專利名稱:含有堿金屬高氯酸鹽的氣體發(fā)生劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及氣體發(fā)生，更具體涉及由含堿金屬高氯酸鹽的氣體發(fā)生劑組合物所產(chǎn)生的氣體發(fā)生，所述的氣體發(fā)生劑組合物產(chǎn)生或得到各種不利的成份的量已經(jīng)減少的氣體排出物。
背景技術(shù)：
眾所周知，例如在車輛發(fā)生撞擊而突然減速時，用緩沖墊或袋，例如用氣體膨脹或展開的“安全氣囊墊”(airbag cushion)保護車輛乘客。這種安全氣囊約束系統(tǒng)通常包括一個或多個安全氣囊墊，這些安全氣囊以未充氣的折疊狀態(tài)保存以使其所需空間最小；安裝在車輛的車架或車體上的用來檢測車輛突然減速的一個或多個撞擊傳感器；由撞擊傳感器電子觸發(fā)的激活系統(tǒng)；以及產(chǎn)生或提供氣體以使安全氣囊膨脹的充氣裝置。在車輛發(fā)生突然減速時，通常在不過幾毫秒內(nèi)，撞擊傳感器觸發(fā)激活系統(tǒng)，激活系統(tǒng)又觸發(fā)充氣裝置，充氣裝置開始向安全氣囊墊充氣。
本領(lǐng)域已公開了許多種為一個或多個可充氣約束系統(tǒng)安全氣囊墊充氣的充氣裝置。通過產(chǎn)生氣體的煙火材料，如“氣體發(fā)生劑”的燃燒來形成或產(chǎn)生充氣氣體的充氣裝置是眾所周知的。例如，使用高溫燃燒產(chǎn)物，包括由氣體發(fā)生劑燃燒所產(chǎn)生的其它氣體產(chǎn)物來補充儲存和加壓的氣體，向一個或多個安全氣囊墊中充氣的充氣裝置是已知的。在其它已知的充氣裝置中，通過燃燒氣體發(fā)生劑所產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物可以用于對安全氣囊墊充氣的充氣氣體的是單一源或基本上單一源。通常，此類充氣裝置包括過濾器，以便從充氣氣體中除去在氣體發(fā)生劑組合物燃燒的過程中所形成的灰塵或顆粒物質(zhì)，以限制或防止使乘客暴露在不利的和/或有毒的燃燒副產(chǎn)物中。
從越來越受到關(guān)注的乘客安全和避免傷害的角度來看，許多汽車通常包括若干個可充氣約束系統(tǒng)，每一個都包括一個或多個充氣裝置。例如，一個車輛可包括駕駛員安全氣囊、乘客安全氣囊、一個或多個座位安全帶預(yù)緊器、一個或多個護膝墊，和/或一個或多個可充氣安全帶，每一個都帶有充氣裝置，以保護駕駛員和乘客不受到來自前方的撞擊。該車輛還可以包括一個或多個頭/胸墊、胸墊、和/或氣簾，每一個都帶有至少一個充氣裝置，以保護駕駛員和乘客不受到來自側(cè)面的撞擊。一般而言，由特定的車內(nèi)所有的充氣裝置所產(chǎn)生的氣體排出物或充氣氣體，當(dāng)作為整體考慮時，需要滿足嚴格的含量限制，以符合目前的工業(yè)安全標(biāo)準。因此，希望用在此類充氣裝置中的氣體發(fā)生劑組合物產(chǎn)生盡量少的不利的排出物，例如氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮以及一氧化氮。
目前對能產(chǎn)生或得到所希望的低含量的不利的排出物，例如氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮以及一氧化氮的氣體發(fā)生劑組合物存在需要和需求。雖然氣體發(fā)生劑各物料的當(dāng)量比的調(diào)控是一種普通地用于調(diào)節(jié)氣體發(fā)生劑物料的排出物水平的技術(shù)，但是該調(diào)控有時往往被稱為當(dāng)量比“平衡(teeter-totter)”特性。即，當(dāng)量比降低時，如CO和NH3之類的欠氧化(under-oxidized)的物質(zhì)增加，而如NO和NO2之類的過氧化的物質(zhì)減少。當(dāng)量比增加時，則相反。
綜上所述，對如下所述的煙火氣體發(fā)生劑組合物存在需要和需求當(dāng)該組合物用在安全氣袋充氣裝置中時，產(chǎn)生一種基本上不含諸如一氧化碳、氨氣、二氧化氮以及一氧化氮的不利的氣體排出物的氣體排出物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一般目的是提供一種改進的氣體發(fā)生劑組合物。
本發(fā)明更具體的目的是克服上述的一個或多個問題。
本發(fā)明的一般目的可通過氣體發(fā)生劑組合物至少部分地來實現(xiàn)，該氣體發(fā)生劑組合物包括非疊氮化物的有機含氮燃料；一種含銅的混合物，所述混合物選自堿式硝酸銅、氧化銅、二硝酸二氨銅(copper diammine dinitrate)-硝酸銨混合物、雙四唑二氨銅(copper diammine bitetrazole)、由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)所得的銅-硝酸鹽配合物，以及它們的組合物，其中所述二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物中，硝酸銨存在的量為約3重量％至約90重量％；以及一定量的至少一種以大于100微米的平均粒徑存在的堿金屬高氯酸鹽，所述存在的至少一種堿金屬高氯酸鹽相對于組合物的量為約1重量％至約10重量％，并且當(dāng)所述氣體發(fā)生劑組合物燃燒時，所述堿金屬高氯酸鹽有效地產(chǎn)生基本上不含氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮以及一氧化氮的氣體排出物。
現(xiàn)有技術(shù)通常未能提供這樣一種氣體發(fā)生劑組合物當(dāng)同時抑制如氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮以及一氧化氮等不利的排出物的形成或降低其數(shù)量或含量時，該組合物可以包括一種或多種堿金屬高氯酸鹽。
本發(fā)明還包括一種氣體發(fā)生劑組合物，該組合物包括非疊氮化物的有機含氮燃料；一種含銅的混合物，所述混合物選自堿式硝酸銅、氧化銅、二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)所得的銅-硝酸鹽配合物，以及它們的組合物，其中所述二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物中，硝酸銨存在的量為約3重量％至約90重量％；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑超過100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣(burn rate enhancing and slag formation)添加劑，該添加劑選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅以及它們的組合物，其中非疊氮化物的有機含氮燃料、含銅混合物、堿金屬高氯酸鹽和金屬氧化物增燃速、成渣添加劑以足以使氣體發(fā)生劑組合物的當(dāng)量比在約0.95至約1.05的范圍內(nèi)的相對量存在，并且所述氣體發(fā)生劑組合物燃燒時產(chǎn)生的氣體排出物基本上不含有氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮。
本發(fā)明還包括一種降低包含有非疊氮化物的有機含氮燃料的氣體發(fā)生劑組合物燃燒時產(chǎn)生的排出物毒性的方法，該方法包括在所述氣體發(fā)生劑組合物中包含有占組合物約1重量％至約10重量％的平均粒徑大于100微米的不均一(heterogenously)的堿金屬高氯酸鹽。
本說明書中提及的術(shù)語“當(dāng)量比”應(yīng)理解為是指氣體發(fā)生劑組合物或配方中氧的摩爾數(shù)與將氫轉(zhuǎn)化為水、碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和任何金屬轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)上預(yù)測的金屬氧化物所需的氧摩爾數(shù)之比。因此，當(dāng)量比大于1.0的氣體發(fā)生劑組合物是過氧化的，當(dāng)量比小于1.0的氣體發(fā)生劑組合物是欠氧化的，當(dāng)量比等于1.0的氣體發(fā)生劑組合物是完全氧化的。
本說明書中對如氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮之類的可能的氣體排出物組分提及的“基本上不含有”，類似地是指氣體排出物或充氣氣體所包含的這些組分的量等于或小于目前工業(yè)標(biāo)準(USCAR規(guī)范)所允許的此類組分的量。例如，如果汽車包括帶有一個含有氣體發(fā)生劑組合物的充氣裝置的一個可充氣安全氣囊墊，而當(dāng)充氣器排氣到100ft3罐中時氣體發(fā)生劑組合物燃燒所產(chǎn)生的氣體排出物或充氣氣體包含等于或小于約5ppm的氯化氫，則氣體排出物或充氣氣體基本上不含有氯化氫；而當(dāng)充氣器排氣到100ft3罐中時氣體發(fā)生劑組合物燃燒所產(chǎn)生的氣體排出物或充氣氣體包含等于或小于約461ppm的一氧化碳，則氣體排出物或充氣氣體基本上不含有一氧化碳；而當(dāng)充氣器排氣到100ft3罐中時氣體發(fā)生劑組合物燃燒所產(chǎn)生的氣體排出物或充氣氣體包含等于或小于約35ppm的氨氣，則氣體排出物或充氣氣體基本上不含有氨氣；而當(dāng)充氣器排氣到100ft3罐中時氣體發(fā)生劑組合物燃燒所產(chǎn)生的氣體排出物或充氣氣體包含等于或小于約5ppm的二氧化氮，則氣體排出物或充氣氣體基本上不含有二氧化氮；而當(dāng)充氣器排放到100ft3罐中時氣體發(fā)生劑組合物燃燒所產(chǎn)生的氣體排出物或充氣氣體包含等于或小于約75ppm的一氧化氮，則氣體排出物或充氣氣體基本上不含有一氧化氮。
通過以下結(jié)合所附權(quán)利要求
和附圖的具體說明，本發(fā)明其它的目的和優(yōu)點對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將會是顯而易見的。



附圖是一簡化的、部分剖開的示意圖，用來示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，汽車內(nèi)部安全氣囊墊從安全氣囊模型組件的展開。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種改進的氣體發(fā)生劑組合物。更具體地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過在氣體發(fā)生劑組合物中包括具有足夠粒徑的一種或多種堿金屬高氯酸鹽顆粒，氣體發(fā)生劑的排出產(chǎn)物可以得到顯著的改進(例如，所得的排出物具有含量明顯減少的不利物質(zhì)，如氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中的一種或多種)。更具體地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與燃燒同樣的但是不含有以下所述粒徑的堿金屬高氯酸鹽顆粒的氣體發(fā)生劑組合物所產(chǎn)生的排出物相比，在氣體發(fā)生劑組合物中包括平均粒徑大于100微米、優(yōu)選平均粒徑至少約為200微米的堿金屬高氯酸鹽顆粒，能夠顯著地改進包括上述粒徑的堿金屬高氯酸鹽顆粒的氣體發(fā)生劑組合物燃燒所產(chǎn)生的排出物。根據(jù)本發(fā)明的至少某一些優(yōu)選的實施例，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，包括在本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物中的堿金屬高氯酸鹽顆粒的平均粒徑為約350微米至約450微米是有利的。
如上所述，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物燃燒時，如氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮中的一種或多種的不利物質(zhì)的含量的減少被認為取決于氣體發(fā)生劑組合物中包含具有足夠粒徑的一種或多種堿金屬高氯酸鹽。即，此類不利的物質(zhì)含量的減少已經(jīng)不是僅僅取決于包含堿金屬高氯酸鹽作為均一氣體發(fā)生劑組合物中的成份堿金屬高氯酸鹽，而必須將如此處描述的粒徑的堿金屬高氯酸鹽顆粒結(jié)合在氣體發(fā)生劑組合物中。
根據(jù)本發(fā)明得出結(jié)論(theorized)，結(jié)合在本發(fā)明氣體發(fā)生劑組合物中的堿金屬高氯酸鹽顆粒的粒徑越大，由此產(chǎn)生的不均一性程度越高，因此，由包括在特定的氣體發(fā)生劑組合物中的一定粒徑的堿金屬高氯酸鹽產(chǎn)生的排出物的毒性所實現(xiàn)的效果越好或越佳。還得出結(jié)論，當(dāng)使用平均粒徑小于100微米的堿金屬高氯酸鹽時，由于所得的含有堿金屬高氯酸鹽的氣體發(fā)生劑組合物中的堿金屬高氯酸鹽變得更加均一而導(dǎo)致效果降低。
用于本發(fā)明中的合適的堿金屬高氯酸鹽包括鋰、鈉、鉀、銣以及銫的高氯酸鹽。實踐中，基于性能以及成本，高氯酸鈉以及高氯酸鉀被認為是用于本發(fā)明實施中的特別合乎需要的堿金屬高氯酸鹽，至少部分地由于其具有較低的吸濕性，使用高氯酸鉀是尤其優(yōu)選的。
用于本發(fā)明實施中的特別合適的氣體發(fā)生劑組合物為包括非疊氮化物的有機含氮燃料的氣體發(fā)生劑組合物。用于前體混合物的有用的含氮的燃料通常包括非疊氮化物的有機含氮燃料，諸如包括硝酸銨、三硝基苯甲硝胺、含硝基的雜環(huán)化合物、四唑化合物以及它們的組合物。雖然各種各樣的含氮的燃料可以用于本發(fā)明的含氯的氣體發(fā)生劑組合物中，但是根據(jù)一些優(yōu)選實施例，所述含氮的燃料為硝酸胍是有利的。一般而言，由于硝酸胍在燃燒時良好的熱穩(wěn)定性、低成本以及高氣體產(chǎn)出，其是合乎需要的。
用于本發(fā)明實施中的特別合適的氣體發(fā)生劑組合物還包括至少一種含銅的混合物，所述混合物選自堿式硝酸銅、氧化銅、二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)所得的銅-硝酸鹽配合物以及它們的組合物，其中所述二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物中，硝酸銨存在的量為約3重量％至約90重量％。由此處所提供的教導(dǎo)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，此類含銅的化合物在特定的組合物中可以起一種或多種或各種作用。例如，在特定的組合物中，此類特定的含銅的化合物可以用作或作為，例如，氧化劑、燃料或燃速催化劑或增強劑(enhancer)。此外，此類特定含銅的化合物的選用時常涉及成本與性能之間的平衡。
如果需要的話，根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物較佳地還含有至少一種金屬氧化物增燃速、成渣的添加劑?？杉尤氪祟惤饘傺趸锾砑觿﹣硖岣邭怏w發(fā)生劑組合物的燃燒速率，或者可加入此類金屬氧化物添加劑通過形成可過濾顆粒物質(zhì)或渣以有助于不希望的燃燒副產(chǎn)物的除去。實踐中，本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物可包括最多占組合物約10重量％的至少一種此類金屬氧化物添加劑。合適的金屬氧化物添加劑包括，但不限于，二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅和它們的組合物。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選的實施例，本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物期望包括約占組合物1重量％至5重量％的至少一種此類金屬氧化物添加劑。根據(jù)本發(fā)明某些優(yōu)選實施例的氣體發(fā)生劑組合物宜包括約占組合物1.5重量％至5重量％的氧化鋁金屬氧化物增燃速、成渣添加劑，以及占組合物約1重量％的二氧化硅金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
實踐中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的這個方面的氣體發(fā)生劑組合物宜包括所需粒徑的堿金屬高氯酸鹽顆粒，其占組合物的約1重量％至約10重量％。
發(fā)現(xiàn)當(dāng)量比在約0.95至約1.05范圍，優(yōu)選在約0.99至約1.04范圍內(nèi)的氣體發(fā)生劑組合物在改進產(chǎn)物排出物方面是合乎需要的，例如減少或最小化如一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮之類的不利氣體物質(zhì)的量。
根據(jù)本發(fā)明的合適的氣體發(fā)生劑組合物包括1.一種組合物，可選地包括下列組分、由下列組分和基本上由下列組分組成占組合物約40重量％至約60重量％的硝酸胍；占組合物約35重量％至約50重量％的堿式硝酸銅；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的金屬氧化物增燃速、成渣添加劑；2.一種組合物，可選地包括下列組分、由下列組分和基本上由下列組分組成占組合物約40重量％至約50重量％的硝酸胍；占組合物約40重量％至約55重量％的二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物，其中硝酸銨在混合物中存在的量為約3重量％至約90重量％；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的金屬氧化物增燃速、成渣添加劑；3.一種組合物，可選地包括下列組分、由下列組分和基本上由下列組分組成占組合物約10重量％至約40重量％的硝酸胍；占組合物約45重量％至約60重量％的堿式硝酸銅；占組合物約5重量％至約30重量％的雙四唑二氨銅；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣添加劑；以及4.一種組合物，可選地包括下列組分、由下列組分和基本上由下列組分組成占組合物約10重量％至約60重量％的硝酸胍；占組合物約1重量％至約35重量％的堿式硝酸銅；占組合物約10重量％至約60重量％的由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)得到的銅-硝酸鹽配合物；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
尤其，5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)形成的銅-硝酸鹽配合物被認為是羥基硝酸銅1H-四唑-5-胺配合物。
各種制備技術(shù)，例如本領(lǐng)域中已知的技術(shù)可用來制備根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物。例如，各種氣體發(fā)生劑組合物的化合物(除堿金屬高氯酸鹽外)都可以通過漿料混合、然后噴霧干燥以形成均勻粉末來制備。然后可將此均勻粉末與所需粒徑的堿金屬高氯酸鹽顆粒摻混，使用低能輸入混合器來進行，以使堿金屬高氯酸鹽保持所需的粒徑。然后將所得的摻混物進行適當(dāng)?shù)丶庸?，例如壓成片，使組合物形成所需要的具體形狀或形式。
雖然本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本說明書中所述教導(dǎo)的指導(dǎo)下，會意識到各種制備技術(shù)，例如本領(lǐng)域中已知的技術(shù)可用來制備根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物，但本發(fā)明的實施通常要求最終的氣體發(fā)生劑組合物包括粒徑在特定范圍內(nèi)的堿金屬高氯酸鹽顆粒。
本發(fā)明還提供一種對機動車輛中可充氣約束系統(tǒng)的安全氣囊墊進行充氣的方法，其包括如下步驟點燃根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物以產(chǎn)生一定量的充氣氣體，然后用充氣氣體對安全氣囊墊進行充氣?？梢岳斫?，充氣氣體基本上不含有氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮。
可以理解，根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物可結(jié)合在各種不同的結(jié)構(gòu)、組件和系統(tǒng)中，與它們一起使用或?qū)嵤?。作為代表，圖中描述了一汽車10，該汽車10具有一個內(nèi)部12，其中放置一般用標(biāo)記14來表示的可充氣汽車乘客安全約束系統(tǒng)?？梢岳斫?，為了有助于說明和理解，對于理解本發(fā)明不需要的一些標(biāo)準組件已從圖中省去或除去。
汽車乘客安全約束系統(tǒng)14包括一個開口的反應(yīng)罐16，該反應(yīng)罐16形成可充氣汽車乘客限制器20，例如可充氣安全氣囊墊的一個外罩；以及一般用標(biāo)記22表示的、產(chǎn)生或提供用于對相連的乘客限制器充氣的充氣氣體的設(shè)備。如上所述，此類氣體發(fā)生裝置常稱為“充氣器”。
充氣器22含有一定量的根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生劑組合物，例如上述的氣體發(fā)生劑組合物。充氣器22也可以包括一個點火器，例如本領(lǐng)域中已知的點火器，用來在點燃連接的氣體發(fā)生劑組合物的過程中引起氣體發(fā)生劑組合物的燃燒?？梢岳斫猓錃庋b置的具體構(gòu)造形式不會形成對本發(fā)明更寬的實施范圍的限制，此充氣裝置可以是不同的構(gòu)造形式，例如是本技術(shù)領(lǐng)域：
中已知的。
實踐中，安全氣囊墊20展開后可以通過限制乘客沖向汽車前方，即從圖中看向右的方向上的移動對汽車乘客24提供所需要的保護。
結(jié)合以下用來說明或模擬本發(fā)明實施中所涉及的各方面的實施例，對本發(fā)明進行更具體的描述。應(yīng)理解，所有落在本發(fā)明主旨內(nèi)的修改都是受保護的，因此本發(fā)明不受這些實施例的限制。
實施例對比例1和實施例1對于這些測試中的每一個，都制備表1中所示的組合物(化合物值以“占組合物重量％”表示)。


其中，GuNO3＝硝酸胍；CDDN＝二硝酸二氨銅；AN＝硝酸銨；KP＝高氯酸鉀；
na＝不適用；以及ER＝當(dāng)量比。
更具體地，對硝酸胍、硝酸銨、二硝酸二氨銅和二氧化硅進行漿料混合，然后噴霧干燥形成粉末前體。在實施例1中，使用低能輸入混合器將所需粒徑的高氯酸鉀顆粒與粉末前體摻混，以使堿金屬高氯酸鹽保持所需的粒徑。然后使用普通的壓片加工對所得的摻混物進行適當(dāng)?shù)貕浩?br> 使用標(biāo)準測試設(shè)備硬件對成片劑的組合物進行評價，其中，每種組合物燃燒，并排氣到100立方英尺的罐中。分別用對比例1和實施例1中的各組合物進行三次測試。用FTIR來測試每次測試中所產(chǎn)生的氣體排出物，以鑒別和定量排出物中存在的痕量物質(zhì)，各組合物進行的三次測試的物質(zhì)含量(ppm)的平均值示于表2中。表2中還列出了各個所列組分的USCAR規(guī)范。


結(jié)果與討論如表2所示，包括平均粒徑為200微米的高氯酸鉀的氣體發(fā)生劑組合物使得CO、NO以及NO2的排出物量顯著減少，并且氨氣以及HCl的排出量可保持忽略不計，使用實施例1中的氣體發(fā)生劑組合物產(chǎn)生的排出物滿足對CO、NH3、NO、NO2以及HCl的USCAR規(guī)范。
本說明書中公開的本發(fā)明可適合在本說明書沒有具體公開的任何組件、部分、步驟、成分或組分不存在的條件下實施。
雖然在前文的詳細描述中，結(jié)合本發(fā)明某些優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，并且為了說明的目的，陳述了許多細節(jié)，但是本發(fā)明可以允許有其它的實施例，并且在不背離本發(fā)明的基本原理的情況下，本說明書中所述的某些細節(jié)可作很大修改，這對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種氣體發(fā)生劑組合物，包括非疊氮化物的有機含氮燃料；至少一種含銅的混合物，所述混合物選自堿式硝酸銅、氧化銅、二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)所得的銅-硝酸鹽配合物，以及它們的組合物，其中所述二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物中，硝酸銨存在的量為約3重量％至約90重量％；并且一定量的至少一種以大于100微米的平均粒徑存在的堿金屬高氯酸鹽，所述存在的至少一種堿金屬高氯酸鹽相對于組合物的量為約1重量％至約10重量％，并且當(dāng)所述氣體發(fā)生劑組合物燃燒時，所述堿金屬高氯酸鹽有效地產(chǎn)生基本上不含氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮以及一氧化氮的氣體排出物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述至少一種堿金屬高氯酸鹽為高氯酸鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述至少一種堿金屬高氯酸鹽為高氯酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述至少一種堿金屬高氯酸鹽以平均粒徑至少約為200微米存在。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述至少一種堿金屬高氯酸鹽以平均粒徑為約350微米至約450微米的范圍存在。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物的當(dāng)量比為約0.95至約1.05的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述非疊氮化物的有機含氮燃料選自硝酸銨、三硝基苯甲硝胺、含硝基的雜環(huán)化合物、四唑化合物以及它們的組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述非疊氮化物的有機含氮燃料為硝酸胍。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，基本上包括占組合物約40重量％至約60重量％的硝酸胍；占組合物約35重量％至約50重量％的堿式硝酸銅；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，基本上包括占組合物約40重量％至約50重量％的硝酸胍；占組合物約40重量％至約55重量％的二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物，其中硝酸銨在混合物中存在的量為約3重量％至90重量％；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述組合物包括占組合物約10重量％至約40重量％的硝酸胍；占組合物約45重量％至約60重量％的堿式硝酸銅；占組合物約5重量％至約30重量％的雙四唑二氨銅；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述組合物包括占組合物約10重量％至約60重量％的硝酸胍；占組合物約1重量％至約35重量％的堿式硝酸銅；占組合物約10重量％至約60重量％的由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)得到的銅-硝酸鹽配合物；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
13.一種產(chǎn)生充氣氣體以對機動車輛中可充氣約束系統(tǒng)的安全氣囊墊進行充氣的方法，該方法包括如下步驟點燃根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生劑組合物以產(chǎn)生一定量的充氣氣體；以及用充氣氣體對安全氣囊墊進行充氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其特征在于，所述充氣氣體基本上不含有氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮。
15.一種氣體發(fā)生劑組合物，包括非疊氮化物的有機含氮燃料；一種含銅的混合物，所述混合物選自堿式硝酸銅、氧化銅、二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)所得的銅-硝酸鹽配合物以及它們的組合物，其中所述二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物中，硝酸銨存在的量為約3重量％至約90重量％；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑超過100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣添加劑，該添加劑選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅以及它們的組合物，其中非疊氮化物的有機含氮燃料、含銅混合物、堿金屬高氯酸鹽和金屬氧化物增燃速、成渣添加劑以足以使氣體發(fā)生劑組合物的當(dāng)量比在約0.95至約1.05的范圍內(nèi)的相對量存在，并且所述氣體發(fā)生劑組合物燃燒時產(chǎn)生的氣體排出物基本上不含有氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述至少一種堿金屬高氯酸鹽為高氯酸鉀。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述堿金屬高氯酸鹽以平均粒徑至少約為200微米存在。
18.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述堿金屬高氯酸鹽以平均粒徑為約350微米-約450微米的范圍存在。
19.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物，基本上包括占組合物約40重量％至約60重量％的硝酸胍；占組合物約35重量％至約50重量％的堿式硝酸銅；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；以及占組合物約1重量％至5重量％的金屬氧化物。
20.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物，基本上包括占組合物約40重量％至約50重量％的硝酸胍；占組合物約40重量％至約55重量％的二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物，其中硝酸銨在混合物中存在的量為約3重量％至約90重量％；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；以及占組合物約1重量％至約5重量％的金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述組合物包括占組合物約10重量％至約40重量％的硝酸胍；占組合物約45重量％至約60重量％的堿式硝酸銅；占組合物約5重量％至約30重量％的雙四唑二氨銅；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物，其特征在于，所述組合物包括占組合物約10重量％至約60重量％的硝酸胍；占組合物約1重量％至約35重量％的堿式硝酸銅；占組合物約10重量％至約60重量％的由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)得到的銅-硝酸鹽配合物；占組合物約1重量％至約10重量％的堿金屬高氯酸鹽，其平均粒徑大于100微米；占組合物約1重量％至約5重量％的至少一種金屬氧化物增燃速、成渣添加劑。
23.一種產(chǎn)生充氣氣體以對機動車輛中可充氣約束系統(tǒng)的安全氣囊墊進行充氣的方法，該方法包括如下步驟點燃根據(jù)權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生劑組合物以產(chǎn)生一定量的充氣氣體；以及用充氣氣體對安全氣囊墊進行充氣。
24.一種降低含有非疊氮化物的有機含氮燃料的氣體發(fā)生劑組合物燃燒時產(chǎn)生的排出物的毒性的方法，該方法包括在所述氣體發(fā)生劑組合物中包括有占組合物約1重量％至約10重量％的平均粒徑大于100微米的不均一的堿金屬高氯酸鹽。
25.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑組合物還包括至少一種含銅的混合物，所述混合物選自堿式硝酸銅、氧化銅、二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物、雙四唑二氨銅、由5-氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)所得的銅-硝酸鹽配合物以及它們的組合物，其中所述二硝酸二氨銅-硝酸銨混合物中，硝酸銨存在的量為約3重量％至約90重量％。
26.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑組合物中含有堿金屬高氯酸鹽導(dǎo)致氣體發(fā)生劑組合物燃燒時產(chǎn)生的排出物中至少下述組分之一的相對量減少氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮。
27.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑組合物中含有堿金屬高氯酸鹽導(dǎo)致氣體發(fā)生劑組合物燃燒時產(chǎn)生的排出物基本上不含有氯化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮和一氧化氮。
28.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述堿金屬高氯酸鹽為高氯酸鉀。
29.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述堿金屬高氯酸鹽為高氯酸鈉。
30.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述包括在氣體發(fā)生劑組合物中的堿金屬高氯酸鹽以平均粒徑至少為約200微米存在。
31.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述包括在氣體發(fā)生劑組合物中的堿金屬高氯酸鹽以平均粒徑至少為約350微米-約450微米的范圍存在。
32.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的方法，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑組合物的當(dāng)量比為約0.95-約1.05的范圍。
專利摘要
本發(fā)明提供含有堿金屬高氯酸鹽的氣體發(fā)生劑組合物，該組合物在燃燒時產(chǎn)生或得到改進的排出物，還提供一種產(chǎn)生用于可充氣約束系統(tǒng)中的充氣氣體的相關(guān)方法。此含有堿金屬高氯酸鹽的氣體發(fā)生劑組合物包括至少一種以大于100微米的平均粒徑存在的堿金屬高氯酸鹽。此含有堿金屬高氯酸鹽的氣體發(fā)生劑組合物還包括或含有一種合適的非疊氮化物的有機含氮燃料并且包括至少一種含銅的混合物，所述混合物選自堿式硝酸銅、氧化銅、二硝酸二氨銅－硝酸銨混合物、雙四唑二氨銅、由5－氨基四唑與堿式硝酸銅反應(yīng)所得的銅－硝酸鹽配合物，以及它們的組合物，其中所述二硝酸二氨銅－硝酸銨混合物中，硝酸銨存在的量為約3重量％至約90重量％。
文檔編號F42B14/06GKCN101065340SQ200580025310
公開日2007年10月31日 申請日期2005年7月22日
發(fā)明者邁克爾·W·巴尼斯, 伊萬·V·門登豪, 羅伯特·D·泰勒 申請人:奧托里夫Asp股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan