本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生爆燃或推進(jìn)用氣體的氣體發(fā)生劑,具體地說,涉及一種安全氣囊用氣體發(fā)生劑及其制備方法。
背景技術(shù):隨著人們生活質(zhì)量的提高,汽車普及面越來越廣,汽車安全問題日益受到消費(fèi)者關(guān)注,作為汽車安全氣囊作用的核心部件——?dú)怏w發(fā)生劑的種類和性能的要求也日趨完善,一般氣體發(fā)生劑,必須滿足以下要求:安全可靠,作用及時;高低常溫環(huán)境下,相關(guān)的功能應(yīng)符合汽車安全氣囊氣體發(fā)生器行業(yè)要求;生成的氣體基本無毒無腐蝕性,對人員無傷害;氣體溫度盡可能低以防起火或燒傷人員;滿足裝備和儲存要求;殘?jiān)实停a(chǎn)氣率高等。疊氮化鈉配方氣體發(fā)生劑具有燃燒溫度低、燃燒速度快、燃燒氣體生成物主要為無毒的N2,在燃燒性能方面具有一定的應(yīng)用價值,但由于現(xiàn)有的疊氮產(chǎn)氣劑的制備為干混壓片工藝,生產(chǎn)過程中粉塵較大,容易發(fā)生爆炸等安全事故,并且其具有毒性,對人體和環(huán)境有害,在大量應(yīng)用方面存在一定的障礙。現(xiàn)有應(yīng)用較多的氣體發(fā)生劑一般是唑類、胍類、三嗪類衍生物。唑類氣體發(fā)生劑具有燃速較快的優(yōu)點(diǎn),但產(chǎn)氣率不高;胍類氣體發(fā)生劑產(chǎn)氣率較高但燃速較慢,燃燒的壓力指數(shù)較高,發(fā)生器材料選擇要求較高;三嗪類氣體發(fā)生劑燃溫較低,但燃速和產(chǎn)氣率均有缺陷?,F(xiàn)有研究有通過對上述氣體發(fā)生劑進(jìn)行改進(jìn),提高其綜合性能,例如有從組合物材料上進(jìn)行改進(jìn)的,專利CN1644574公開了硝酸胍(粒度0.5-6微米)、堿式硝酸銅(粒度0.5-6微米)、銅鐵氧化物(粒度0.1-6微米)、高氯酸鹽(粒度0.6-6微米)及助劑石蠟組成的氣體發(fā)生劑,能夠在一定程度上調(diào)節(jié)氣體發(fā)生劑燃速以適應(yīng)氣體發(fā)生器的使用要求,但其燃速僅與配比有關(guān),當(dāng)配比一定時無法調(diào)節(jié)其燃燒速率,從而制約了氣體發(fā)生劑的通用性;專利US6077372、US6224697、US6592691、US6550808、US6436211、US6103030、US6038311、US5841065Z中提供了燃料包括硝酸胍、HMX、雜環(huán)化合物、胍基脲等,氧化劑二硝酸二胺銅鹽,副氧化劑為改性硝銨、高氯酸鹽、堿性硝酸銅、金屬氧化物等為組成的氣體發(fā)生劑組合物,其性能能滿足氣體發(fā)生器的使用要求,性質(zhì)穩(wěn)定,但氣體發(fā)生劑在使用期限內(nèi)的內(nèi)彈道性能不理想;專利CN101205159公開了一種發(fā)射藥型氣體發(fā)生劑組合物,其由可燃劑硝化棉、氧化劑氧化鐵、添加劑二苯胺、還可含有硝基胍等組成,其燃燒熱穩(wěn)定性較好,氣體生成量大,但燃燒溫度較高,且燃速較快,對發(fā)生器結(jié)構(gòu)的設(shè)計有較大的影響。也有研究對材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的,例如采用內(nèi)有開孔的圓柱形氣體發(fā)生劑組合物,使非疊氮有機(jī)化合物氣體發(fā)生劑組合線性燃速處于1~12.5mm/sec范圍內(nèi)的組合物通過改變藥型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)發(fā)生器裝藥,以滿足氣體發(fā)生器的使用要求,但發(fā)生器的裝藥量較大,且燃速可調(diào)范圍較窄。現(xiàn)有氣體發(fā)生劑的綜合性能不佳,使其無法很好的滿足現(xiàn)有安全氣囊的要求,安全氣囊的性能不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明克服了現(xiàn)有的氣體發(fā)生劑綜合性能不佳,在氣體發(fā)生器的應(yīng)用中受限的缺陷,提供一種產(chǎn)氣效率高、燃速可調(diào)、使用壽命長、殘?jiān)^少、適用于各種氣囊的氣體發(fā)生器的綜合性能較優(yōu)的氣體發(fā)生劑及其制備方法。本發(fā)明的第一個目的是提供一種氣體發(fā)生劑,具有A/B核殼結(jié)構(gòu),其中,核A包括第一可燃劑和第一氧化劑,殼B包括第二可燃劑和第二氧化劑,所述第二可燃劑的燃燒速度慢于第一可燃劑。本發(fā)明的第二個目的是提供一種氣體發(fā)生劑的制備方法,包括將第一可燃劑和第一氧化劑與溶劑混合;及第二可燃劑和第二氧化劑與溶劑混合;后通過多流道共擠壓成型、干燥得具有A/B核殼結(jié)構(gòu)的氣體發(fā)生劑。本發(fā)明的發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn),采用本發(fā)明的氣體發(fā)生劑不僅燃速可調(diào),適用于各種氣囊的氣體發(fā)生器,而且產(chǎn)氣效率高、使用壽命長、殘?jiān)^少。本發(fā)明的氣體發(fā)生劑的內(nèi)核結(jié)構(gòu)采用燃燒速度快的第一可燃劑,外殼采用燃燒速度慢的第二可燃劑,當(dāng)氣體發(fā)生劑燃燒時,先燃燒外殼的燃燒速度慢的第二可燃劑,然后燃燒內(nèi)核的燃燒快的第一可燃劑,能夠較好的實(shí)現(xiàn)燃速的可調(diào),對氣體發(fā)生器的要求低,適用于各種氣囊的氣體發(fā)生器。同時包覆結(jié)構(gòu)不僅能很好的應(yīng)用各材料的性能,而且第一可燃劑被第二可燃劑包覆也能夠很好的克服各材料的缺陷,提高材料的綜合性能,使氣體發(fā)生劑具有高的產(chǎn)氣效率,低的危險特征和殘?jiān)?。同時包覆結(jié)構(gòu)也能使氣體發(fā)生器的作用時間更長。本發(fā)明通過層層致密的包覆層結(jié)構(gòu)也具有很好的防潮效果,極大的延長了氣體發(fā)生劑的使用年限,具有很好的使用性能。且工藝簡單易制備,無害無污染,易大規(guī)模生產(chǎn)。附圖說明圖1為本發(fā)明的氣體發(fā)生劑的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了一種氣體發(fā)生劑,具有A/B核殼結(jié)構(gòu),其中,核A包括第一可燃劑和第一氧化劑,殼B包括第二可燃劑和第二氧化劑,所述第二可燃劑的燃燒速度慢于第一可燃劑,產(chǎn)氣效率高、燃速可調(diào)、使用壽命長、殘?jiān)^少、適用于各種氣囊的氣體發(fā)生器,綜合性能較優(yōu)。本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)可以是單層外殼核殼結(jié)構(gòu),也可以是多層外殼核殼結(jié)構(gòu),具體的氣體發(fā)生劑可以具有兩層外殼核殼結(jié)構(gòu),例如可以是A/B/A或A/B/B兩層外殼核殼結(jié)構(gòu)。也可以是更多層外殼核殼結(jié)構(gòu),優(yōu)選,氣體發(fā)生劑具有以A/B為循環(huán)單元結(jié)構(gòu)的多層核殼結(jié)構(gòu),例如可以為A/B/A/B三層外殼核殼結(jié)構(gòu)、A/B/A/B/A/B五層外殼核殼結(jié)構(gòu);也可以優(yōu)選,氣體發(fā)生劑具有以A為核,B為循環(huán)單元?dú)さ亩鄬雍藲そY(jié)構(gòu),例如A/B/B/B三層外殼、A/B/B/B/B四層外殼核殼結(jié)構(gòu)。本發(fā)明沒有限制,一般只要采用包覆結(jié)構(gòu)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。核殼結(jié)構(gòu)可以是實(shí)心包覆顆粒,也可以具有單孔或多孔結(jié)構(gòu),較佳情況下,一般氣體發(fā)生劑為圓柱形顆粒,優(yōu)選,核殼結(jié)構(gòu)...