[发明专利]一种无粘结剂的氯酸盐产氧药芯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无粘结剂的氯酸盐产氧药芯及其制备方法，属于化学氧发生技术领域。所述产氧药芯由五层以上原料压制形成，底部为第一层，第一层上方为第二层，其余层依次类推；下层包裹在上层下方；每层原料由产氧源、燃料、抑氯剂和添加剂组成，最后一层无催化剂，其他层有催化剂；所述第一层中燃料和催化剂含量最高，其上每层中燃料和催化剂含量依次减低。所述产氧药芯原料中无粘结剂，可用于商用飞机的化学氧发生器中应急供氧，在‑15～55℃下稳定燃烧，供氧流量稳定，供氧时间为22min～25min，产氧性能满足飞机下降高度曲线要求的乘客需氧量要求。

技术领域

本发明涉及一种无粘结剂的氯酸盐产氧药芯及其制备方法，属于化学氧发生技术领域。

背景技术

氯酸盐产氧药芯是利用氯酸盐或高氯酸盐热分解产生氧气，氯酸盐产氧药芯组装而成的化学氧发生器广泛应用于航空、航天、矿山以及逃生等应急救援领域。商用飞机在高空发生座舱释压时，通常采用化学氧发生器为旅客提供应急氧源。化学氧发生器供给与飞机下降曲线相符合的氧气流量，而调变化学氧发生器供氧流量的关键在于产氧药芯。通常产氧药芯由产氧源、金属燃料、催化剂、抑氯剂以及粘结剂组成。粘结剂通常由刚毛、玻璃粉、硅酸盐或者高岭土组成。

现有技术中，美国专利US6126854、US5198147和US5279761中的产氧药芯采用玻璃粉为粘结剂，供氧时间达14min～18min，但是使用玻璃粉为原料，在生产和使用过程中会对操作者人身造成损伤。美国专利US4073741中的产氧药芯采用铝硅酸盐纤维，即氧化铝和氧化硅的混合物为粘结剂，大大减低了产氧药芯的反应速率，易造成中途熄燃现象。美国专利US 5783105中的产氧药芯采用膨润土和玻璃粉双粘结剂，在保持特定产氧速率的同时，只能增加产氧药芯的质量；欧洲EP 2990378A1公开的产氧药芯中采用沸石取代传统粘结剂，沸石具有粘结剂和催化剂的双重功能，但沸石是具有多孔结构的物质，产氧药芯中的催化剂在沸石中的催化作用未知，目前对沸石作为粘结剂的研究较少。

目前民航飞机机载用化学氧发生器是分体式的，产氧药芯结构由两个药块叠加而成，药块之间结构上存在空隙，上一个药块引燃到另一个药块，由于有空间间隙，后期供氧速率会骤然下降，存在熄燃的风险。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种无粘结剂的氯酸盐产氧药芯；所述产氧药芯一体压制成型并且原料组分中无粘结剂，可用于商用飞机的化学氧发生器中应急供氧，在-15℃～55℃下稳定燃烧，供氧流量稳定，供氧时间为22min～25min，产氧性能满足飞机下降高度曲线要求的乘客需氧量要求，燃烧反应完全，燃烧后的产氧药芯结构完整。

本发明的目的之二在于提供一种无粘结剂的氯酸盐产氧药芯的制备方法。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

一种无粘结剂的氯酸盐产氧药芯，所述产氧药芯是由五层以上的原料组合压制形成的整体结构，底部为第一层，第一层上方为第二层，第二层上方为第三层，其余层依次类推，顶层为最后一层；下层部分或全部包裹在上层下方，上下两层之间形成接触面；燃烧时从第一层开始，通过接触面传热至其上层，以实现不息燃的效果。

优选所述产氧药芯整体结构为圆柱体结构，其中，所述产氧药芯第一层结构为锥形，第二层至倒数第二层为中空的锥形结构，中空部分的内型面与其下层结构的外型面相配合，层层叠加，将下层包裹在上层下方，顶层叠加在倒数第二层上方，顶层的内型面与倒数第二层的外型面相配合，顶部为平面；更优选所述锥形的锥角角度为90°～120°。

更优选将所述产氧药芯的圆柱体结构一侧或位置相对称的两侧制成平面，以方便后期干燥处理。

以所述产氧药芯每层的原料总体质量为100％计，其中，每层原料的组成成分及其质量分数如下：