本發(fā)明涉及產(chǎn)生爆炸或推進(jìn)用氣體的產(chǎn)氣藥技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種用于產(chǎn)氣藥氧化劑的防結(jié)塊助劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

產(chǎn)氣藥用于在加熱燃燒或碰撞的啟動(dòng)條件下產(chǎn)生爆炸、推進(jìn)或填充膨脹用的氣體，在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如交通設(shè)備上的安全氣囊，其內(nèi)含有的產(chǎn)氣藥在汽車發(fā)生碰撞時(shí)產(chǎn)生氣體迅速填充氣囊本身，使其膨脹后起到保護(hù)緩沖人們受到的沖擊傷害的作用，又如登山、航行等領(lǐng)域中所用到之信號(hào)彈，其內(nèi)填充有產(chǎn)氣藥，在特定的開啟條件下產(chǎn)生氣體以推進(jìn)信號(hào)彈本身發(fā)射并前進(jìn)一段距離，以使得信號(hào)得以明顯持續(xù)的傳達(dá)。

傳統(tǒng)的產(chǎn)氣藥多以疊氮化鈉為主要原料制得，如專利公開號(hào)為CN 1903805A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種安全氣囊產(chǎn)氣藥及其制備方法，以疊氮化鈉為主要成分，還包含有金屬硫化物和/或金屬氧化物、堿金屬的硝酸鹽和助劑，其具有良好的流散性及一致性，產(chǎn)氣效率高；但疊氮化鈉本身帶有毒性，在生產(chǎn)時(shí)對(duì)操作工人身體健康極不友好，且其本身易分解，帶來爆炸的危險(xiǎn)性，存在安全隱患，現(xiàn)已逐漸被淘汰出產(chǎn)氣藥的生產(chǎn)領(lǐng)域。

作為疊氮化鈉的替代物，人們發(fā)現(xiàn)高氯酸銨具有有效氧含量高、不含重金屬離子、熱安定性和化學(xué)安定性優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)，便開始考慮將其作為主要的氧化劑應(yīng)用到產(chǎn)氣藥中；專利公開號(hào)為CN 101397228A的中國(guó)發(fā)明專利采用高氯酸銨為氧化劑，配合燃料、正催化劑和負(fù)催化劑生成一種產(chǎn)氣效率高且能調(diào)控產(chǎn)氣速率的安全氣囊產(chǎn)氣藥。

高氯酸銨本身具有較強(qiáng)的吸濕性，其表面易吸收空氣中的水分而溶解，產(chǎn)生晶橋現(xiàn)象而團(tuán)聚成塊，這類結(jié)塊現(xiàn)象對(duì)于超細(xì)高氯酸銨粉體的影響尤為顯著，體現(xiàn)在其更易吸濕和重結(jié)晶，造成儲(chǔ)存過程中粒度產(chǎn)生較大的變化。

而此類采用高氯酸銨為主要原料的產(chǎn)氣藥，對(duì)高氯酸銨的粒度要求較高，在吸濕結(jié)塊后，產(chǎn)氣藥的燃速受到較大影響，對(duì)于粒徑在1~14微米的高氯酸銨粉體而言，自然儲(chǔ)存5天后使得相應(yīng)產(chǎn)氣藥的燃速下降了15%~16.7%，這種變化使得高氯酸銨做為氧化劑用在產(chǎn)氣藥上的前景受到了極大地限制。

若不想接受產(chǎn)氣藥質(zhì)量下降、品質(zhì)參差不齊的現(xiàn)實(shí)，則：

要么在高干燥除濕的環(huán)境下儲(chǔ)存高氯酸銨粉體，要么對(duì)剛生產(chǎn)出來的高氯酸銨粉體即時(shí)使用，用來生產(chǎn)產(chǎn)氣藥；前者的大大增加了儲(chǔ)存成本，而后者則對(duì)產(chǎn)氣藥和高氯酸銨粉體的生產(chǎn)比例提出了很高的要求，使得產(chǎn)量、生產(chǎn)的靈活性受限，且無法應(yīng)對(duì)緊急情況，還易造成浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要提供一種用于產(chǎn)氣藥氧化劑的防結(jié)塊助劑及其制備方法，能夠防止高氯酸銨粉體在常規(guī)的儲(chǔ)存過程中吸濕、結(jié)塊，解決了高氯酸銨做為氧化劑不能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)存的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種用于產(chǎn)氣藥氧化劑的防結(jié)塊助劑，至少包括惰性納米載體、表面活性劑和增塑劑；

所述惰性納米載體為二氧化硅粉體；

所述表面活性劑為氮丙啶類鍵合劑；

所述增塑劑為癸二酸二辛酯，或者為二硝基丙醇縮甲醛和二硝基丙醇縮乙醛的混合物；

所述惰性納米載體與所述表面活性劑的質(zhì)量比為5:3.5~5:4.5；

所述惰性納米載體與所述增塑劑的質(zhì)量比為5:1.5~5:2.5。

通常而言，作為氧化劑的超細(xì)高氯酸銨粉體的粒徑為1~20微米，其比表面積大、表面能高，常規(guī)儲(chǔ)存條件下更易吸濕和重結(jié)晶而結(jié)塊，造成粒度產(chǎn)生較大程度的變化，使得產(chǎn)氣藥的質(zhì)量下降且參差不齊。

惰性納米載體具有比表面積大，表面能高，粒度小的特點(diǎn)，容易在超細(xì)高氯酸銨顆粒間分散均勻并吸附在超細(xì)高氯酸銨顆粒表面，起到阻隔作用，防止其搭橋、粘連；

表面活性劑能夠配合惰性納米載體起到分散的作用，同時(shí)，可以與-OH反應(yīng)，因此可以同高氯酸銨顆粒中的水分發(fā)生反應(yīng)，降低其水分的含量；

增塑劑可以在高氯酸銨顆粒之間形成阻隔層，增加高氯酸銨顆粒間的距離。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述二氧化硅粉體的粒徑為70~85nm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述氮丙啶類鍵合劑為三-（2-甲基氮丙啶基-1）氧化膦，間苯二酸丙撐亞胺的加成物，1、3、5苯三[酰1-（2乙基氮丙啶基）]或2、4、6[1-（2-乙基）氮丙啶基]三嗪中的一種。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述惰性納米載體與所述表面活性劑的質(zhì)量比為5:4。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述惰性納米載體與所述增塑劑的質(zhì)量比為5:2。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述增塑劑為二硝基丙醇縮甲醛和二硝基丙醇縮乙醛的混合物，混合質(zhì)量比為1:1。

一種用于產(chǎn)氣藥氧化劑的防結(jié)塊助劑的制備方法，采用如下方法進(jìn)行制備：

①將表面活性劑和增塑劑與丙酮溶液進(jìn)行混合；

②將上述混合液與惰性納米載體進(jìn)行混合并攪拌至惰性納米載體完全潤(rùn)濕；

③經(jīng)真空干燥去除丙酮，既得成品。

表面活性劑和增塑劑需要均勻分散到惰性納米載體中，但惰性納米載體本身粒度小，所占體積大，采用表面活性劑加增塑劑組分直接混入的方式，很難達(dá)到分散均勻的效果，因此采丙酮作為溶劑，先將表面活性劑加增塑劑組分按比例倒入丙酮溶液中，然后將混合好的液體倒入惰性納米載體的粉體中，攪拌，混合均勻即可。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，每100克防結(jié)塊助劑所對(duì)應(yīng)的丙酮體積至少為220毫升。

丙酮對(duì)浸潤(rùn)惰性納米載體粉體的影響見表1：

表1 丙酮含量對(duì)浸潤(rùn)S粉體的影響

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

（1）該防結(jié)塊助劑能夠有效防止高氯酸銨作為氧化劑時(shí)儲(chǔ)存的吸濕、結(jié)塊現(xiàn)象，使得其具備了在常規(guī)條件下的可儲(chǔ)存性；

（2）該防結(jié)塊助劑用量小，只需加入高氯酸銨質(zhì)量的1%即可實(shí)現(xiàn)防結(jié)塊效果；

（3）該防結(jié)塊助劑幾乎不影響高氯酸銨作為氧化劑時(shí)，產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣性能；

（4）該防結(jié)塊助劑制備方便，生產(chǎn)成本低。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1所述防結(jié)塊助劑按照1%的用量加入到高氯酸銨粉體中與未加防結(jié)塊助劑的高氯酸銨粉體的熱分解DSC曲線對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

表2為實(shí)施例1~實(shí)施例4的防結(jié)塊助劑配方及制備時(shí)的丙酮用量，其制備方法為：

①將表面活性劑和增塑劑與丙酮溶液進(jìn)行混合；

②將上述混合液與惰性納米載體進(jìn)行混合并攪拌至惰性納米載體完全潤(rùn)濕；

③經(jīng)真空干燥去除丙酮，既得成品。

表2 實(shí)施例1~實(shí)施例4的防結(jié)塊助劑配方及制備時(shí)的丙酮用量

表3為實(shí)施例1~4所述防結(jié)塊助劑經(jīng)按照1%的用量加入高氯酸銨粉體中后的粒徑及性狀的變化情況與高氯酸銨粉體本身的對(duì)比情況：

表3 高氯酸銨粉體本身、實(shí)施例1~4所述防結(jié)塊助劑加入高氯酸銨粉體中后的粒徑及性狀的變化情況

由表3可見，未加入防結(jié)塊助劑的高氯酸銨粉體在常規(guī)條件下儲(chǔ)存半個(gè)月，粒徑從6.1μm增至11μm，并且出現(xiàn)大的硬結(jié)塊，已經(jīng)不能用于產(chǎn)氣藥的制造。而加入防結(jié)塊助劑的高氯酸銨粉體在相同條件下儲(chǔ)存3個(gè)月，粒徑僅發(fā)生極微量的增加，有少量團(tuán)聚體產(chǎn)生但無結(jié)塊現(xiàn)象，說明高氯酸銨粉體的抗結(jié)塊性能得到明顯改善。

同時(shí)結(jié)合圖1，可知加入實(shí)施例1所述防結(jié)塊助劑的高氯酸銨粉體同未加入防結(jié)塊助劑的高氯酸銨粉體的高溫分解初始溫度和高溫分解峰溫基本沒有變化（加入后的高溫初始分解溫度為390.07℃，未加入的的高溫初始分解溫度為392.18℃；加入后的的高溫分解峰溫為416.21℃，未加入的的高溫分解峰溫為416.21℃），這說明加入防結(jié)塊助劑后的高氯酸銨粉體對(duì)其本身的熱分解基本沒有影響。應(yīng)用于產(chǎn)氣藥中，基本不會(huì)改變?cè)懈呗人徜@粉體的分解特性。

加入實(shí)施例2~4所述防結(jié)塊助劑的高氯酸銨粉體的高溫分解特性同實(shí)施例1。