[发明专利]一种气体发生器用超细碱式硝酸铜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车安全气囊气体发生器用超细碱式硝酸铜的制备和生产工艺。更具体的涉及到沉淀法制备超细碱式硝酸铜的反应条件（pH、温度、反应时间、浓度、添加剂种类等）、产物碱式硝酸铜所用的干燥方式，以及整个工艺流程。

背景技术

汽车安全气囊，由发生器和气袋两部分组成。气体发生器内装有气体发生剂，当汽车发生碰撞达到一点强度后，气体发生剂被点燃，产生气体充满气袋。目前气体发生剂中使用最多的是硝酸胍型的气体发生剂，这种气体发生剂是使用硝酸胍作为燃料，碱式硝酸铜作为主氧化剂的气体发生剂。碱式硝酸铜用量一般可以占到此气体发生剂的15%-40%，用量很大。研究表明，越是小粒径、大比表面积的原材料越可以增加发生剂的性能，所以得到小粒径的碱式硝酸铜对于提高发生剂的性能，减小发生剂的装入量，最终降低成本非常重要。一般使用于安全气囊气体发生剂的碱式硝酸铜粒径D₅₀要求小于5μm，更加优异的原材料要求D₅₀小于2μm，甚至小于1μm。

目前超细碱式硝酸铜的生产都是使用三水硝酸铜和氢氧化钠作为原材料的。差别体现在工艺上，大多数工艺都是先得到大颗粒的碱式硝酸铜，然后使用粗粉机磨细，而后使用气流粉碎机进一步粉碎，再烘干包装。缺点一是工艺复杂耗电量大。以一台20kw的粗粉机和一台50kw的气流粉碎机工作8小时，粉碎300公斤的碱式硝酸铜为例，那么要生产1000吨超细碱式硝酸铜需要耗电1866667度电，费用过100万元；缺点二是粉碎过程中物料损耗严重，两步过程完成后一般要损失10%以上的原材料；缺点三是不环保，由于粉尘太大，对人体和周围环境都有污染，而加装除尘设备有会增加企业的设备成本，一般小企业无力承担。另外，在粉碎前的洗涤和离心甩干过程会产生大量的含重金属元素水，环保方面的压力也很大。更重要的是，三水硝酸铜和氢氧化钠反应得到的碱式硝酸铜本来粒径是非常小的，但是由于碱式硝酸铜颗粒之间团聚严重，增大了粒径，而离心过滤会更加增加这种团聚作用，给后续的粉碎带来麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车安全气囊气体发生器用超细碱式硝酸铜的制备方法，该方法可以得到粒径小的碱式硝酸铜颗粒，并避免团聚或者尽量延长团聚所需时间，省去传统工艺必须的离心甩干多次洗涤、粗粉机磨细、气流粉碎机进一步粉碎这些繁琐和耗能、污染的步骤，直接喷雾干燥得到所需粒度的产品。

本发明的技术方案在于：一种汽车安全气囊气体发生器用超细碱式硝酸铜的制备和生产工艺，包括以下步骤：

本发明巧妙吸收了以往沉淀法制取碱式硝酸铜的经验，严格控制反应条件，特别是原材料溶液的浓度、两种原材料的投料比、反应温度、pH值、时间，确保反应完全，没有未反应的三水硝酸铜残留，同时可以使粒径控制在比较小的范围。另外本工艺在反应釜中添加有一定量的添加剂，其作用是使反应生成的超细碱式硝酸铜在此工艺下避免团聚或者尽量延长团聚所需时间，为后续的喷雾干燥留出充足的时间。最为核心的是由上述工艺反应生成的碱式硝酸铜没有过多的杂质残留，所以只需要简单的过滤，然后采用喷雾干燥器干燥，而不是传统的离心甩干再多次洗涤，因为离心甩干会加重其团聚，后续就必须使用粉碎机磨细了。而用喷雾干燥可以避免这一系列的繁琐步骤，并且喷雾干燥时间短，物料短时间内团聚不严重。

与现有技术相比，本发明控制反应条件和添加剂的加入，得到可以阻止团聚或者可以尽量延长团聚所需时间的粗产品，且省去了离心甩干多次洗涤、粗粉机磨细、气流粉碎机进一步粉碎的步骤，不仅节省时间、节约了设备投入而且降低了能耗和环境污染，最终降低了产品成本，且产品能达到传统工艺同样的粒度水平。

附图说明

图1为现有技术的碱式硝酸铜制备和生产工艺流程图。

图2为本发明碱式硝酸铜的制备和生产工艺流程图。

图3是实施例1所得产品的扫描电镜照片。

图4是实施例2所得产品的扫描电镜照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例，该领域的专业人员对本发明方案所做的修改，均属于本发明的保护范围之内。

实施例1