[发明专利]一种产气组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种产气组合物及其制备方法。

技术背景

产气组合物是指燃烧后产生气体的各种物质。常用的产气组合物为固体 形态的组合物，一般含有叠氮化合物，也有正在研究中的非叠氮化合物产气 组合物。但固态产气组合物本身容易受到外界环境因素的影响，不同的外界 温度会造成不同的燃烧性能。而且，由于固体药剂对形状和尺寸的限制，使 其无法被任意装配，发生器的尺寸较大，且不可回收，带来了浪费和环境污 染问题。

为了克服固态产气组合物的缺陷，人们正在尝试研究液态产气组合物。 目前，液态产气组合物已经在航天等领域得到了部分应用。目前的液体液态 产气组合物含有偏二甲腈、四氧化二氮或硝酸羟胺。如美国专利6328831B1 中公开了一种含有过氧化氢、硝酸羟胺和水的液体产气组合物。但是，现有 的产气组合物由于存在毒性大、腐蚀性大和挥发性大的缺点，不适于大规模 应用。

目前，汽车中的安全气囊使用的产气组合物的一般要求为，燃烧温度低 于2500K；燃气少烟，低腐蚀；产气量大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中液态产气组合物具有的毒性大的问题， 提供一种无毒、产气温度低、燃烧速度快、燃烧后无残渣的液态产气组合物。

本发明提供了一种产气组合物，所述产气组合物含有溶质、溶剂，其中， 所述产气组合物还含有助溶剂，所述溶质为硝酸乙酯、硝化二乙醇胺或聚氨 酯。

本发明提供了一种产气组合物的制备方法，该方法包括将溶质、溶剂和 助溶剂在0-65℃的条件下混合均匀，得到产气组合物，其中，所述溶质为硝 酸乙酯、硝化二乙醇胺或聚氨酯。

本发明提供的产气组合物具有无毒、产气效率高、燃烧速度快、燃烧后 无残渣、燃烧温度低、适于规模化应用的特点。

具体实施方式

本发明提供的产气组合物含有溶质、溶剂，其中，所述产气组合物还含 有助溶剂，所述溶质为硝酸乙酯、硝化二乙醇胺或聚氨酯。

所述聚氨酯又称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的 大分子化合物的统称，是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基 化合物进行聚合而成，按低聚物多元醇类型可分为聚醚聚氨酯、聚酯聚氨酯 及聚烯烃型聚氨酯等，分别由聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚丁二烃二醇等作 为低聚物多元醇与多元异氰酸酯进行加成聚合反应而生成。具体的聚氨酯的 例子包括但不限于一元醇聚氨酯、聚醚聚氨酯、聚酯聚氨酯或聚烯烃型聚氨 酯，优选为聚醚聚氨酯。聚醚聚氨酯优选为聚醚二醇型聚氨酯或聚醚三醇型 聚氨酯。所述聚氨酯的重均分子量优选为30000-60000，进一步优选为 30000-40000。满足上述条件的聚氨酯可以通过商购获得，如泰州菲尔特高 分子材料有限公司生产的FZS-11、FRR-21或FC-41。

所述溶剂为水、醇和有机酸酯中的一种或几种。

所述醇为C1-C6一元或多元醇，例如乙醇、丙醇、丙二醇、丙三醇和季 戊四醇中的一种或几种；所述有机酸酯为C1-C12的醇和C1-C12的有机酸 形成的酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、三醋酸甘油酯、丙酸乙酯和丙酸丁酯 中的一种或几种。

以产气组合物的总重量为基准，溶质的含量为40-85％，溶剂的含量为 5-40％，助溶剂的含量为5-40％。

所述助溶剂是能够提高溶质在溶剂中的溶解性的物质，可以选自液态 烃、无机酸酯、肼、水合肼、硝酸肼和硝酸盐中的一种或几种。所述液体烃 优选为戊烷、己烷和辛烷中的一种或几种；所述无机酸酯优选为硝酸丙酯和 /或磷酸二甲酸酯；所述硝酸盐优选为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸铝、硝 酸镁、硝酸钙、硝酸铜、硝酸铅、硝酸锶和硝酸铈中的一种或几种。

优选情况下，所述产气组合物中还含有稳定剂和/或钝化剂，以产气组 合物的总重量为基准，稳定剂和助溶剂的总含量为0.1-10％。

所述稳定剂是降低初始燃烧速度的物质，优选为氯化钾、硫酸钾、碳酸 钙、草酸铅、草酸钙和氯化铵中的一种或几种。