[发明专利]用作气体发生剂的金属配合物

说明书

                     发明领域

本发明涉及过渡金属或碱土金属的配合物，其可用于燃烧生成气体。本发明更特别涉及提供这类配合物，其迅速氧化生成大量的气体，特别是水蒸气和氮气。

                     发明背景

气体生成化学组合物在众多不同的范围应用。这类组合物的一个重要的应用是在“气囊”的操作中。气囊正在被接受，如果不是大多数，也有许多新的汽车安装了这类装置。实际上，许多新的汽车安装了多个气囊以保护司机和乘客。

在汽车气囊方面，必须在几分之一秒内生成足量的气体充入该装置。在汽车于一个事故中被冲撞的时间和司机被推向方向盘的时间之间，气囊必须完全充满。因此，需要几乎同时生成气体。

有许多重要的设计标准必须满足。汽车工业和其它行业已先制定了要求的标准，其必须满足详细的规范。满足这些重要的设计标准的气体发生组合物的制备是一个极其困难的任务。这些规范要求气体发生组合物以需要的速率产生气体。规范对有毒或有害气体或固体的生成还有严格的限制。被限制的气体的例子包括一氧化碳、二氧化碳、NOx、SOx和硫化氢。

生成气体必须足量和有合适的低温，这样汽车中的人才不会由于膨胀的气囊的冲击而烫伤。如果生成的气体特别热，有可能由于刚刚展开的气囊的冲击而烫伤机动车辆的使用者。因此，需要将气体发生和气囊结构结合起来防止余热危及汽车的使用者。所有这些都需要，同时气体发生要保持一个足够的燃烧速度。

另一个相关的并重要的设计标准是，气体发生组合物生成限量的颗粒物质。颗粒物质可干扰辅助制动体系的操作，带来吸入危害，刺激皮肤和眼睛，或构成在安全装置操作后必须处理的易燃固体废物。没有一种可接受的替代物，刺激性颗粒的生成是目前使用的钠叠氮化物材料的不理想但可容忍的方面之一。

除了生成有限量的如果有的话颗粒，需要至少大部分这些颗粒易于滤除。例如，希望组合物生成可滤除的渣。如果反应产物生成可滤除的物质，可过滤产物并防止其泄漏到周围的环境中。

有机和无机的材料已被建议作为可能的气体发生剂。这类气体发生剂组合物包括氧化剂和燃料，其以足够高的速度反应，在几分之一秒产生大量气体。

现在，钠叠氮化物应用最广并是被普遍接受的气体发生材料。钠叠氮化物名义上符合工业规范和指标。尽管如此，钠叠氮化物还是表现出许多固有的问题。作为起始原料，钠叠氮化物是高毒性的，因为通过大鼠的口服测定的其毒性水平LD₅₀在45mg/kg范围内。经常处理钠叠氮化物的工人已有各种健康问题，诸如严重的头痛、气短、痉挛和其它症状。

除此之外，无论怎样使用辅助氧化剂，由钠叠氮化物气体发生剂产生的燃烧产物包括苛性反应产物，诸如氧化钠或氢氧化钠。二硫化钼或硫已作为氧化剂用于钠叠氮化物。但是，这类氧化剂的使用生成了有毒产物，诸如硫化氢气体，和腐蚀性物质，诸如二氧化硫和硫化钠。救援人员和汽车使用者已经抱怨由于操作钠叠氮化物类气体发生剂产生的硫化氢气体和刺激性粉末。

还预料到关于在拆毁的汽车中未使用的气体膨充辅助制动体系例如，汽车气囊-的处理会出现更多的问题。留在这类辅助制动体系中的钠叠氮化物可从拆毁的汽车中漏出，形成水污染或有毒废物。的确，一些舆论已经表示担心，当与电池中的酸接触处理时，钠叠氮化物会形成易爆的重金属叠氮化物或叠氮酸。

钠叠氮化物类气体发生剂最常用于气囊充气，但由于这类组合物有明显的缺点，已经提出了许多改进的气体发生剂组合物用以代替钠叠氮化物。但是，提出的钠叠氮化物的替代物的大多数不能充分符合所有上述在前设定的标准。

因此，要了解对选择用于汽车辅助制动系统的气体发生组合物有许多重要的标准。例如，选择无毒的起始原料是重要的。同时，燃烧产物必须是无毒或无害的。关于这一点，工业标准限制了可允许的由于操作辅助制动系统产生的各种气体和颗粒的量。

因此，提供可产生大量气体的组合物，解决现有技术的问题，会成为一个显著的进步。提供一种气体发生组合物，其源于基本无毒的起始原料，生成基本无毒的反应产物，这将会是一个更进一步的进步。在本领域中的另一个进步是提供一种气体发生组合物，其生成非常有限量的毒性或刺激性颗粒碎片和非常有限的不希望的气体产物。提供一种气体发生组合物，其反应后形成一种易于滤除的固体残渣也是一个进步。

这类组合物和其应用方法在此公开并作为权利要求。

                       发明概述