[发明专利]安全带预紧器产气药及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产生爆燃或推进用气体的产气药，具体地说，涉及一种安全带预紧器产气药及其制备方法。

背景技术

汽车安全带发明几十年来，挽救了许多人的生命，现已成为轿车上的标准件。安全带是汽车安全约束系统中最重要的保护设施，在碰撞事故中对减轻乘员伤害尤其是对保护乘员胸部和头部安全起着重要作用。汽车预紧式安全带是近二十年才发展起来的被动式安全装置，可在汽车发生碰撞时，立刻收紧安全带，从而限制或减缓乘员因惯性发生的前冲和二次碰撞，对乘员进行有效的保护。对气体发生器要求的气体发生剂主要特点是燃速高、产气量大、做功能力强。

常用于汽车预紧式安全带气体发生器的气体发生剂以前以叠氮化钠为主要组分，以叠氮化钠为主要组分的气体发生剂存在很多环境问题和潜在危险。因此，人们一直在寻找一种适合预紧式安全带用的气体发生剂。

如CN1656045A公开了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。

该气体发生剂的缺点为：组分复杂，燃烧速度较慢，很难在安全带预紧器作用时间内完全燃烧，而不能使预紧式安全带达到很好的保护效果，且残渣较多容易堵塞气体流出通道。

此外，国内外市场上的预紧器用产气药主要以军用发射药为主，这种发射药一般包含94-96重量％硝化纤维素，0.9-1.8重量％樟脑，0.2-0.4重量％石墨以及1.2-2.0重量％二苯胺和1.7-3.4重量％总挥发分(摘自《火药学》第14页，国防工业出版社出版)。其中，樟脑作为钝感剂，使火药的燃烧速度由表及里逐渐增加；石墨能够增加火药在药筒内的装填密度，通常采用石墨对火药进行表面处理；二苯胺作为调节剂，起到稳定药剂的作用。上述产气药为军用发射类药剂。由于军用发射药是根据枪、炮、火箭等的发射需要而研发的，因此，在将其应用于民用产品时主要存在下述缺点：1、药剂燃烧速率较慢，不能在预紧器作用时间内完全燃烧，致使预紧器做功能力下降；2、爆热大、燃温高，容易对乘员和车内饰件造成烧伤和烫伤。

发明内容

本发明的目的是克服现有安全带预紧器产气药的燃烧速度较慢的缺陷而提供一种燃烧速率较快的安全带预紧器产气药及其制备方法。

本发明提供了一种安全带预紧器产气药，该产气药含有硝化纤维素，其中，所述产气药为多孔结构，所述多孔结构的空隙率为8-45％，孔密度为3-600个/毫米²。

本发明还提供了安全带预紧器产气药的制备方法，其中，该方法包括在40-75℃下，将硝化纤维素、造孔剂与溶剂混合，并在该温度下放置60-120分钟，然后除去部分或全部溶剂，得到吸收药团；对吸收药团进行塑化造粒，并除去得到的药粒中的造孔剂。

本发明的安全带预紧器产气药含有硝化纤维素，且该产气药为多孔结构，所述产气药中的多孔结构可增加燃烧的初始比表面积，从而有利于提高产气药的燃烧速率，且，由于传热良好起燃均匀，使得产气药燃烧后没有残渣，因此产气率也得到显著提高，安全带的收缩性能也得到提高。优选情况下，所述产气药中金属纤维的加入能够增加产气药的导热率从而可以进一步达到增加燃烧速度的目的。

具体实施方式

按照本发明提供的产气药，该产气药含有硝化纤维素，其中，所述产气药为多孔结构，所述多孔结构的空隙率为8-45％，优选为15-30％；孔密度为3-600个/毫米²，优选为5-350个/毫米²，更优选为5-100个/毫米²。

其中，所述孔隙率指产气药中孔隙体积与产气药的总体积之比的百分率；所述孔密度指产气药的单位面积上孔的个数，在本发明中，所述单位面积指产气药的单位横截面积。

按照本发明，所述产气药中还含有金属纤维，所述金属纤维的加入能够增加产气药的导热率从而可以进一步达到增加燃烧速度。所述金属纤维的金属优选为热传导快、熔点高的金属，优选为热扩散系数大、熔点高于950℃的金属，如，可以选自金纤维、银纤维、钨纤维、铂纤维、铝纤维和铜纤维中的一种或几种；所述金属纤维的含量优选为硝化纤维素的3-10重量％；更优选为4-8重量％。所述金属纤维的直径通常为4-10微米，优选为4-6微米。