[发明专利]一种点火性能可靠的点火药剂组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种点火性能可靠的点火药剂组合物及其制备方法，该点火剂组合物包括如下质量百分比含量的组份：硝酸锶40％～60％；5‑氨基四唑5‑AT 25％～40％；硝酸钾1％～20％；云母粉1％～20％；三氧化二铝0.5％～10％；石墨0.1％～10％；氮化硼0.1％～10％；该点火药剂组合物使得药片压片过程中不粘模，压片后药片能够很好的保持原有的光泽和形态，改善了点火药在低温‑40℃存在点火延迟或波动大的现象，保证了点火药在‑40℃～+90℃温度下工作时波及的范围更广，并且在点燃气体发生剂时点火更均匀，一致性更好，显著提升了点火性能。

技术领域

本发明涉及一种点火性能可靠的点火药剂组合物及其制备方法，尤其是涉及一种点火性能可靠，特别是在-40℃温度下点火性能可靠且一致性好的点火药剂组合物，属于汽车安全气囊技术领域。

背景技术

众所周知，随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度越来越快，使得车辆的交通事故发生更为频繁，所以作为汽车被动安全重要组成部分的安全气囊系统显得尤为重要。安全气囊系统中一个非常重要的部件是气体发生器，它的作用是在短时间内以足够快的速度产生足够体积的气体来供给气囊。汽车安全气囊是安装在汽车正副驾驶或者座椅内部以及汽车内饰内部的用于保护驾驶员和乘员关键部位免受以及减轻撞击带来的伤害的一个或多个充气装置。

烟火式气体发生器主要由点火系统、燃烧系统、过滤系统和支撑构件所组成，其主要优点是结构简单，充气迅速(30ms～50ms)，安全性好(平时处于常压状态)，贮存时间长(大于15年)等。这种气体发生器中点火系统的设计是关键技术，点火系统输出能量不足，易使产气剂无法正常快速燃烧，从而无法使气囊正常打开保护乘员；相反则使10ms压力过大，气袋直接打飞。因此，优化烟火式气体发生器的点火性能是非常必要的，既能有效保护交通事故中乘员的生命安全，又能减少因发生器点火异常给汽车生产商带来的巨额损失。

烟火式气体发生器点火过程为从发生器启动到进入稳定工作之前的一段历程，一般分为三部分：

a)电爆管发火阶段：接到汽车碰撞时所输出的点火指令，桥丝发热，点燃热敏火药，点燃加强药；

b)发火阶段产生的火焰点燃点火药：点火药燃烧后产生高温高压气体，其中含有一定数量的炽热粒子，压力约为几个到几十个大气压；

c)点火药燃气与产气剂表面接触：提高产气剂表面温度，首先从加热到发火温度的地方开始点火，直至产气剂正常燃烧，点火过程即完成。

点火药目前按照类型有黑火药类型、5AT和硝酸锶类型、B/KNO3类型。由于点火药需要将产气药点燃，所以点火药的燃温、能量、残渣粒子有一定的要求，这样才能保证一定的点火可靠性。黑火药是传统的点火药，具有价格便宜的特点，但是其能量太低，而且燃烧产物以气体为主，残渣较少，其适合对于点火延迟时间没有要求的应用场景，对于气体发生器一般要求延迟时间小于10ms，所以气体发生器中很少使用黑火药作为点火药； 5AT和硝酸锶类型点火药虽然能量有所提高，但是由于5AT和硝酸锶都是温度敏感物质，在低温-35℃下使用容易出现点火延迟问题，而且低温下发生器性能与高温、常温下性能相比有太大差异，使用此类点火药需要对安全气囊气体发生器进行特殊设计，通过结构的改善抵消低温下点火延迟问题；B/KNO3类型点火药具有能量高、燃温高、残渣粒子多等优点，目前是安全气囊气体发生器上广泛使用的点火药，但是其价格昂贵，同时配方中硝酸钾含量通常可以达到70％以上，燃烧后大量的钾氧化物排出气体发生器，容易导致气体成分中有害物质超标。此类配方摩擦撞击感度均非常高，容易爆发，在成型过程中安全性较差。同时由于硼的硬度高这一特性，导致成型非常困难，模具磨损严重，制造成本高。以上点火药在制造工艺中通常都是压制成型的小药片，有的还需打碎成粒状物，则含有铝粉的点火药配方比不含铝粉的感度明显高，使打粒工艺存在一定的安全风险，其铝粉的成本也高，另外在点火药燃烧后，铝的氧化物残渣较多，其配方的固含量也会增加。