[发明专利]气体发生剂组合物

说明书

本发明涉及一种气体发生剂组合物。更具体地说，本发明涉及非叠氮化物类的气体发生剂组合物，其可以通过燃烧生成气体组份以对气袋系统进行充气。

机动车辆例如小汽车在高速状态发生撞车事故时，司机和乘客会碰撞车内坚硬或危险部分例如向盘和前挡风玻璃而引起受伤或死亡。为了避免这种灾难，研制了机动车辆气袋系统，它可由气体发生剂产生的气体迅速充气。

对机动车辆的气袋系统的气体发生剂有严格的要求。首先，气袋应在极短的时间内充气，一般不超过40～50毫秒。另外，气袋内的空气与车内空气组合物相应时才是最合适的。目前广泛使用的气体发生剂满足了这些要求，它们包含一种气体发生基剂例如叠氮酸的碱金属盐(特别是叠氮化钠)或碱土金属盐。但是，这些气体发生剂存在严重缺陷，它们的主要组份叠氮化钠是有毒的，并且副产物碱金属组份也是有毒的。因此，大量废旧汽车引起的环境污染和当生成气体时对司乘人员健康的威胁受到人们的担扰。

为了解决上述问题，非叠氮化物气体发生剂被开发以替代叠氮化钠类型。例如，JP-A-3-208878公开了一种组合物，它包含一个含氧的氧化剂的主要成份，例如与高氯酸铵或硝酸钠和金属氧化物组合的四唑、三唑或它们的金属盐，和辅助成份例如V₂O₅、CuO或Fe₂O₃。所述的金属氧化物形成固体燃烧产物，在生成气体释放入气袋系统的气袋之前，用过滤除去不需组分时，这些产物可被容易地滤除，并可将由含氮有机化合物产生的对人体有害的CO转化为CO₂。JP-B64-6156和JP-B64-6157公开了一种气体发生剂，它含的主要组份为不含氢的双四唑金属盐化合物。JP-A3-208878另外公开了一种气体发生剂，其主要成份为aminoarazole的过渡金属络合物。上述一系列的现有技术文献公开了的非叠氮化物型化合物的特征为，由于一个分子中的碳数少所以释放的一氧化碳浓度低。但是，它们的对人体有毒的氮的氧化物量却都增加了，而且在气袋的充气阶段性能不尽人意。

JP-A6-32689，JP-A6-32690和JP-A6-227884描述了含有例如偶氮二酰胺的含氮有机化合物和一种无机含氧氧化剂的非叠氮化物为有效成份的气体发生剂，它没有环境污染，气袋的充气阶段令人满意而且价格也很有利。

众所周知，在含氧有机化合物的燃烧中，即使把超出化学计量(释放出需要量的氧)的氧化剂用于燃烧有机化合物中的可燃成份例如碳、氢和其它物质，一氧化碳作为燃烧不充分产物也会产生。鉴于这一事实，在上述气体发生剂中用作主要助剂的氮化合物例如偶氮二酰胺，被认为释放出相对大量的一氧化碳和氮氧化物，这是因为每个分子中含有很多碳原子。为避免这种一氧化碳副产物，有可能采用催化剂使一氧化碳转化为二氧化碳。Kyoto大学的Tarama等人编的、由Kagaku Kogyo-Sha出版的书“Classified Table forCatalysts depending on Reaction，Vol.I”中(pp.291-292)写明了许多已知的用于这类催化剂的组份。但是，没有一种已知催化剂在几十毫秒的接触期有足够的反应性，这几十毫秒的接触期正是对用于气袋系统的气体发生剂的要求；目前采用V₂O₅、CuO、Fe₂O₃和其它金属氧化物，尽管它们活性较低。几乎没有已知的催化剂能在无还原剂情况下分解氮氧化物。另外，当气体发生剂燃烧时，充气袋内温度最高超过2,000℃，剩余的氧分子与氮分子反应释放出大量的所谓“热NOx”的氮氧化物。尽管进行了许多研究，释放气体中所含大量的NOx的毒性据说是非叠氮化物气体发生剂不实用的主要原因。最好能用某种方法还原NOx使之转化为N₂。包括专利和报刊的许多参考文献指出，在还原剂的存在下，某种催化剂可以还原汽车废气固定来源产生的NOx到一定含量。但是，几乎没有一种已知催化剂在没有加还原剂时，能在几十毫秒的接触时间内有足够高的反应性正如对气袋系统气体发生剂所要求的那样。

本发明涉及一种气体发生剂组合物，它包含一种含氮有机化合物、含氧无机氧化剂和至少为一选自下列(1)至(4)的第三种组份：

(1)比表面积不低于50m²/g的二氧化锰；

(2)比表面积不低于1m²/g的氧化铜；

(3)至少为一选自下组的钼化合物：二氧化钼，三氧化钼，钼酸和钼酸铵；和