專利名稱:可擠出式產(chǎn)氣藥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于氣體產(chǎn)生的材料，例如產(chǎn)生膨脹氣體，為可膨脹裝 置如汽車充氣約束系統(tǒng)的氣嚢充氣，更特別地，涉及可沖齊出的含高氯酸 鹽的產(chǎn)氣藥，此類產(chǎn)氣藥可產(chǎn)生或?qū)е露喾N不良成分含量降低的氣流并 且有利于或易于通過(guò)擠出處理生產(chǎn)制造。
背景技術(shù)：
通常，當(dāng)汽車在如碰撞事故中急劇減速時(shí)，利用氣體膨脹或者延展 的墊子或者袋子，如氣嚢，被用于保護(hù)汽車乘員。此類氣嚢約束系統(tǒng)通
常包括 一個(gè)或者多個(gè)處于未充脹且折疊的狀態(tài)以減少所占空間的氣嚢； 一個(gè)或者多個(gè)置于汽車框架或者車體的用于檢測(cè)汽車急劇減速的撞擊傳 感器；靠撞擊感應(yīng)器電子起動(dòng)的激活系統(tǒng)；和產(chǎn)生或者供應(yīng)氣體以充脹 氣嚢的充氣裝置。在汽車急劇減速的情況下，撞擊感應(yīng)器起動(dòng)激活系統(tǒng) 進(jìn)而激活充氣裝置在數(shù)亳秒內(nèi)充脹氣嚢。
用于充脹一個(gè)或者多個(gè)充氣約束系統(tǒng)的氣嚢的多種的充氣裝置已經(jīng) 在本領(lǐng)域中公開。通過(guò)煙火型產(chǎn)氣材料如產(chǎn)氣藥的燃燒來(lái)形成或者產(chǎn)生 膨脹氣體的充氣裝置是^^知的。例如，利用產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn)生的高溫燃燒 產(chǎn)物，包括額外的氣體產(chǎn)物，提供儲(chǔ)備和加壓的氣體來(lái)充脹一個(gè)或者多 個(gè)氣嚢的充氣裝置是已知的。在其他已知的充氣裝置中，產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn) 生的燃燒產(chǎn)物可能是唯一的或者基本上唯一的用于充脹氣嚢的膨脹氣體 來(lái)源。通常，此類充氣裝置包括移除在產(chǎn)氣藥燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的充氣中 的灰塵或者顆粒物質(zhì)的濾網(wǎng)，以限制或避免乘員暴露于不良和/或有毒燃 燒副產(chǎn)物。
基于對(duì)乘客安全和傷害避免不斷提升的關(guān)注，很多汽車通常包括幾 個(gè)充氣約束系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)充氣裝置。例如， 一輛汽車可能包括駕駛員氣嚢、乘客氣嚢、 一個(gè)或多個(gè)安全帶張緊器、 一個(gè)或多 個(gè)膝蓋保護(hù)和/或一個(gè)或多個(gè)膨脹安全帶，每一個(gè)配有相關(guān)聯(lián)的充氣裝 置，以使駕駛員和乘客免于正面撞擊。汽車可能也包括一個(gè)或者多個(gè)頭/ 胸護(hù)墊、胸部護(hù)墊和/或窗簾，每一個(gè)配有至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的充氣裝置， 用以使駕駛員和乘客免于側(cè)面撞擊。通常，在一輛特定的汽車中的所有 充氣裝置產(chǎn)生的氣流或膨脹氣體，作為一個(gè)整體時(shí)，要求滿足嚴(yán)格的含 量限制以達(dá)到目前工業(yè)安全的要求。因此，希望此類充氣裝置使用的產(chǎn) 氣藥產(chǎn)生盡可能少的不良?xì)饬魅缏然瘹洹?一氧化碳、二氧化氮和一氧化 氮。
很多產(chǎn)氣藥包括高氯酸鹽添加劑作為氧化劑，例如高氯酸銨和/或堿 金屬的高氯酸鹽。此類高氯酸鹽添加劑通常作為提高產(chǎn)氣藥燃燒效率的 氧的來(lái)源在產(chǎn)氣藥中使用，如碳到二氧化碳、氫到水和氮到氮?dú)獾耐耆?轉(zhuǎn)化。然而，高氯酸鹽添加劑往往也產(chǎn)生燃燒的氣體副產(chǎn)物氯化氫，而 過(guò)高濃度的氯化氫可能是有毒的和/或具有腐蝕性的。氯化氫能夠通過(guò)添 加堿或堿土金屬鹽到產(chǎn)氣藥中而被從燃燒氣流中移除。此類堿或堿土金 屬鹽與氯化氫反應(yīng)生成弱毒或無(wú)毒的堿或堿土金屬氯化物，如氯化鈉或 氯化鉀。然而，此類堿或堿土金屬氯化物不利地形成可從充氣裝置中逸 出的細(xì)微顆?；蛘呋覊m。此外，高氯酸鹽添加劑的添加通常提高了煙火 型產(chǎn)氣藥的燃燒溫度，常常導(dǎo)致不良和潛在有毒的氣流如氨氣和一氧化 碳的水平升高。
一項(xiàng)控制產(chǎn)氣藥燃燒生成氣流的成分的技術(shù)涉及到當(dāng)量比的控制， 例如改變產(chǎn)氣藥中氧化劑的濃度。雖然產(chǎn)氣藥材料的當(dāng)量比控制是一項(xiàng) 慣用于調(diào)整產(chǎn)氣藥氣流水平的技術(shù)，但此類控制傾向于效果調(diào)整，有時(shí) 被稱為當(dāng)量比平衡。也就是說(shuō)，當(dāng)當(dāng)量比降低時(shí)，未完全氧化的物質(zhì)如
一氧化碳(C0 )和氨氣(NH3)增多，并且過(guò)氧化物質(zhì)如一氧化氮(NO ) 和二氧化氮(N02)減少。當(dāng)量比升高時(shí)則情況相反。
由上可見，需要有利地產(chǎn)生或?qū)е碌退降牟涣細(xì)饬?，如一氧化碳?氨氣、二氧化氮和一氧化氮，以及低水平的細(xì)微顆粒物質(zhì)的產(chǎn)氣藥。
通常，此類產(chǎn)氣藥利用噴霧干燥流程生產(chǎn)。在此類噴霧干燥流程中，產(chǎn)氣藥通常被制備成微粒材料在如水或酒精的載流中形成的漿狀物。漿 狀的產(chǎn)氣藥隨后被噴射成細(xì)微噴霧以致載流同時(shí)被干燥而形成粉狀材 料。粉狀材料隨后通過(guò)高速壓機(jī)壓制成產(chǎn)氣藥體，其形狀如丸形、片形、 餅形及類似形狀。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)并理解這兩步過(guò)程例 如噴霧干燥及壓制成型由于形成最終產(chǎn)氣藥產(chǎn)品的多個(gè)處理步驟和/或 系統(tǒng)的使用而導(dǎo)致升高的生產(chǎn)時(shí)間和成本。因此，希望以經(jīng)濟(jì)和/或有效 率的方式生產(chǎn)此類充氣裝置中使用的產(chǎn)氣藥。
例如，更有效率地制備充氣裝置中使用的固體產(chǎn)氣藥體的流程包括 擠出過(guò)程。這樣的擠出過(guò)程通常是粘稠的或者粘漿狀的產(chǎn)氣藥被混合并 擠出成為期望的形狀。每個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)氣藥體可能在產(chǎn)氣藥被擠出時(shí)通過(guò) 切割或者分割產(chǎn)氣藥而形成。此類產(chǎn)氣藥體可能被切割為各種需要的體 積，如允許多個(gè)藥體被置于充氣裝置的燃燒艙內(nèi)，或者，作為選擇，允 許燃燒搶內(nèi)置入單片顆粒。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到此類擠出 過(guò)程可以通過(guò)減少分離的生產(chǎn)和壓制成型的步驟以及減少設(shè)備成本的方 式有利地被用于降低生產(chǎn)成本。
除上述有利的性能和特點(diǎn)外，用于汽車充氣約束應(yīng)用的產(chǎn)氣藥材料 必須有足夠的反應(yīng)活性，從而基于適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)引發(fā)，由此產(chǎn)生的氣體生 成或者發(fā)生反應(yīng)能夠足夠迅速地發(fā)生使相關(guān)的膨脹氣嚢能夠適當(dāng)?shù)爻?脹，并為車上乘員提供有利的保護(hù)。
可用于擠出過(guò)程的產(chǎn)氣藥通常包括粘合產(chǎn)氣藥各組分并增加擠出顆 粒的剛性和/或強(qiáng)度的粘合材料。然而，此類粘合材料能夠不利地降低產(chǎn) 氣藥的燃燒速率，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)生膨脹氣體的速率和/或用于充脹相關(guān)氣嚢的 膨脹氣體的總量產(chǎn)生不利的影響。
綜上所述，格外需要和要求一種煙火型產(chǎn)氣藥，能夠被擠出并形成 多個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)氣藥體或者單個(gè)片狀顆粒，在用于氣嚢充氣裝置時(shí)，能夠 以 一定的燃燒速率快速、可靠并/或有效率地產(chǎn)生期望數(shù)量的氣流以充脹 相關(guān)的氣嚢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一種改善的產(chǎn)氣藥。 本發(fā)明一個(gè)更具體的目的是克服上述問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。
本發(fā)明的主要目標(biāo)能夠通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)或至少部分實(shí)現(xiàn)一 種可擠出式產(chǎn)氣藥，包括非疊氮有機(jī)含氮燃料、至少一種含銅化合物、 高氯酸鹽添加劑和有效地使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的聚合物粘合劑。至少 一種含銅化合物選自^if威式硝酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約3%至 約90%的二氨二硝酸銅和硝酸銨的混合物、雙四哇二氨銅、由5-氨基四 唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物或以上含銅化合物的混合物。 高氯酸鹽添加劑包括至少一種從堿金屬的高氯酸鹽和高氯酸銨中選出的 高氯酸鹽材料。當(dāng)產(chǎn)氣藥燃燒時(shí)，與沒(méi)有高氯酸鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣 藥相比， 一定劑量的高氯酸鹽添加劑可以有效地導(dǎo)致氣流中 一氧化碳、 氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至少一種氣體的含量降低。
現(xiàn)有技術(shù)通常無(wú)法提供既允許或者容易添加一種或者多種高氯酸鹽 添加劑同時(shí)又阻止生成或者降低例如一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧 化氮的不良?xì)怏w含量的產(chǎn)氣藥?，F(xiàn)有技術(shù)往往更無(wú)法提供包括一種或者 多種高氯酸鹽添加劑的、可被擠出并形成可以以有效的燃燒速率快速可 靠地產(chǎn)生充脹相聯(lián)氣嚢的氣流的多個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)氣藥體或者一個(gè)片狀顆粒 的產(chǎn)氣藥。
本發(fā)明進(jìn)一步包括一種可擠出式產(chǎn)氣藥，包括 含量為產(chǎn)氣藥重量的5%至60%的非疊氮有機(jī)含氮燃料； 含銅化合物，選自由堿式硝酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% 至90%的二氨二硝酸銅和硝酸銨的混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四 唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物以及以上含銅化合物的混合物 構(gòu)成的組，至少一種含銅化合物的含量是產(chǎn)氣藥重量的10°/。至80%;
包括至少一種從石威金屬的高氯酸鹽和高氯酸銨中選出的高氯酸鹽材 料的高氯酸鹽添加劑，含量為產(chǎn)氣藥重量的1°/。至約10%，當(dāng)產(chǎn)氣藥燃燒 時(shí)，與沒(méi)有高氯酸鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣藥相比，高氯酸鹽添加劑可以 有效地導(dǎo)致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至少一種氣 體的含量降低；和含量是產(chǎn)氣藥重量的1°/。至20。/。并可有效使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的聚 合物粘合材料，該聚合物粘合材料選自由纖維素材料、天然橡膠、聚丙 烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚醋 酸乙烯酯、有枳J圭和以上兩種或多種的混合物構(gòu)成的組。
本發(fā)明更包括一種可擠出式產(chǎn)氣藥，包括
含量為產(chǎn)氣藥重量的5%至60%的硝酸胍；
含量為產(chǎn)氣藥重量的10%至80%的含銅化合物，該含銅化合物選自由 堿式硝酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約3%至約90%的二氨二硝酸 銅和硝酸銨的混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑和石咸式硝酸銅反應(yīng) 生成的硝酸銅配合物以及以上含銅化合物的混合物構(gòu)成的組；
含量為產(chǎn)氣藥重量的1%至10°/。的包括至少一種從堿金屬的高氯酸鹽 和高氯酸銨中選出的高氯酸鹽材料的高氯酸鹽添加劑；和
含量為產(chǎn)氣藥重量的1°/。至20%的聚合物粘合材料，該聚合物粘合材 料選自由纖維素材料、天然橡膠、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氨酯、 聚丁二烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、有機(jī)硅和以上兩種或 多種的混合物構(gòu)成的組。
系統(tǒng)氣嚢的膨脹氣體的方法。這些方法通常涉及點(diǎn)燃特定的可擠出式產(chǎn) 氣藥來(lái)產(chǎn)生一定量的膨脹氣體，然后利用膨脹氣體充脹氣嚢。
本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)"當(dāng)量比"是指產(chǎn)氣藥或者配方中氧的摩爾數(shù) 與將氫轉(zhuǎn)化為水、碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳、以及任一金屬轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)可推 斷出的金屬氧化物所需的氧的摩爾數(shù)的比例。因此，當(dāng)量比大于1的產(chǎn) 氣藥被過(guò)氧化，當(dāng)量比小于1的產(chǎn)氣藥被不充分氧化，當(dāng)量比等于1的 產(chǎn)氣藥被理想地氧化。
本發(fā)明中使用的"基本沒(méi)有"，在提到可能的氣流成分如氯化氫、一 氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮時(shí)，類似地也指包括含量等于或者 少于被現(xiàn)有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(美國(guó)汽車研究協(xié)會(huì)規(guī)范(USCAR specifications)) 許可或者允許的含量的此類成分的氣流或者膨脹氣體。舉例說(shuō)明，對(duì)于 一輛有一個(gè)帶有一個(gè)包括產(chǎn)氣藥的充氣發(fā)生器的氣嚢的汽車而言，當(dāng)氣體發(fā)生器在一個(gè)100立方英尺的容器內(nèi)被啟動(dòng)時(shí)，如果產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn)生 的氣流或者膨脹氣體包括約百萬(wàn)分之5或者更少的氯化氫，則認(rèn)為基本 沒(méi)有氯化氫；當(dāng)氣體發(fā)生器在一個(gè)100立方英尺的容器內(nèi)被啟動(dòng)時(shí)，如 果點(diǎn)燃產(chǎn)氣藥產(chǎn)生的氣流或者膨脹氣體包括約百萬(wàn)分之461或者更少的 一氧化碳，則認(rèn)為基本沒(méi)有一氧化碳；當(dāng)氣體發(fā)生器在一個(gè)100立方英 尺的容器內(nèi)被啟動(dòng)時(shí)，如果點(diǎn)燃產(chǎn)氣藥產(chǎn)生的氣流或者膨脹氣體包括約 百萬(wàn)分之35或者更少的氨氣，則認(rèn)為基本沒(méi)有氨氣；當(dāng)氣體發(fā)生器在一 個(gè)100立方英尺的容器內(nèi)被啟動(dòng)時(shí)，如果點(diǎn)燃產(chǎn)氣藥產(chǎn)生的氣流或者膨 脹氣體包括約百萬(wàn)分之5或者更少的二氧化氮，則認(rèn)為基本沒(méi)有二氧化 氮；當(dāng)氣體發(fā)生器在一個(gè)100立方英尺的容器內(nèi)被啟動(dòng)時(shí)，如果點(diǎn)燃產(chǎn) 氣藥產(chǎn)生的氣流或者膨脹氣體包括約百萬(wàn)分之75或者更少的一氧化氮， 則認(rèn)為基本沒(méi)有 一 氧化氮。
通過(guò)下面結(jié)合權(quán)利要求
和附圖的詳細(xì)描述，將可清楚地理解本發(fā)明 的其j也目才示禾口優(yōu)點(diǎn)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)施例的部分截取的說(shuō)明 一 個(gè)氣嚢從一 個(gè)組裝在一輛汽車內(nèi)部的氣嚢部件中膨脹的簡(jiǎn)化示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種改善的產(chǎn)氣藥。更具體地，已被發(fā)現(xiàn)的是通過(guò)在 產(chǎn)氣藥中添加一種或者多種高氯酸鹽添加劑，氣流產(chǎn)物能被大幅改進(jìn) (例如，產(chǎn)生的氣流中如一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中的一種 或者多種的不良物質(zhì)含量明顯減小)。更進(jìn)一步，已被發(fā)現(xiàn)的是此類產(chǎn)氣 藥可以通過(guò)添加聚合物粘合材料和至少一種含銅化合物在沒(méi)有導(dǎo)致燃燒
速率不利降低的情況下而被改為可擠出式的。
如上述討論，高氯酸鹽添加劑對(duì)于應(yīng)用于汽車充氣約束系統(tǒng)充脹的 產(chǎn)氣藥而言是特別地有效的氧化劑。然而，在堿或堿土金屬凈化劑同樣 被使用的時(shí)候，此類高氯酸鹽添加劑的使用常常會(huì)導(dǎo)致不良副產(chǎn)物如氯化氫或者細(xì)微固體顆粒物(如氯化鈉)的生成。在本發(fā)明中，已被發(fā)現(xiàn) 的是在可擠出式產(chǎn)氣藥中使用含銅化合物可以產(chǎn)生改善的氣流或者膨脹 氣體。特別地，已被發(fā)現(xiàn)的是生成的可濾出的氯化銅副產(chǎn)物通常導(dǎo)致氣 流或者膨脹氣體中特定的不良物質(zhì)含量降低。此外，已被發(fā)現(xiàn)的有利地 是生成的可濾出的氯化銅副產(chǎn)品導(dǎo)致逸出充氣裝置的微粒水平降低。
而且，已被意外發(fā)現(xiàn)的是包括高氯酸鹽添加劑和至少 一種含銅化合 物的產(chǎn)氣藥不會(huì)導(dǎo)致該產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn)生的氣流或者膨脹氣體中 一氧化碳 水平的不利提高。這一發(fā)現(xiàn)之所以是出乎意料的是因?yàn)橥ǔＲ驯话l(fā)現(xiàn)的 是包括高氯酸鹽添加劑的產(chǎn)氣藥往往導(dǎo)致燃燒溫度的升高，進(jìn)而導(dǎo)致氣 流或者膨脹氣體中一氧化碳水平的升高。此外，已被意外地發(fā)現(xiàn)的是， 在沒(méi)有出現(xiàn)通常情況中氮的不良氧化物(如一氧化氮或者二氧化氮)含 量的抵消性增長(zhǎng)的情況下， 一氧化碳含量比預(yù)期值要低。
更進(jìn)一步地，已被意外發(fā)現(xiàn)的是包括高氯酸鹽添加劑和含銅化合物 的可擠出式產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn)生的氣流或者膨脹氣體中發(fā)現(xiàn)的主要的含氯物
質(zhì)是氯化銅(CuCl2),極少或者沒(méi)有檢出氯化氫。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是出乎意料的 是因?yàn)檫M(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)推算的計(jì)算機(jī)程序(如海軍武器中心推進(jìn)劑評(píng)估 程序(Naval Weapons Center Propellant Evaluation Program) (PEP)) 通常預(yù)測(cè)在此類擠出式產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn)生的氣流或者膨脹氣體中的主要氯 化物將是帶有一些氯化氫的氯化亞銅和氯化亞銅三聚體。
同樣地，如上述討論， 一定量的能有效使產(chǎn)氣藥呈現(xiàn)可擠出特性聚 合物粘合材料的添加通常對(duì)可擠出式產(chǎn)氣藥的燃燒速率產(chǎn)生不利效果。 然而，除了提供燃燒可產(chǎn)生改善的氣流的可擠出式產(chǎn)氣藥外，也被發(fā)現(xiàn) 的是根據(jù)本發(fā)明所述的可擠出式產(chǎn)氣藥的燃燒速率也能被改善。改善的 燃燒速率可以在不會(huì)不利地影響氣流質(zhì)量的情況下通過(guò)催化高氯酸鹽添 加劑的分解而被實(shí)現(xiàn)。優(yōu)勢(shì)地，多種材料可以被用來(lái)提高包括高氯酸鹽 添加劑的可擠出式的爆炸藥或者產(chǎn)氣藥的燃燒速率。
如上所述，本發(fā)明涉及包括至少一種非疊氮有機(jī)含氮燃料、至少一 種含銅化合物、高氯酸鹽添加劑和可以有效地使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的 聚合物粘合材料的可擠出式產(chǎn)氣藥。 一定量的高氯酸鹽添加劑與不含高氯酸鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣藥相比，在產(chǎn)氣藥被燃燒的時(shí)候可以有效地 導(dǎo)致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至少一種物質(zhì)含量 降低。
實(shí)際上，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約5%至約60% 的至少一種非疊氮有機(jī)含氮燃料，占產(chǎn)氣藥重量的約10%至約80%的至少 一種含銅化合物，占產(chǎn)氣藥重量的約1%至約20%的高氯酸鹽添加劑，和 占產(chǎn)氣藥重量的約1%至約20%的聚合物粘合材料。
該可擠出式產(chǎn)氣藥中使用的發(fā)揮功效的非疊氮有機(jī)的含氮燃料包 括胺硝酸鹽(amine nitrates)、硝胺、硝基雜環(huán)化合物、四氮哇類化 合物和以上化合物的混合物。雖然各種非疊氮有機(jī)含氮燃料也可以在可 擠出式產(chǎn)氣藥中使用，結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)選地非疊氮有機(jī)含氮 燃料可以是硝酸胍。大體上，硝酸胍可以被考慮是因?yàn)樗己玫臒岱€(wěn)定 性，低成本和燃燒時(shí)的高產(chǎn)氣率。
該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約5%至約60 /。的至少一 種非疊氮有機(jī)含氮燃料。結(jié)合具體實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括 占產(chǎn)氣藥重量的約5%至約30%的至少一種非疊氮有機(jī)含氮燃料。結(jié)合其 他具體實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約5%至約20% 的至少 一種非疊氮有機(jī)含氮燃料。
結(jié)合具體實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥可以包括占產(chǎn)氣藥重量的約5% 至約60。/。的硝酸胍。在另一個(gè)實(shí)施例中，該可擠出式產(chǎn)氣藥可以包括占產(chǎn) 氣藥重量的約5°/ 至約30%的硝酸胍。在另一個(gè)實(shí)施例中，該可擠出式產(chǎn) 氣藥可以包括占產(chǎn)氣藥重量的約5°/。至約20%的硝酸胍。
該可擠出式產(chǎn)氣藥也包括至少一種含銅化合物。雖然在該可擠出式 產(chǎn)氣藥中多種含銅化合物可以被使用，適合的含銅化合物選自硝酸銅配 合物(如由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物)、堿式硝 酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約3%至約90%的二氨二硝酸銅和硝 酸銨的混合物、雙四峻二氨銅，及以上含銅化合物的混合物。
結(jié)合具體實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約10%
至約80°/。的至少一種含銅化合物。用于本發(fā)明實(shí)踐的合適的含銅化合物包括由5-氨基四唑和堿式硝酸 銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物。特別是，由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng) 生成的硝酸銅配合物相信是5-氨基四氮唑鞋基硝酸銅配合物(a copper, hydroxyl nitrate 1H-tetrazo卜5-amine complex)。
結(jié)合一個(gè)實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥可能包括占產(chǎn)氣藥重量的約10% 至約60%的由5-氨基四唑和石威式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物。結(jié)合 另一個(gè)實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥可能包括占產(chǎn)氣藥重量的約20%至約 60%的由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物。在另一個(gè)實(shí) 施例中，該可擠出式產(chǎn)氣藥可能包括占產(chǎn)氣藥重量的約30°/。至約60%的由 5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物。
結(jié)合其他實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥可能包括堿式硝酸銅和由5-氨 基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物的混合物。特別地，由5-
氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物相信是5-氨基四氮唑羥
基硝酸銅配合物。
結(jié)合一個(gè)實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約10% 至約80%的堿式硝酸銅和該硝酸銅配合物的混合物。結(jié)合另一個(gè)實(shí)施例， 該可擠出式產(chǎn)氣藥可能包括占產(chǎn)氣藥重量的約30%至約80%的堿式硝酸銅 和該硝酸銅配合物的混合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，該可擠出式產(chǎn)氣藥可 能包括占產(chǎn)氣藥重量的約50%至約80°/ 的堿式硝酸銅和該硝酸銅配合物的 混合物。
實(shí)際上，堿式硝酸銅和由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸 銅配合物的混合物包括占混合物重量的約20%至約80%的堿式硝酸銅和占 混合物重量的約20%至約80%的該硝酸銅配合物。結(jié)合另一個(gè)實(shí)施例，堿 式硝酸銅和該硝酸銅配合物的混合物包括占混合物重量的約20%至約40% 的石咸式硝酸銅和占混合物重量的約60%至約80%的該硝酸銅配合物。
該可擠出式產(chǎn)氣藥還包括一定量的高氯酸鹽添加劑，與不含高氯酸 鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣藥相比，在該產(chǎn)氣藥燃燒的時(shí)候，可以有效地導(dǎo) 致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至少一種物質(zhì)含量降 低。該高氯酸鹽添加劑包括至少一種選自堿金屬高氯酸鹽和高氯酸銨的高氯酸鹽材料。實(shí)際上，該產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約1°/。至約10% 的高氯酸鹽添加劑。
結(jié)合具體實(shí)施例，高氯酸鹽添加劑包括至少一種以如鋰、鈉、鉀、 銣和銫的高氯酸鹽為例的堿金屬高氯酸鹽。實(shí)際上，高氯酸鈉和高氯酸 鉀相信是用于本發(fā)明的特別理想的堿金屬高氯酸鹽，其中基于效果和成 本優(yōu)選是高氯酸鉀，至少部分因?yàn)槠涓偷奈毙浴?br>結(jié)合其他實(shí)施例，高氯酸鹽添加劑是高氯酸銨。實(shí)際上，該產(chǎn)氣藥 能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約1%至約10%的高氯酸銨。
實(shí)際上，利用可擠出式產(chǎn)氣藥的不均勻性可能是期望的和/或優(yōu)勢(shì) 的。理論上，添加到本發(fā)明的可擠出式產(chǎn)氣藥中的高氯酸鹽添加劑的顆 粒越大將導(dǎo)致其不均勻度越高。結(jié)果，由于在特定的可擠出式產(chǎn)氣藥中 添加了篩過(guò)的高氯酸鹽添加劑，更大的氣流毒性的影響被發(fā)現(xiàn)。理論上， 高氯酸鹽添加劑對(duì)降低可擠出式產(chǎn)氣藥燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣流中不良物質(zhì)的 生成的效果由于含高氯酸鹽的產(chǎn)氣藥變的更均勻而被削弱。例如，使用
平均顆粒大小小于100 ;徵米的高氯酸鹽顆粒導(dǎo)致可擠出式產(chǎn)氣藥的不均
一性降低和阻止氣流中不良物質(zhì)生成的效果減弱。
更具體地，結(jié)合具體的實(shí)施例，已被發(fā)現(xiàn)的是在可擠出式產(chǎn)氣藥中
平均顆粒大小大于IO(M鼓米和平均顆粒大小至少約200微米的高氯酸鹽 添加劑的添加，與同樣的但沒(méi)有含有這些粒徑的高氯酸鹽添加劑顆粒的 產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn)生的氣流相比，能夠顯著地改善含有這些粒徑的高氯酸鹽 添加劑顆粒的可擠出式產(chǎn)氣藥燃燒產(chǎn)生的氣流。結(jié)合至少本發(fā)明中其他 具體實(shí)施例，已被發(fā)現(xiàn)有利的是添加到可擠出式產(chǎn)氣藥的高氯酸鹽添加 劑的顆粒有在約350至約450微米的范圍內(nèi)的平均顆粒大小。
該可擠出式產(chǎn)氣藥更包括可以有效使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的聚合物 粘合材料。實(shí)際上，可擠出式產(chǎn)氣藥包括占產(chǎn)氣藥重量的約1%至約20% 的聚合物粘合材料。結(jié)合具體實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn) 氣藥重量的約3%至約10%的聚合物粘合材料。結(jié)合其他具體實(shí)施例，該 可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約3%至約6%的聚合物粘合材 料。用于可擠出式產(chǎn)氣藥的合適的聚合物粘合材料包括但不限于纖維素 材料、天然橡膠、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚丁二烯、聚苯 乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、有枳^圭和以上兩種或多種的混合物。 結(jié)合具體實(shí)施例，聚合物粘合材料可能是選自乙基纖維素、羧曱基纖維 素、羥丙基纖維素以及以上兩種或多種的混合物的纖維素材料。結(jié)合其 他具體實(shí)施例，聚合物粘合材料可能是選自瓜爾膠、黃原膠阿拉伯膠以 及以上兩種或多種的混合物的天然橡月交。
結(jié)合一個(gè)實(shí)施例，產(chǎn)氣藥包括占產(chǎn)氣藥重量的約1%至約20%的瓜爾 膠。結(jié)合具體實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn)氣藥重量的約3% 至約10%的瓜爾膠。結(jié)合更具體實(shí)施例，該可擠出式產(chǎn)氣藥能夠包括占產(chǎn) 氣藥重量的約3%至約6%的瓜爾膠。
如果需要，結(jié)合本發(fā)明，可擠出式產(chǎn)氣藥可以優(yōu)選地包含至少一種 促燃燒速率提高和粉渣生成的金屬氧化物添加劑。這樣的金屬氧化物添 加劑可能被加入以提高可擠出式產(chǎn)氣藥的燃燒速率或者通過(guò)形成可濾出 的顆粒或者粉渣來(lái)協(xié)助去除不良燃燒副產(chǎn)物。實(shí)際上，本發(fā)明的可擠出 式產(chǎn)氣藥可以包括最多占產(chǎn)氣藥重量的約10%的至少一種這樣的金屬氧 化物添加劑。適合的金屬氧化物添加劑包括但不限于二氧化硅、氧化鋁、 氧化鋅和以上的混合物。結(jié)合具體實(shí)施例，可擠出式產(chǎn)氣藥包括占產(chǎn)氣 藥重量的約1%至約5°/。的至少一種這樣的金屬氧化物添加劑。結(jié)合其他具 體實(shí)施例，可擠出式產(chǎn)氣藥優(yōu)選地包括占產(chǎn)氣藥重量的約1. 5°/。至約5%的 促燃燒速率提高和粉渣形成的氧化鋁金屬氧化物添加劑和最多占產(chǎn)氣藥 重量的約1%的促燃燒速率提高和粉渣形成的二氧化硅金屬氧化物添加 劑。
在具體實(shí)施例中，可擠出式產(chǎn)氣藥可能優(yōu)選包括至少 一種有效增強(qiáng) 高氯酸鹽添加劑燃燒的化合物。實(shí)際上，本發(fā)明的可擠出式產(chǎn)氣藥可能 包括最多占產(chǎn)氣藥重量的約10%的至少一種這樣的助燃劑。合適的高氯酸 鹽添加劑助燃劑包括但不限于氧化鐵、亞鉻酸銅、鐵氰化物/鐵氰化物染 料和以上的混合物。
在具體實(shí)施例中，可擠出式產(chǎn)氣藥優(yōu)選地包括至少一種鐵氰化物/鐵氰化物染料。這種鐵氰化物/鐵氰化物染料，也被稱為"鐵藍(lán)染料"，通 ?？杀焕斫鉃槭侵富谖⒕У蔫F亞鐵氰基配合物的這一類、 一族或者變 體的染料。根據(jù)由X光和紅外光語(yǔ)法獲得的結(jié)果，鐵藍(lán)染料的一般化學(xué)
式為
Me( I )Fe(II)Fe(m) (CN)6 H20 (1) 此化學(xué)式中，Me(I)指鉀、鈉或銨，而且相信堿金屬離子對(duì)鐵藍(lán)的色質(zhì) 起到?jīng)Q定性作用。鐵藍(lán)染料，有時(shí)也被稱為"氰亞鐵酸鹽(iron ferricyanides)，，，已經(jīng)以各種不同的基于其產(chǎn)地或者其光學(xué)特性的名稱 被生產(chǎn)或者銷售。這些不同的名字的例子有柏林藍(lán)、射光紺藍(lán)、中國(guó)藍(lán)、 米洛麗藍(lán)、非射光紺藍(lán)、巴黎藍(lán)、普魯士藍(lán)、同寧藍(lán)(Toning Blue)和 滕氏藍(lán)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)本申請(qǐng)的教導(dǎo)會(huì)意識(shí)到，如上所述，有多種具 體的或者特別的鐵藍(lán)染料氰亞鐵酸鹽材料可供選擇。Degussa公司生產(chǎn)或 銷售的MANOX-Blue 4050鐵藍(lán)染料氰亞鐵酸鹽材料是目前優(yōu)選用于本發(fā) 明的鐵藍(lán)染料材料。
其他添加劑如加工助劑和/或潤(rùn)滑劑可能也被添加到該可擠出式產(chǎn) 氣藥以改善該產(chǎn)氣藥的加工性能。通常，此類添加劑可能以相對(duì)很小的 如不高于占產(chǎn)氣藥重量的約5°/ 的濃度被添加到可擠出式產(chǎn)氣藥。 綜上所述，結(jié)合具體實(shí)施例， 一種可擠出式產(chǎn)氣藥可能包括 至少一種占產(chǎn)氣藥重量的5%至60%的非疊氮有機(jī)含氮燃料； 至少一種含銅化合物，選自堿式硝酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分 數(shù)約為3°/。至90%的二氨二硝酸銅和硝酸銨的混合物、雙四唑二氨銅、由 5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝S交銅配合物以及以上含銅化合物 的混合物，至少一種含銅化合物占產(chǎn)氣藥重量的10°/。至80%。
選自堿金屬高氯酸鹽和高氯酸銨中至少一種高氯酸鹽材料的高氯酸 鹽添加劑，占產(chǎn)氣藥重量的1%至10%的該高氯酸鹽添加劑與不含高氯酸 鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣藥相比，在該產(chǎn)氣藥燃燒的時(shí)候，可以有效地導(dǎo) 致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至少一種物質(zhì)含量降 低；和占產(chǎn)氣藥重量的1%至20%的可以有效使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的聚合 物粘合材料，該聚合物粘合材料選自纖維素材料、天然橡膠、聚丙烯酸 酯、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙 烯酯、有枳J圭和以上兩種或多種的混合物。
更進(jìn)一步地，綜上所述，結(jié)合具體實(shí)施例， 一種可擠出式產(chǎn)氣藥可 能包括占產(chǎn)氣藥重量的5%至60°/。的硝酸胍，占產(chǎn)氣藥重量的10%至80%的 堿式硝酸銅和由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物的混 合物，占產(chǎn)氣藥重量的1°/。至10%的高氯酸銨，和占產(chǎn)氣藥重量的1°/ 至20% 的瓜爾膠。與不含高氯酸銨的同樣的產(chǎn)氣藥相比，在該產(chǎn)氣藥燃燒的時(shí) 候，高氯酸銨可以有效地導(dǎo)致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧 化氮中至少一種物質(zhì)含量降低。
更進(jìn)一步地，綜上所述，結(jié)合具體實(shí)施例，可擠出式產(chǎn)氣藥可能包 括占產(chǎn)氣藥重量的5°/。至60%的硝酸胍，占產(chǎn)氣藥重量的10%至60%的由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物，占產(chǎn)氣藥重量的1°/。至 10%的高氯酸銨，和占產(chǎn)氣藥重量的1°/ 至20%的瓜爾膠。
本發(fā)明更包括為汽車充氣約束系統(tǒng)的氣嚢充氣的方法，包括點(diǎn)燃擠 壓出的產(chǎn)氣藥產(chǎn)生一定量的膨脹氣體然后利用膨脹氣體充脹氣嚢的步 驟。可見地，該膨脹氣體中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至 少一種物質(zhì)含量降低。
可見地，本發(fā)明的可擠出式產(chǎn)氣藥可以結(jié)合多種不同結(jié)構(gòu)、配件和 系統(tǒng)而被結(jié)合、利用或者應(yīng)用。如附圖所示，汽車(IO)具有內(nèi)部結(jié)構(gòu) 12,其中包含有一個(gè)通常標(biāo)記為14的充氣式汽車乘員安全約束系統(tǒng)?？?見地，為便于說(shuō)明和理解，對(duì)于本發(fā)明的理解不必要的某些標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)可 能已從附圖中刪除或者移去。
汽車乘員安全約束系統(tǒng)14包括開口式反應(yīng)罐16，該開口式反應(yīng)罐形 成容納裝有如膨脹氣嚢的充氣式汽車乘員安全約束裝置20的殼體，和通 常標(biāo)記為22的產(chǎn)生或者提供用于充脹相關(guān)的乘員約束裝置的充氣的裝 置。根據(jù)如上定義，此氣體發(fā)生裝置通常被稱為"充氣機(jī)"。
充氣機(jī)22包括一定量的本發(fā)明的產(chǎn)氣藥，比如上面所描述的。充氣機(jī)22也包括本領(lǐng)域中已知的與產(chǎn)氣藥點(diǎn)火式連接用以引起產(chǎn)氣藥燃燒的 點(diǎn)火器?？梢姷兀錃庋b置的具體構(gòu)造不會(huì)限制本發(fā)明更廣泛的應(yīng)用， 而且如本技術(shù)領(lǐng)域：
所知此類充氣裝置可以按照多種方式構(gòu)造。
實(shí)際上，展開中的氣嚢20通過(guò)約束乘員向汽車前方(即，附圖中向 右的方向)的移動(dòng)有利地提供了對(duì)汽車乘員24的保護(hù)。
本發(fā)明通過(guò)下列說(shuō)明或者模擬多個(gè)涉及本發(fā)明應(yīng)用的方面的實(shí)施例 更具體地闡明細(xì)節(jié)。未脫離本發(fā)明主旨的所有改變都應(yīng)被保護(hù)并且本發(fā) 明不受這些實(shí)施例的限制。 比較實(shí)施例l-4和實(shí)施例1:
如下面的表格l所示，五種產(chǎn)氣藥被制備，實(shí)施例1 (EX1)和比較 實(shí)施例1-4 (CE1-CE4)。所有化合物的值按占產(chǎn)氣藥的重量百分比給出。
_表格l_
化合物(重量％) CE1
CE2
CE3
CE4 EX1
硝酸胍50. 3827.4949.3726.9423.65
石咸式硝'酸銅46. 6214.3545.6914.06i4.87
5-ATN/bCN配合物…55.16.. 54.0648.78
高氯酸銨… .. .7.00
瓜爾膠… 2.002.003.00
氧化鋁3. 003.002.942.942.70
合計(jì)100. 00100.00100.00100.00100.00
燃燒速率5)30Q0磅0. 822.110.331.322.30
每平方英寸
其中
5-ATN/bCN配合物=由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅 配合物；和燃燒速率5)300()磅每平方英寸=英寸每秒。
更具體地，對(duì)于比較實(shí)施例l和2，硝酸胍、含銅化合物和氧化鋁凈皮 砂漿混合然后噴霧干燥形成粉狀前體。然后生成的粉狀前體用常用的壓 片過(guò)程被適當(dāng)?shù)貕褐瞥善?br>對(duì)于比較實(shí)施例3、比較實(shí)施例4和實(shí)施例1，硝酸胍、含銅化合物 和氧化鋁被砂漿混合然后噴霧干燥形成粉狀前體。粉狀前體與瓜爾膠干 混，對(duì)于實(shí)施例l,還包括高氯酸銨。該干混混合物用水潤(rùn)濕，干燥并制 成顆粒。然后該顆粒狀混合物用常用的壓片過(guò)程^皮適當(dāng)?shù)貕褐瞥善?br>獲得表格1中的燃燒速率數(shù)據(jù)首先要壓制相應(yīng)的產(chǎn)氣藥樣品成為直 徑為0. 5英寸的圓柱體。通常，足量的產(chǎn)氣藥被壓制使圓柱體的長(zhǎng)為0. 5 英寸。隨后，這些圓柱體除了上表面外的所有表面均被用克瑞龍(Krylon) 阻燃劑覆膜，以確保在測(cè)試裝置中的線性燃燒。在每一個(gè)實(shí)施例中，覆 膜的圓柱體被放置于一個(gè)1升的能夠用氮?dú)獬鋲褐翈浊О趺科椒接⒋绮?裝有精確測(cè)量測(cè)試艙壓力的壓力計(jì)的封閉管道或者測(cè)試搶內(nèi)。少量的引 燃劑樣品被放置在圓柱體的頂部而且一根鎳鉻合金線穿過(guò)引燃粉末與測(cè) 試艙艙蓋上的電極相連接。測(cè)試艙隨后被充壓至預(yù)期壓力并且樣品被通 過(guò)鎳鉻合金線的電流引燃。壓力比時(shí)間的數(shù)據(jù)在每個(gè)樣品燃燒的時(shí)候被 采集。因?yàn)槊恳粋€(gè)樣品的燃燒產(chǎn)生氣體，測(cè)試艙壓力上升表明燃燒開始
并且壓力趨平表明燃燒結(jié)束。燃燒所需時(shí)間等于t廣ti,其中h是燃燒結(jié)
束的時(shí)間并且L是燃燒開始的時(shí)間。樣品的重量除以燃燒時(shí)間用以決定 燃燒速率(克每秒)。燃燒速率通常在四種壓力下分別檢測(cè)900、 1350、 2000和3000磅每平方英寸(分別為6205、 9308、 13790和20684千帕)。 燃燒速率的對(duì)數(shù)與平均壓力的對(duì)數(shù)的關(guān)系被繪制成圖，從這條線上，任 何壓力下的燃燒速率能夠被利用下面的燃燒速率公式計(jì)算出來(lái)
rb=K (P)n 其中，
rb =燃燒速率(線性) K =常數(shù) P =壓力n =壓力常數(shù)。 對(duì)結(jié)果的討論
從表格1可以看出，由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅 配合物(5-ATN/bCN)的添加對(duì)產(chǎn)氣藥的燃燒速率有非常重要的影響。例 如，當(dāng)5-ATN/bCN被加到比較實(shí)施例1的產(chǎn)氣藥制造出比較實(shí)施例2的 產(chǎn)氣藥時(shí)，燃燒速率從0. 82英寸/秒提高至2. 11英寸/秒(約2. 08厘米 /秒到5. 36厘米/秒)。類似地，當(dāng)5-ATN/bCN凈皮加到比較實(shí)施例3的可 擠出式產(chǎn)氣藥制造出比較實(shí)施例4的可擠出式產(chǎn)氣藥時(shí)，燃燒速率從 0. 33英寸/秒提高至1. 32英寸/秒(約0. 84厘米/秒到3. 35厘米/秒)。
但是，從表格1可以看出，瓜爾膠的添加對(duì)產(chǎn)氣藥的燃燒速率產(chǎn)生 不利的影響。例如，當(dāng)瓜爾膠被加到比較實(shí)施例1的產(chǎn)氣藥制造出比較 實(shí)施例3的產(chǎn)氣藥時(shí)，燃燒速率從0. 82英寸/秒降低至0. 33英寸/秒(約 2. 08厘米/秒到0. 84厘米/秒)。類似地，當(dāng)瓜爾膠被加到比較實(shí)施例2 的可擠出式產(chǎn)氣藥制造出比較實(shí)施例4的可擠出式產(chǎn)氣藥時(shí)，燃燒速率 從2. 11英寸/秒降低至1. 32英寸/秒(約5. 36厘米/秒到3. 35厘米/秒)。
相比之下，本發(fā)明的可擠出式產(chǎn)氣藥(如實(shí)施例1) ^J良現(xiàn)有2.30 英寸/秒(約5. 84厘米/秒)的燃燒速率。理論上高氯酸銨添加劑的添加 會(huì)導(dǎo)致氣流的不良組分含量降低同時(shí)5-ATN/bCN的添加抵消了由聚合物 粘合材料加入而導(dǎo)致的燃燒速率降低。因此，同可擠出式或者不可擠出 式的沒(méi)有高氯酸銨的產(chǎn)氣藥例如比較實(shí)施例1-4的產(chǎn)氣藥相比，如實(shí)施 例1的可擠出式產(chǎn)氣藥既有改善的氣流組分也有改善的燃燒速率。
本發(fā)明說(shuō)明性地公開的內(nèi)容可能在缺少任何元素、部分、步驟、成 份或者此處未具體公開的添加劑的情況下被使用。
雖然在之前細(xì)節(jié)描述中本發(fā)明已經(jīng)^皮以具體優(yōu)選實(shí)施例闡述，并且 很多細(xì)節(jié)被以說(shuō)明目的公開，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明顯然可以 適用于更多的實(shí)例并且此處描述的細(xì)節(jié)的具體內(nèi)容可以在不偏離本發(fā)明 基本原則的前提下適當(dāng)?shù)刈兓?br>權(quán)利要求
1.一種可擠出式產(chǎn)氣藥，包括
至少一種非疊氮有機(jī)含氮燃料；
至少一種含銅化合物，所述含銅化合物選自由堿式硝酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約3％至約90％的二氨二硝酸銅和硝酸銨的混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物和以上含銅化合物的混合物構(gòu)成的組；
高氯酸鹽添加劑，所述高氯酸鹽添加劑包括至少一種從堿金屬的高氯酸鹽和高氯酸銨中選出的高氯酸鹽材料，當(dāng)產(chǎn)氣藥燃燒時(shí)，與沒(méi)有高氯酸鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣藥相比，一定量的所述高氯酸鹽添加劑可以有效地導(dǎo)致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至少一種氣體的含量降低；和
聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料可有效使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的。
2. 按照權(quán)利要求
1所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述聚合 物粘合材料選自由纖維素材料、天然橡膠、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、 聚氨酯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、有機(jī)硅和以 上兩種或多種材料的混合物構(gòu)成的組。
3. 按照權(quán)利要求
2所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述聚合 物粘合材料是纖維素材料，所述纖維素材料選自由乙基纖維素、羧甲基 纖維素、羥丙基纖維素以及以上兩種或多種材料的混合物構(gòu)成的組。
4. 按照權(quán)利要求
2所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述聚合 物粘合材料是天然橡膠，所述天然橡膠選自由瓜爾膠、黃原膠、阿拉伯 膠以及以上兩種或多種材料的混合物構(gòu)成的組。
5. 按照權(quán)利要求
l所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述聚合 物粘合材料的含量占產(chǎn)氣藥重量的1°/。至20%。
6. 按照權(quán)利要求
l所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述至少 一種非疊氮有機(jī)含氮燃料包括硝酸胍。
7. 按照權(quán)利要求
l所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述至少 一種非疊氮有機(jī)含氮燃料的含量占產(chǎn)氣藥重量的5%至60%。
8. 按照權(quán)利要求
l所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述至少 一種含銅化合物的含量占產(chǎn)氣藥重量的10°/。至80%。
9. 按照權(quán)利要求
l所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述高氯 酸鹽添加劑的含量占產(chǎn)氣藥重量的1°/。至10%。
10. 按照權(quán)利要求
1所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述高 氯酸鹽添加劑選自由高氯酸銨、高氯酸鉀、高氯酸鈉及其混合物構(gòu)成的 組。
11. 一種可擠出式產(chǎn)氣藥，包括含量為產(chǎn)氣藥重量的5%至60%的至少一種非疊氮有機(jī)含氮燃料；至少一種含銅化合物，所述含銅化合物選自由堿式硝酸銅、氧化銅、 硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約3°/。至約90%的二氨二硝酸銅和硝酸銨的混合物、 雙四哇二氨銅、由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物和 以上含銅化合物的混合物構(gòu)成的組；所述至少一種含銅化合物的含量為 產(chǎn)氣藥重量的10%至80%;高氯酸鹽添加劑，所述高氯酸鹽添加劑包括至少一種從堿金屬的高 氯酸鹽和高氯酸銨中選出的高氯酸鹽材料；當(dāng)產(chǎn)氣藥燃燒時(shí)，與沒(méi)有高 氯酸鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣藥相比，含量為產(chǎn)氣藥重量的1%至10%的所 述高氯酸鹽添加劑可以有效地導(dǎo)致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和 一氧化氮中至少一種氣體的含量降低；和聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料的含量為產(chǎn)氣藥重量的1%至 20%，并可以有效使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的；所述聚合物粘合材料選自由 纖維素材料、天然橡膠、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚丁二烯、 聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、有機(jī)硅和以上兩種或多種材料的 混合物構(gòu)成的組。
12. 按照權(quán)利要求
11所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述聚 合物粘合材料是天然橡膠，所述天然橡膠選自由瓜爾膠、黃原膠、阿拉 伯膠以及以上兩種或多種材料的混合物構(gòu)成的組。
13. 按照權(quán)利要求
11所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述聚 合物粘合材料是瓜爾膠。
14. 按照權(quán)利要求
ll所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述至 少 一種非疊氮有機(jī)含氮燃料包括硝酸胍。
15. 按照權(quán)利要求
ll所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述高 氯酸鹽添加劑包括高氯酸銨。
16. 按照權(quán)利要求
11所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述高 氯酸鹽添加劑的顆粒尺寸是至少約200微米。
17. 按照權(quán)利要求
11所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述含 銅化合物是由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物。
18. 按照權(quán)利要求
11所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，所述含 銅化合物是堿式硝酸銅和由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅 配合物的混合物。
19. 按照權(quán)利要求
11所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，額外包 括促燃燒速率提高和粉渣生成的金屬氧化物添加劑，所述金屬氧化物選 自由二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅及其混合物構(gòu)成的組。
20. 按照權(quán)利要求
ll所述的可擠出式產(chǎn)氣藥，其特征在于，額外包 括助燃劑，所述助燃劑選自由氧化鐵、亞鉻酸銅、鐵藍(lán)染料及其混合物 構(gòu)成的纟且。
21. —種可擠出式產(chǎn)氣藥，包括 含量為產(chǎn)氣藥重量的5°/。至60%的硝酸胍；含量為產(chǎn)氣藥重量的10°/ 至80%的至少一種含銅化合物，所述含銅化 合物選自由堿式硝酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約3°/。至約90%的 二氨二硝酸銅和硝酸銨的混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑和堿式組;5
; 、 I " 、
、 5 、 "、、含量為產(chǎn)氣藥重量的1%至10%的高氯酸鹽添加劑，所述高氯酸鹽添 加劑包括至少 一種從由堿金屬的高氯酸鹽和高氯酸銨構(gòu)成的組中選出的 高氯酸鹽材料；和含量為產(chǎn)氣藥重量的1°/。至20%的聚合物粘合材料，所述聚合物粘合 材料可以有效使產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的；所述聚合物粘合材料選自由纖 維素材料、天然橡膠、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚丁二烯、 聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、有機(jī)硅和以上兩種或多種材料的 混合物構(gòu)成的組。
專利摘要
本發(fā)明提供了通過(guò)燃燒產(chǎn)生或?qū)е赂纳频臍饬鞯目蓴D出式產(chǎn)氣藥和相關(guān)的產(chǎn)生用于充氣約束系統(tǒng)的膨脹氣體的方法。此類可擠出式產(chǎn)氣藥包括非疊氮有機(jī)含氮燃料、至少一種含銅化合物、高氯酸鹽添加劑和聚合物粘合材料。至少一種含銅化合物可能選自堿式硝酸銅、氧化銅、硝酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約3％至約90％的二氨二硝酸銅和硝酸銨的混合物和/或由5-氨基四唑和堿式硝酸銅反應(yīng)生成的硝酸銅配合物。當(dāng)產(chǎn)氣藥燃燒時(shí)，與沒(méi)有高氯酸鹽添加劑的同樣的產(chǎn)氣藥相比，一定量的高氯酸鹽添加劑可以有效地導(dǎo)致氣流中一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中至少一種氣體的含量降低。聚合物粘合材料可以有效使該產(chǎn)氣藥變?yōu)榭蓴D出式的。
文檔編號(hào)C06B45/10GKCN101528642SQ200780039215
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年8月16日
發(fā)明者伊萬(wàn)·V·門登豪, 羅伯特·D·泰勒 申請(qǐng)人:奧托里夫Asp股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan