[发明专利]一种高燃速气体发生剂及其制粒工艺

说明书

一种高燃速气体发生剂及其制粒工艺，将硝酸胍、碱式硝酸铜、助剂、水加入容器中，加热，控制温度70℃~90℃，再使用分散设备搅拌、分散，得到混合均匀的物料，使用喷雾设备将物料干燥，得到干燥的粒子1，将粒子1整粒得到粒子2，干燥粒子2得到粒子3；将粒子3压制成药片。本发明具有较高的燃烧速率，能够满足侧气囊等对速度有特殊要求的发生器的性能需要。本工艺既能够降低原材料的成本，使得原材料在使用前不用烘干、粉碎处理，也能保证组分间的充分接触和混合，提高产品的稳定性和一致性；使用加热溶解的方式将可溶性原材料全部溶解，使用未烘干的湿态碱式硝酸铜和篮式砂磨机研磨分散得到均一物料，操作方便，生产效率较高。

技术领域

本发明涉及一种高燃速气体发生剂及其制粒工艺。

背景技术

一些汽车安全保护缓冲系统主要通过使用烟火式气体发生器完成对安全气囊充气或者驱动安全带张紧轮，从而实现减缓汽车碰撞过程带来的伤害，将驾驶员和乘员的伤害降低至最小。汽车安全气囊充气性能和安全性能要求逐渐提高，这就要求气体发生剂性能也要不断提高。

侧气囊气体发生器一般安装于座椅内，由于与人体距离短，所以要求气体发生剂燃烧过程中压力建立过程快、出口压力重复稳定。同时要求其生产成本较低。这就需要气体发生剂具备较高的燃烧速度，工艺能够保证产品的一致性，以及原材料成本和工艺成本尽可能控制，才能实现上述条件。因此国内外均对气体发生剂的工艺和燃烧性能均作了大量工作和研究。

美国Autoliv发明专利说明书US6826626中介绍了通过向配方中增加AP含量提高气体发生剂的燃烧速度，但是由于增加AP后会带来大量的Cl，配方的气体成分中可能会有大量的HCl气体，这对人体是有害的。

美国Daicel发明专利说明书US6527886B1中介绍了一种挤出工艺，通过挤出机能够制得多孔状的圆柱形药条，使用该药条也能够实现压力前慢后快式的迅速建立，也能保证生产产品的稳定一致性，但是该工艺存在技术难度较大，同时生产成本较高的问题。

一般传统的气体发生剂的生产制作工艺为加水过筛工艺，其较为复杂繁琐，需要经历原材料烘干处理、粉体干态混合、加水湿法混合、过筛制粒烘干和药粒压制成型等工艺，工序耗时耗力，较难控制生产的稳定性和一致性，而且该工艺制作的气体发生剂燃烧速度偏慢。

混合均匀性对于气体发生剂非常重要。一方面混合是否均匀决定了气体发生剂的燃烧速度快慢，混合越不均匀，燃烧速度越慢；另一方面，混合均匀性决定了气体发生剂的一致性，混合越不均匀，产品批次之间的差异越明显。传统的生产制作工艺，如干法混合直接制粒及干法混合后加水制粒都不能使气体发生剂的组分彻底混合均匀。即便是目前工业上常用的喷雾工艺也不能完全混合均匀，如中国发明专利CN101952227A虽然是利用喷雾工艺将气体发生剂制成粒子，但是其有两个弊端，一是生产气体发生剂的原材料悬浮于水中，原材料中可溶性的硝酸胍及氧化剂如硝酸盐或高氯酸盐等，溶解度有限，在不加热悬浮液的情况下很难将它们溶解，如果没有完全溶解，气体发生剂配方的燃烧速度不能最大限度的发挥出来；二是不溶性固体悬浮物如果不分散或者只使用搅拌桨等弱分散设备，悬浮液体系无法保持均一不分层，所得气体发生剂粒子混合不均一，且生产过程中经常堵塞管道或喷嘴，影响生产；三是其生产过程中使用的碱式硝酸铜氧化剂是合成洗涤出来烘干的成品，而本发明使用的是直接合成出来后经过洗涤，未经过烘干的湿态碱式硝酸铜。使用这一原材料的优势不仅仅在于可以将成本降低一半左右，而且最为重要的是直接合成的湿态原材料微粒之间没有粘连和架桥，彼此不团聚，处于水分子隔离状态，保证分散的均匀性。而使用中国发明专利CN101952227A的方式生产出来的气体发生剂无论均一性或者燃烧速度均不能满足侧气囊用气体发生剂对高燃速的要求。

由此期望能够生产一种气体发生剂，具有较高的燃烧速度，产品均一性，产品压力性能能够实现快速建立，避免出现点火延迟，满足气囊气体发生器的性能要求，而且该气体发生剂的生产工艺能够保证稳定性、成本较低，这样才能保证产品具备较好的市场竞争力。

发明内容