[发明专利]一种充分燃烧改性型低温气体发生剂材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种充分燃烧改性型低温气体发生剂材料的制备方法，属于气体发生剂技术领域。本发明采用溶胶‑凝胶柠檬酸盐复合制备改性材料，由于制备的改性材料具有优异的自蔓延燃烧性能，其凝胶中的NO^3－具有氧化性，处于凝胶结构中的NO^3－与‑COO₂－在一定温度下发生“原位”氧化‑还原反应，从而发生低温自蔓延燃烧，同时材料内部填充的高锰酸钾材料在高温环境下发生分解并提供大量氧气，有效提高材料高温分解效率，提高氧气浓度，有效提高材料燃烧的充分性能，同时本发明技术方案采用叠氮化钠和氧化铁反应具有产气量大、燃烧放热的效应，进一步改善材料的低温气体产生性能，改善材料整体性能，使其在低温环境下快速和充分的进行燃烧作用。

技术领域

本发明涉及一种充分燃烧改性型低温气体发生剂材料的制备方法，属于气体发生剂技术领域。

背景技术

气体发生剂又称产气剂，是指在特殊的密闭体系中能进行燃烧反应并能迅速产生大量气体的各类物质。最早是由推进剂演化而来的，属于固体推进剂的一个门类。气体发生剂是由产气燃料、氧化剂和燃烧调节剂组成，气体发生剂的主要成分是燃料和氧化剂，燃料可以确保气体发生剂在燃烧时能够产生所需的足够的气体，氧化剂可以保证气体发生剂进行充分的燃烧，因此它们是气体发生剂的主要成分以气体发生剂为主装药的火工品凭借其启动迅速、产气量大、体积紧凑、携带使用方便和可靠性高的性能，发展至今己趋于成熟。

气体发生剂在民用和军事领域具有广泛的应用。在民用领域中，主要应用于汽车安全气囊、飞机安全滑梯和海上救生筏和的快速充气以及水果和蔬菜的保鲜等方面。其中，气体发生剂在汽车安全气囊中应用最为广泛。

目前气体发生剂主要可以分为两大类，一类是叠氮类，另一类是非叠氮类。其中，非叠氮类气体发生剂大致包括唑类、嗪类、脈类、偶氮类等。另外还有一些其它新型特殊类型的气体发生剂。

叠氮化物类气体发生剂具有燃烧温度低、产气速度快、产生的气体量大和产生纯净无毒的N₂等方面的优点。叠氮化物类的燃料主要为叠氮化钠，其具有易点火、燃烧温度低、燃烧速度快和原材料易得的特点；燃烧产生的气体主要是N₂，对人体无毒无害的氮气，因此从使用安全性和成本等方面的综合考虑，叠氮类气体发生剂基本上均NaN₃作为主要的产气燃料；氧化剂一般为氧化铁、氧化铜和二氧化锰等金属氧化物以及硝酸锶、硝酸钠、硝酸钾、高氯酸钾和高锰酸钾等金属盐。

烟火型气体发生剂已经在各个领域得到了广泛的应用，但是这类气体发生剂的燃烧温度通常较高，燃烧温度大约在2000℃，因此限制了其进一步的应用。所以低温气体发生剂的研究引起了研究者的重视。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有气体发生剂会遇到点火不充分，导致瞎火的问题，提供了一种充分燃烧改性型低温气体发生剂材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按质量比1∶10，将聚乙烯醇添加至硝酸羟胺溶液中，搅拌混合得改性混合液，再次添加等质量的聚乙烯醇至改性混合液中，保温反应，收集得保温反应液并静置冷却至室温，将其浇注的模具中，熟化处理，静置冷却至室温，冷冻保存，将其破碎研磨过筛，得稳定改性颗粒；

（2）分别称量去离子水、硝酸锰、硝酸锌、硝酸铁置于烧杯中，搅拌混合并收集得混合液，按质量比1∶8，将质量分数5％柠檬酸溶液滴加至混合液中，待滴加完成后，保温反应，调节pH至7.0，静置冷却至室温，得溶胶液；

（3）按重量份数计，分别称量45～50份熔融石蜡、10～15份石英砂、6～8份高锰酸钾置于研钵中，研磨分散并收集分散浆液，将分散浆液与溶胶液置于烧杯中，搅拌混合并收集混合浆液并浇注的模具中，真空冷冻干燥，粉碎研磨得改性粉末；