[发明专利]一种气体发生剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及产生气体用的气体发生剂。更具体的是涉及到使用硝酸铵和双四唑铵盐作为主配方的气体发生剂，特别涉及到其特殊的水溶制粒工艺。

背景技术

气体发生剂是作为一种产气药剂装入气体发生器中，需要的时候引发，产生大量的气体，目前主要用于汽车安全气囊。目前非叠氮类气体发生剂主要使用的是低感度、大产气量、环保、价廉的物质。最常用的是硝酸胍作为可燃物质的配方。硝酸胍因为其本身便宜、感度低、安全性佳、产气量大、无毒等优点成为目前国内外主流的气体发生剂物质。但是其也有缺点：由于硝酸胍本身燃烧速度很慢，这就需要很多金属硝酸盐作为氧化剂，并且需要很多催化剂和工艺添加剂。金属硝酸盐反应后生成的固体残渣，以及催化剂和工艺助剂等带来的残渣造成硝酸胍类型气体发生剂产气效率有限，一般产气效率都在60-70%之间。有限的产气效率造成发生器装药量增加，发生器体积增大，过多的残渣又需要很厚的过滤网，这些都增加了成本。

所以高产气效率、低残渣的气体发生剂在降低发生器体积、降低成本方面意义重大。硝酸铵作为氧化剂由于价格低廉、反应后产物全部为气体，没有固体残渣，所以在气体发生剂领域非常受欢迎。理论上它和富氮类型的化合物如四唑和四嗪类反应，产气效率为100%。双四唑钾盐由于具有较高的含氮量、良好的成气性及低毒性、产气量大等优点，以及很低的感度带来极佳的安全性能，一般作为与硝酸铵配合使用的富氮化合物，用于汽车安全气囊气体发生器用产气药。虽然有许多优点，但是由于纯硝酸铵在在-17℃～170℃区间有5种结晶变体，分别为-17℃、32.3℃、84.2℃、125.2℃和169.6℃，如表1所示。

表1 AN的晶体结构及其转变参数

晶型温度范围，℃晶系转变类型转变温度，℃体积改变，10^-3m^-3Ⅰ169.6～125.2立方熔融物Ⅰ169.60.054Ⅱ125.2～84.2正方ⅠⅡ125.20.013Ⅲ84.2～32.3菱形单斜ⅡⅢ84.20.008Ⅳ32.3～（-17）菱形八面ⅢⅣ32.30.022Ⅴ（-17）～（-50）正方ⅣⅤ-170.017