
据发现，本发明气体发生剂组合物中存在或含有的上述高氯酸钾能够使气体发生剂组合物在-40℃的可燃性与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物相比得到充分的提高，由此避免了在微气体发生器乘员约束系统装置10中存在或含有点火材料的需求。也就是说，本发明的气体发生剂组合物优选是即便在低温下也是可直接点燃的(即无需中间点火材料就可点燃)。本领域技术人员和接受本说明书教导的人员应知道，消除对点火材料的需求可以使得含该气体发生剂组合物装置的设计和制造明显简化，并且降低生产制造该装置的成本。
此外，据发现，本发明气体发生剂组合物中存在或含有高氯酸钾还能使该组合物反应产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物燃烧产生或形成的气体排出物相比有利地提高了品质。更具体而言，据发现，本发明含高氯酸钾添加剂的气体发生剂组合物产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物燃烧产生或形成的气体排出物相比一氧化碳和一种或多种NOx材料之一或两者的相对含量减少。
本发明一种特别好的气体发生剂组合物包含：
约25-60重量％硝酸胍，
约10-55重量％二硝酸二氨合铜，
约2-10重量％金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂，选自SiO2、Al2O3和它们的组合，
约1-20重量％，优选是约4-10重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
引发器24和气体发生剂组合物源30的位置是能够使它们在一旦起动时处于能引发反应的联接关系，这样引发器24的起动能导致至少一部分气体发生剂组合物源30发生反应。在一个具体的实例中，引发器24和气体发生剂组合物源30直接接触。
尽管图中示出的气体发生材料源30是颗粒状材料的形式，但应该理解本发明可以在较宽范围内实施，不一定局限于包含和使用特定形式的气体发生材料。因此，如果需要，还可以使用其它恰当形式的气体发生材料，包括例如片状、粒状和圆片状。
操作
如图1所示，微气体发生器10的典型操作如下：
一旦传感到发生了需要起动微气体发生器10的事件，电信号就被送到引发器24。该引发器工作对气体发生材料源30点火，使气体发生材料源被点燃产生气体。在例如微气体发生器10是座椅安全带预收紧器的场合，产生的气体可用来驱动活塞以恰当地拉紧安全带。然后，该产生的气体会合适地从活塞装置中排出，例如排放到车辆的客厢，这是本领域已知的。
正如本领域技术人员懂得和本说明书所教导的，本发明的气体发生剂组合物可以用多种方法加工或制备。本发明气体发生剂组合物的一种有用的加工工艺是将所需量的高氯酸钾与其余所需的气体发生材料组合物简单干混。或者，所需量的高氯酸钾可以在气体发生剂组合物配方的喷雾干燥工艺中作为外加组分加入，如上述相关的现有美国专利申请(现为美国专利6,103,030；6,083,331；6,224,697)中所述。
以下实施例说明或演示了与实施本发明有关的各方面，结合这些实施例来更详细地说明本发明。应该理解，在本发明精神范围内的所有变化都是被要求保护的，因此不能认为本发明受到这些实施例的限制。
实施例
比较例1和实施例1
在配有压力传感器和高速数据收集系统的10立方厘米的密闭氧弹试验容器中于-40℃的温度使用测试用气体发生装置，该装置的配置如图1所示并含有下表1所示的各种气体发生剂配方。记录试验容器中压力与时间的关系，绘出曲线，对两种气体发生剂组合物作一比较。
            表1--气体发生剂组合物(重量％)
    比较例1     实施例1
硝酸胍     42.95     54.72
二硝酸二氨合铜     51.95     34.49
二氧化硅 5.10 4.79
高氯酸钾 -- 6.00
比较例1所用的基线气体发生剂组合物是一种平衡配方，其中燃料和氧化剂的用量被调节到燃烧时理论上仅产生一氧化碳、水和氮气。实施例1的配方中燃料稍微多一些，目的是满足气体排出物浓度的客户要求但又要与含有相同量高氯酸钾的平衡配方获得相同的性能结果。
图2是比较例1和实施例1试验充气机的容器压力与时间的关系图。
如图2所示，实施例1的气体发生剂组合物(含有本发明的高氯酸钾)与比较例1的基线配方相比，在燃烧轨迹的早期燃烧得更快，并且更早地达到了最大压力。特别是，含有高氯酸钾气体发生添加剂的配方能满足汽车制造商的性能要求，而基线配方却不能。因此，存在或含有本发明的添加剂能有利地提高气体发生材料的性能以满足汽车制造商的要求。
比较例2和实施例2
在这些试验中，将装有32克下表2所示的各平衡气体发生剂组合物的超重试验五金支架放在60升容器中燃烧，用FTIR测量其中的气体排出物。结果示于下表3。
在实施例2的组合物中，高氯酸钾与经喷雾干燥的含其它组分的配方干混合。
                      表2
    比较例2     实施例2
组成(重量％)
硝酸胍     42.95     45.63
二硝酸二氨合铜     51.95     45.48
二氧化硅     5.10     4.89
高氯酸钾     --     4.00
当量比     1.00     1.00
               表3
试验     排放物(ppm)
 CO  NO  NO2
比较例2  6730  9903  1849
实施例2  2717  3525  342
结果讨论
两种组合物均被配制成燃烧时只产生一氧化碳、水和氮气。两种组合物的燃烧温度相似，足以消除温度对排出物浓度的影响。
如表3所示，本发明实施例2含有高氯酸钾的气体发生剂组合物在燃烧时，富含燃料的排出物种(如一氧化碳)和富含氧的排出物种(如NOx)均减少。
因此，本发明提供了一种改进的气体发生剂组合物，它特别适用于微气体发生装置，例如用于座椅安全带预收紧，以及相应或相关的改进的气体发生装置、系统和方法。特别是，本发明的气体发生剂组合物在满足应用于微气体发生器乘员约束系统装置(如座椅安全带预收紧器)的要求(如关于燃烧温度和气体输出的要求)之外，还能有利地直接可点燃，因此无需存在或含有辅助烟火化合物(如点火剂)，从而满足例如关于低温操作的性能要求，所述低温操作例如是在低于室温(25℃)至低到例如约-40℃的温度下操作。此外，本发明提供的气体发生剂组合物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物相比，其产生的气体排出物中不希望有的排出气体(如一氧化碳和NOx)的含量被适当降低了。
上文参考了本发明气体发生剂组合物用于微气体发生器乘员约束系统装置的具体实例来说明本发明。但应该理解，如果需要，本发明的气体发生剂组合物能用于其它恰当的乘员约束系统装置，正如本领域技术人员懂得和本说明书所教导的。
本说明书揭示的本发明可以在缺乏那些本说明书未具体揭示的元素、部件、步骤、组件或成分的情况下得以恰当地实施。
尽管在上文的详细说明中本发明用一些优选实施方案来说明，并且为了说明例举了许多细节，本领域技术人员显然知道本发明还有其它的实施方案，在不偏离本发明基本原理的情况下可以对上文所述一些细节做相当多的变化。

Claims (25)

1.一种气体发生剂组合物，它包含：
约25-60重量％非叠氮化物的含氮气体发生燃料；
约10-55重量％金属氨合物硝酸盐氧化剂；
约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分；
约2-10重量％金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂；和
约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
2.如权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物相比具有改进的可燃性。
3.如权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物在燃烧时的气体排出物相比，其NOx相对量更少。
4.如权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物在燃烧时的气体排出物相比，其一氧化碳含量更少。
5.如权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述非叠氮化物的含氮气体发生燃料包括硝酸胍。
6.如权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述金属氨合物硝酸盐氧化剂包括二硝酸二氨合铜。
7.如权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂选自SiO2、Al2O3以及它们的混合物。
8.如权利要求1所述的气体发生剂组合物，其特征在于高氯酸钾气体发生添加剂的存在量约为4-10重量％。
9.一种含有权利要求1所述气体发生剂组合物的座椅安全带预收紧器。
10.一种含有权利要求1所述气体发生剂组合物的乘员约束系统装置。
11.一种气体发生剂组合物，它包含：
约25-60重量％硝酸胍；
约10-55重量％二硝酸二氨合铜；
约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分；
约2-10重量％选自SiO2、Al2O3及其混合物的金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂；和
约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
12.如权利要求11所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物相比具有改进的可燃性。
13.如权利要求11所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物在燃烧时的气体排出物相比，其NOx相对量更少。
14.如权利要求11所述的气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物在燃烧时的气体排出物相比，其一氧化碳含量更少。
15.如权利要求11所述的气体发生剂组合物，其特征在于高氯酸钾气体发生添加剂的存在量约为4-10重量％。
16.一种含权利要求15所述气体发生剂组合物的座椅安全带预收紧器。
17.一种座椅安全带预收紧器气体发生剂组合物，它包含：
约25-60重量％硝酸胍；
约10-55重量％二硝酸二氨合铜；
约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分；
约2-10重量％选自SiO2、Al2O3及其混合物的金属氧化物燃烧速率加快和造渣添加剂；和
约4-10重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
18.如权利要求17所述的座椅安全带预收紧器气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物相比具有改进的可燃性。
19.如权利要求17所述的座椅安全带预收紧器气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物在燃烧时的气体排出物相比，其NOx相对量更少。
20.如权利要求17所述的座椅安全带预收紧器气体发生剂组合物，其特征在于所述组合物燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物在燃烧时的气体排出物相比，其一氧化碳含量更少。
21.一种适合用于机动车乘员约束系统的气体发生方法，该方法包括：
直接点燃一种含燃料组分的反应剂材料，它包含约25-60重量％非叠氮化物的含氮气体发生燃料、约10-55重量％金属氨合物硝酸盐氧化剂、约0-50重量％硝酸铵辅助氧化剂组分、约2-10重量％金属氧化剂燃烧速率加快和造渣添加剂和约1-20重量％高氯酸钾气体发生添加剂。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于所述反应剂材料与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似组合物相比具有改进的可燃性。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于所述反应剂材料燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似反应剂材料在燃烧时的气体排出物相比，其NOx相对量更少。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于所述反应剂材料燃烧时产生的气体排出物与不含高氯酸钾气体发生添加剂的类似反应剂材料在燃烧时的气体排出物相比，其一氧化碳含量更少。
25.如权利要求21所述的方法，其特征在于所述高氯酸钾气体发生添加剂在所述反应剂材料中的存在量约为4-10重量％。
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