一種安全氣囊產氣藥及其製備方法
2023-05-21 06:23:26
專利名稱:一種安全氣囊產氣藥及其製備方法
技術領域：
本發明是關於一種安全氣囊產氣藥及其製備方法。
技術背景
汽車安全氣囊的使用已有30多年的歷史，它對減少撞車傷亡產生了不可替代的作用。汽車安全氣囊系統中有三個部件是關鍵部件電控單元(即ECU)、傳感器和氣體發生器。氣體發生器的性能和結構主要取決於其中的產氣藥的性能如燃燒速率、產氣率等。
安全氣囊產氣藥一直都是以疊氮化鈉為主要原料，但是由於疊氮化鈉本身具有毒性，對人體和環境有害，因此目前人們現在開發新的以硝基胍為主要成分的安全氣囊產氣藥。例如，CN 1544271A公開了一種產氣組合物，該產氣組合物包括35-80重量％的燃料和 65-20重量％的氧化劑，燃料由硝基胍、硝酸胍或其混合物組成，氧化劑是過氯酸鹽、硝酸鹽或其混合物。雖然該產氣藥基本上沒有毒性，但是由於硝基胍的燃燒速率太慢，需要加入大量的過氯酸鹽、硝酸鹽或其混合物作為氧化劑。加入大量的氧化劑雖然可以在一定程度上提高產氣藥的燃燒速率，但是同時不可避免的降低了產氣藥的產氣率(單位質量產氣藥所產生的氣體量)，使得產氣藥的產氣率較低。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有的安全氣囊產氣藥的產氣率較低的缺點，提供一種產氣率高的安全氣囊產氣藥及其製備方法。
本發明提供了一種安全氣囊產氣藥，其中，該產氣藥含有硝化纖維素和安定劑，所述安定劑為胺和/或脲。
本發明提供的安全氣囊產氣藥的製備方法，其中，該方法包括將硝化纖維素、安定劑和溶劑混合，然後將該混合物成型並去除溶劑。
與其它類型的產氣藥相比，本發明提供的安全氣囊產氣藥的產氣率得到了顯著的提尚。
具體實施方式
本發明提供的安全氣囊產氣藥，其中，該產氣藥含有硝化纖維素和安定劑，所述安定劑為胺和/或脲。
在本發明提供的安全氣囊產氣藥中，以100重量份的硝化纖維素為基準，安定劑的含量可以為0. 1-20重量份，優選為0. 2-15重量份，更優選為0. 5-10重量份。
所述硝化纖維素又成為硝酸纖維素，即纖維素的羥基與硝酸發生酯化反應而得到的產物。本發明的產氣藥中的硝化纖維素的含氮量優選為10-14. 1重量％。硝化纖維素可以商購得到，或者通過已知的方法由纖維素(如棉纖維或木漿)與硝酸在濃硫酸的催化作用下進行酯化反應而製得。
所述安定劑為胺和/或脲，起到延長產氣藥的保存時間的作用。所述胺可以為現有的各種能延長產氣藥的保存時間的胺，優選的胺的例子包括但不限於苯胺、酮胺、醛胺、 喹啉中的一種或幾種；所述脲可以為現有的各種能延長產氣藥的保存時間的脲，優選的脲的例子包括但不限於二乙基二苯脲、和二甲基二苯脲。所述苯胺可以為二苯胺，酮胺可以為丙酮二胺，醛胺可以為二苯甲醛胺，喹啉可以為苯基-α -荼胺。
本發明的產氣藥還可以含有硝基胍。以100重量份的硝化纖維素為基準，硝基胍的含量可以為0-80重量份，優選為2-80重量份，更優選為5-60重量份。在產氣藥中加入硝基胍，可以提高產氣藥的熱穩定性，並且同時含有硝基胍和硝化纖維的產氣藥所產生的氣體的溫度比不含硝基胍的產氣藥產生氣體的溫度低，這樣經過過濾器過濾後就完全不會有燒破氣袋或燙傷乘客的危險。
根據需要，本發明提供的產氣藥還可以含有助溶劑、增塑劑和燃燒催化劑中的一種或幾種。
所述助溶劑可以為在所述產氣藥的製備過程中有助於將硝化纖維素和安定劑溶解在溶劑中的物質，優選為二硝基甲苯、樟腦、硝基苯中的一種或幾種。以100重量份的硝化纖維素為基準，助溶劑的含量可以為0-20重量份，優選為0. 1-15重量份，更優選為 0. 3-10重量份。
所述增塑劑可以為在所述產氣藥的製備過程中有助於將硝化纖維素和安定劑成型的物質，優選為苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、凡士林、石墨、硫酸鉀、松香中的一種或幾種。以100重量份的硝化纖維素為基準，增塑劑的含量可以為0-20重量份，優選為 0. 1-15重量份，更優選為0. 3-10重量份。
所述燃燒催化劑可以為燃燒正催化劑或燃燒負催化劑。所述燃燒正催化劑可以為能促進所述產氣藥燃燒的物質，優選為金屬氧化物、鹼金屬硝酸鹽、硼粉、鎂粉、鋁粉中的一種或幾種；所述金屬氧化物可以選自元素周期表中I B、II B、VIIIB族金屬的氧化物中的一種或幾種，優選為氧化銅、氧化鋅、三氧化二鐵中的一種或幾種；鹼金屬硝酸鹽優選為硝酸鈉和/或硝酸鉀。所述燃燒負催化劑可以為能適當降低所述產氣藥燃燒速率的物質，優選為鹼金屬和鹼土金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽和氯化物中的一種或幾種，更優選為鈉、鉀、鎂和鈣的碳酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽和氯化物中的
一種或幾種。以100重量份的硝化纖維素為基準，燃燒催化劑的含量可以為0-20 重量份，優選為0. 1-15重量份，更優選為0. 3-10重量份。
本發明提供的安全氣囊產氣藥的製備方法包括將硝化纖維素、安定劑和溶劑混合，然後將該混合物成型並去除溶劑。
所述硝化纖維素、安定劑和溶劑優選在捏合機中混合，混合溫度可以為小於等於 30°C，優選為10-25°C ；混合的時間只要使混合物的表面光滑、組織均勻緻密、無硬料即可， 例如可以為20-150分鐘，優選為40-120分鐘。
由於商品化的硝化纖維素在儲存、運輸和銷售過程中一般含有20重量％的水，因此在使用前需要將其中的水除去。可以採用常規的方法將水除去，如使用離心機。
所述溶劑優選為有機溶劑，例如，可以為醇、醚、醛、有機羧酸酯和酮中的一種或幾種。所述醇可以為碳原子數為1-10的醇，優選為碳原子數為1-6的醇。所述醇可以為一元醇或多元醇。所述醇的例子包括但不限於甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、戊醇、新戊醇、己醇、環己醇、乙二醇和丙三醇。[0022]所述醚可以為碳原子數為2-10的醚，優選為碳原子數為2-6的醚。所述醚的例子包括但不限於甲醚、乙醚、丙醚、甲乙醚、甲丙醚、甲丁醚、甲戊醚、乙丙醚和乙丁醚。
所述醛可以為碳原子數為2-10的醛，優選為碳原子數為2-6的醛。所述醛的例子包括但不限於乙醛、丙醛、丁醛、戊醛和己醛。
所述有機羧酸酯可以為碳原子數為2-10的有機羧酸酯，優選為碳原子數為2-6的有機羧酸酯。所述有機羧酸酯的例子包括但不限於甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸丁
所述酮可以為碳原子數為3-10的酮，優選為碳原子數為3-6的酮。所述酮的例子包括但不限於丙酮、丁酮、戊酮、己酮和環己酮。
以100重量份的硝化纖維素為基準，所述溶劑的用量可以為50-400重量份，優選為100-300重量份；所述安定劑的用量可以為0. 1-20重量份，優選為0. 2-15重量份，更優選為0. 5-10重量份。
在將硝化纖維素、安定劑和溶劑混合時，還可以選擇性地加入硝基胍、助溶劑、增塑劑和燃燒催化劑中的一種或幾種。以100重量份的硝化纖維素為基準，硝基胍的用量可以為0-80重量份，優選為2-65重量份，更優選為5-55重量份。以100重量份的硝化纖維素為基準，助溶劑、增塑劑或燃燒催化劑的用量可以為0-20重量份，優選為0. 1-15重量份， 更優選為0. 3-10重量份。
所述成型的方法可以為常規的成型方法，例如將所述混合物壓制為所需的任意形狀如片狀或環狀，然後切成所需尺寸。所述成型可以在常規的各種成型設備中進行，如壓伸機。
所述去除溶劑的方法優選為乾燥，可以使用各種常規的乾燥方法，例如真空乾燥、 自然乾燥、鼓風乾燥和烘乾。優選在25-80°C下烘乾。
下面通過實施例來更詳細地描述本發明。
實施例1
該實施例用於說明本發明提供的安全氣囊產氣藥及其製備方法。
將含水量為20重量％的硝化棉(含氮量為12%)在離心機中脫水，使其含水量不大於0. 15重量％。
將100重量份上述脫水的硝化棉、2重量份二苯胺、50重量份硝基胍和7重量份三氧化二鐵溶解在100重量份乙醚和100重量份乙醇的混合溶劑中中，然後在捏合機中在 20°C下混合塑化60分鐘。
將上述混合物放入壓伸機的藥缸中，開動機器，逐漸升壓控制出藥速度為1釐米/ 分鐘，壓成1. 5毫米厚的藥片，然後切成15毫米X 10毫米。
將上述得到的藥片在30°C下烘乾8小時，得到安全氣囊產氣藥Al。
實施例2-5
實施例2-5用於說明本發明提供的安全氣囊產氣藥及其製備方法。
按照與實施例1相同的方法分別製得安全氣囊產氣藥A2-A5，不同的是，產氣藥的組成如表1所示。
表 1
權利要求
1.一種安全氣囊產氣藥，其特徵在於，該產氣藥由硝化纖維素、安定劑和硝基胍組成， 所述安定劑為胺和/或脲；所述胺為苯胺、酮胺、醛胺、喹啉中的一種或幾種；所述脲為二乙基二苯脲和/或二甲基二苯脲。
2.根據權利要求
1所述的產氣藥，其中，以100重量份的硝化纖維素為基準，安定劑的含量為0. 2-15重量份，硝基胍的含量為2-80重量份。
3.根據權利要求
1或2所述的產氣藥，其中，所述硝化纖維素的含氮量為10-14.1重量％。
4.一種安全氣囊產氣藥，其特徵在於，該產氣藥由硝化纖維素、安定劑、硝基胍以及選自助溶劑、增塑劑和燃燒催化劑中的一種或幾種物質組成，所述安定劑為胺和/或脲；所述胺為苯胺、酮胺、醛胺、喹啉中的一種或幾種；所述脲為二乙基二苯脲和/或二甲基二苯脲。
5.根據權利要求
4所述的產氣藥，其中，以100重量份的硝化纖維素為基準，安定劑的含量為0. 2-15重量份，硝基胍的含量為2-80重量份，助溶劑、增塑劑或燃燒催化劑的含量為0. 1-15重量份。
6.根據權利要求
4或5所述的產氣藥，其中，所述硝化纖維素的含氮量為10-14.1重量％。
7.根據權利要求
4或5所述的產氣藥，其中，所述助溶劑為二硝基甲苯、樟腦、硝基苯中的一種或幾種；所述增塑劑為苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、凡士林、石墨、硫酸鉀、松香中的一種或幾種；所述燃燒催化劑為硼粉、鎂粉、鋁粉、氧化銅、氧化鋅、三氧化二鐵中的一種或幾種，或者為鈉、鉀、鎂和鈣的碳酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽和氯化物中的一種或幾種。
8.權利要求
1所述的安全氣囊產氣藥的製備方法，其特徵在於，該方法包括將硝化纖維素、安定劑、硝基胍和溶劑混合，然後將該混合物成型並去除溶劑。
9.根據權利要求
8所述的方法，其中，所述溶劑為醇、醚、醛、有機羧酸酯和酮中的一種或幾種；以100重量份的硝化纖維素為基準，安定劑的用量為0. 2-15重量份，硝基胍的用量為2-80重量份，所述溶劑的用量為50-400重量份。
10.根據權利要求
9所述的方法，其中，所述醇為碳原子數為1-6的醇，所述醛為碳原子數為2-6的醛，所述醚為碳原子數為2-6的醚，所述有機羧酸酯為碳原子數為2-6的有機羧酸酯，所述酮為碳原子數為3-6的酮。
11.根據權利要求
8所述的方法，其中，所述混合的溫度為10-25°C；混合的時間為 20-150 分鐘。
12.權利要求
4所述的安全氣囊產氣藥的製備方法，其特徵在於，該方法包括將硝化纖維素、安定劑和硝基胍以及選自助溶劑、增塑劑和燃燒催化劑中的一種或幾種物質和溶劑混合，然後將該混合物成型並去除溶劑。
13.根據權利要求
12所述的方法，其中，所述溶劑為醇、醚、醛、有機羧酸酯和酮中的一種或幾種；以100重量份的硝化纖維素為基準，安定劑的用量為0. 2-15重量份，硝基胍的用量為2-80重量份，助溶劑、增塑劑或燃燒催化劑的含量為0. 1-15重量份，所述溶劑的用量為50-400重量份。
14.根據權利要求
13所述的方法，其中，所述醇為碳原子數為1-6的醇，所述醛為碳原子數為2-6的醛，所述醚為碳原子數為2-6的醚，所述有機羧酸酯為碳原子數為2-6的有機羧酸酯，所述酮為碳原子數為3-6的酮。
15.根據權利要求
12所述的方法，其中，所述混合的溫度為10-25°C ；混合的時間為 20-150 分鐘。
專利摘要
一種安全氣囊產氣藥含有硝化纖維素和安定劑，所述安定劑為胺和/或脲。本發明還提供了該安全氣囊產氣藥的製備方法。與其它類型的產氣藥相比，本發明提供的安全氣囊產氣藥的產氣率得到了顯著的提高。
文檔編號C06D5/06GKCN101205159 B發布類型授權 專利申請號CN 200610170602
公開日2011年11月16日 申請日期2006年12月22日
發明者韓慧芳, 魏德賢 申請人:比亞迪股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2), 非專利引用 (1),