气体发生中的取代碱式金属硝酸盐
2020-01-14

气体发生中的取代碱式金属硝酸盐

一种用于烟火组合物的材料,并提供相关的烟火组合物,该材料包含一种取代的碱式金属硝酸盐,它含有酸性有机化合物和碱式金属硝酸盐的反应产物。公开了一种提高气体发生组合物燃烧速率的方法,并公开了一种含有碱式金属硝酸盐和四唑、四唑衍生物和它们的混合物的反应产物的燃烧速率提高的气体发生组合物。该燃烧速率提高的气体发生组合物还可以包含添加的氧化剂如碱式硝酸铜。

如果需要,本发明烟火组合物可包含含量至多约为50组合物重量%的附加氧化剂。在一个实施方式中,优选的添加的氧化剂是碱式金属硝酸盐如碱式硝酸铜。

*ATbCN=5-氨基四唑取代的碱式硝酸铜如表2所示,5-氨基四唑取代的碱式硝酸铜是有效的燃烧速率提高剂。数据显示增加混合物中5-氨基四唑取代的碱式硝酸铜可提高混合物的燃烧速率。由于较少较厚的小块或小片可提供相当于不含没有取代的碱式金属硝酸盐的气体发生剂的性能,本实验的燃烧速率的大小能使得加工气体发生组合物成为小块或小片的成本降低。此外,通过使用能提供等效或燃烧速率提高的的较厚的小块或小片,可克服上述粒度方面的限制。

在实施时,本发明烟火组合物可能需要包含约5-60组合物重量%的共燃料。一种具体的优选烟火组合物包含约5-60组合物重量%的胍硝酸盐共燃料。需要在本发明烟火组合物中使用胍硝酸盐,一般是基于以下因素的组合:成本、稳定性(例如热稳定性),可得到性和相容性(例如与其它标准或有用的烟火组合物成分的相容性)。

发明背景本发明通常涉及一种用于气体发生的材料,如形成充气气体用来膨胀可充气装置如包含在汽车乘客可充气约束系统中的安全气囊。具体地说,本发明涉及一种含取代的碱式金属硝酸盐化合物的材料,它包含酸性有机化合物和碱式金属硝酸盐的一种反应产物。

此处示例性公开的本发明,可在不存在本文未具体公开的任何元素、部分、步骤、组分或成分情况下加以实施。

通常,现有技术没有揭示取代的碱式金属硝酸盐。具体地说,现有技术没有揭示:含酸性氢原子的非叠氮化物的或不含叠氮化物的材料与碱式金属硝酸盐可发生反应,部分地取代碱式金属硝酸盐的羟基而不影响碱式金属硝酸盐的结构。通常,现有技术还没有认识到或揭示,当这些材料用于烟火组合物时,对燃烧速率有促进作用。

实施例1-4在50毫升(ml)热水中,溶解2.24克(g)5-氨基四唑(足够取代碱式硝酸铜的四个羟基),制备由代表性取代反应(1)形成5-氨基四唑取代的碱式硝酸铜。将3.20g碱式硝酸铜缓慢加入到5-氨基四唑溶液中。碱式硝酸铜与5-氨基四唑发生反应约5-10分钟,形成水不溶性绿色沉淀。收集沉淀并用大量水洗去存在的游离5-氨基四唑。经清洗的沉淀80℃干燥约2小时,进行化学分析和热分析。干燥沉淀的实验产量为3.81g。假设取代两个羟基,理论产量为4.91g。化学分析的结果见下表1。

气体发生中的取代碱式金属硝酸盐

通常应用于汽车可充气约束系统的充气装置中的烟火组合物如气体发生组合物,以前大多采用或基于叠氮钠。这种基于叠氮钠的组合物在燃烧后,一般以期望的高气体产率如大于2摩尔/100克组合物产生或形成氮气。虽然叠氮钠和某些其它基于叠氮化物的烟火组合物的使用符合现有工业规范、准则和标准,但其使用可能涉及或增大潜在的问题,例如涉及安全性和有效操作,其供给和处置的问题。