[发明专利]产气组合物及其模塑制品

说明书

技术领域

本发明涉及适用于汽车中气囊安全束护系统的产气组合物及其模塑制品。更特别的是涉及含有包括特定聚合物和作为基料的硝酸铵型氧化剂的燃料和其它添加剂的产气组合物及其模塑制品。

背景技术

含有叠氮化钠的组合物已被经常用作气囊中的产气组合物，该气囊被用于汽车中的冲撞时乘客保护系统中。然而近年来发现了叠氮化钠对人体有毒性且在使用时有危险的问题。因此，目前已尝试开发含有各种含氮有机化合物的产气组合物，这种组合物即为改进了安全性的所谓非叠氮化物产气组合物。

例如美国专利US 4,909,549公开了具有含氧氧化剂的含氢四唑和三唑化合物的组合物；美国专利US 4,369,079公开了具有含氧氧化剂的无氢双四唑金属盐；JP-A 6-239683公开了具有含氧氧化剂的碳酰肼的组合物。

大多数这类非叠氮化物产气组合物由燃料组成，这些燃料包括含氮有机化合物例如四唑和双四唑、三唑或碳酰肼的金属盐和氧化剂例如硝酸钾、硝酸锶或高氯酸钾。

而且美国专利US 5,545,272公开了包括用7～20wt％的钾盐相稳定的(phase-stabilized)硝酸铵和硝基胍的产气组合物，而WO 96/27574公开了包括硝基胍、相稳定的硝酸铵和橡胶状粘合剂的产气组合物。

另外JP-A7-330477公开了包括丙烯酸酯封端的聚丁二烯、聚丁二烯聚羧酸或环氧树脂改性的聚丁二烯和硬化剂及氧化剂的产气组合物。JP-A 6-92770公开了产气组合物，尤其是含有可形成叠氮基的有机粘合剂、活性增塑剂和氧化填料的产气组合物，其特征在于该粘合剂是通过羟基化的聚缩水甘油基叠氮化物和至少一种聚异氰酸酯间的反应获得的产物，且硝酸铵的量是氧化填料的至少85wt％。

然而这些叠氮化物型或不含硝酸铵的非叠氮化物型气体发生剂在气体发生效率方面都是很差的。例如叠氮化物型气体发生剂每100g能够产生至多1.5mol的气体，而不含硝酸铵的非叠氮化物型气体发生剂每100g能够产生至多2.5mol气体。另外在这些气体发生剂燃烧过程中形成了在高温下为液态或固态的大量残留物。如果此类残留物原样排出充气器，它们将损害气囊，不仅会引起气囊从气囊系统中爆裂出或气囊的燃烧，而且对乘客的呼吸也有致命的损害。

为了将从充气器中排出的燃烧残留物降至最少，需要向充气器中填充大量的过滤器，但是这妨碍了充气器的缩减和减轻并提高了其生产成本。

虽然美国专利US 5,545,272和WO 96/27574中描述的包含相稳定的硝酸铵和硝基胍的上述产气组合物，具有较高的气体发生效率并产生较少的残留物，但是相稳定的硝酸铵和硝基胍在120℃或更低时将一起形成低共熔混合物。结果令人担心气体发生剂可能在生产充气器过程中在焊接步骤时熔融。另外这些含有相稳定的硝酸铵和硝基胍的组合物具有高的爆炸感度(explosive sensitivities)，这在气体发生剂的制备过程中带来了质量和安全性方面的一些问题。

另外已经公开了利用能量粘合剂例如叠氮化物聚合物和硝酸铵或相稳定的硝酸铵的气体发生剂，其产生少量残留物(例如EP 705809)。然而这些气体发生剂将在燃烧过程中大量形成有害的一氧化碳。因此简单地将其用作汽车气囊的产气组合物是有问题的，但是它们可能适于用作火箭推进剂。

本发明公开内容

本发明的目的是提供一种产气组合物，这种组合物具有低毒性或低危险性，容易使用，具有高的燃烧效率和高的气体发生效率，并且在燃烧过程中产生较少的残留物，能被安全地生产，并在模塑步骤中显示高的模塑强度。

本发明人所关注的是在燃烧过程中不产生或仅产生实际很小量残留物的具有硝酸铵的聚合物的组合物，并对其模塑性、燃烧性能、安全性、实用性能等进行了深入细致的研究。结果发现含有包括特定聚合物、硝酸铵型氧化剂和含氧酸盐的燃料的产气组合物，任意的与燃烧速率调节剂例如碳和燃烧过程控制催化剂例如金属氧化物一起使用，能够实际地解决上述问题。于是完成了本发明。

于是本发明提供了一种产气组合物，其特征在于含有下面组分(a)、(b)和(c)：

(a)燃料，包括至少一种选自于聚丙烯酸类聚合物、聚缩醛、脲醛树脂、蜜胺树脂、酮树脂(ketone resins)和纤维素基聚合物的聚合物；

(b)选自于硝酸铵和相稳定的硝酸铵的氧化剂；和

(c)至少一种选自于含氧酸盐的燃烧促进剂。