[发明专利]一种气体发生剂及其制备方法

说明书

本发明为一种气体发生剂，按质量百分比计，由76％～80％的组分A、12％～21％的组分B和3％～8％的助剂组成，其中，组分A由一定配比的硝酸脲和硝酸胍组成，组分B由一定配比的硝酸钾和乙二胺铬酸盐组成，助剂为四硼酸钠。本发明配方具有容易达到氧平衡，燃烧性能好，产气量高，机械感度低，易于保存等优点，并且产气成分基本为无毒的CO₂、N₂和水蒸气，是理想的非叠氮化钠型产气剂。

技术领域

本发明属于气体发生剂技术领域，具体是一种气体发生剂及其制备方法。

背景技术

作为烟火灭火系统的固体推进剂，目前市面上使用较多的气体发生剂组合物主要为四唑型和氨基胍型，一般采用相稳定硝酸铵（PSAN）以及金属氧化物作为B组分。而四唑型气体发生剂产气温度较高，需要额外添加降温剂进行降温，而且以相稳定硝酸铵（PSAN）作为B组分时，需要在高压条件下点火，点火条件较为苛刻。申请公布号为CN 104788269 A的中国专利公开了一组气体发生剂组合物，包括燃料、氧化剂、催化剂、粘结剂、成渣剂、相稳定剂，其中，燃料为偶氮四唑胍盐、偶氮四唑铵盐中至少一种；氧化剂为硝酸铵、碱式硝酸铜、碱式硝酸钴、碱式硝酸锌中的至少一种；催化剂为二氧化铈；粘结剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、羧甲基纤维素铵、甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚硅氧烷橡胶、天然橡胶和氟橡胶中的至少一种；成渣剂为氧化铝、二氧化硅、高岭土、氧化钼、膨润土和硅藻土中的至少一种；相稳定剂为硝酸钾、高氯酸钾、硫酸钾、硝酸镁、硫酸铵、硫酸铁和氢氧化铝中的至少一种。该气体发生剂组合物中，作为燃料的有机化合物燃烧时温度较高，反应后固体残渣也较多，而且以相稳定硝酸铵（PSAN）作为B组分时，需要在高压下点燃，点火条件较为苛刻。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的气体发生剂存在产气温度高、点火条件苛刻等问题，而提供一种产气温度低、常温常压下即可点火的气体发生剂。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种气体发生剂，由组分A、组分B和助剂组成，以所述气体发生剂总重量为基准，组成为组分A 76％～80％、组分B 12％～21％、助剂3％～8％；其中，组分A由质量分数31％～39％的硝酸脲和质量分数61％～69％的硝酸胍组成，组分B由质量分数72％～80％的硝酸钾和质量分数20％～28％的乙二胺铬酸盐组成，助剂为四硼酸钠。

组分A中，硝酸脲产气无毒，燃烧温度低，机械感度极低，有利于安全生产及使用。组分B中，硝酸钾可以在常温常压条件下进行点火，乙二胺铬酸盐在起氧化作用时，其燃烧产生的固体产物同时可以催化反应进行，是一种理想的产气剂氧化剂。助剂采用四硼酸钠，四硼酸钠可以有效的将燃烧产生的金属盐颗粒沉积下来，避免了固体颗粒随着气体排出堵塞出气管道。

本发明的另外一个目的是提供上述气体发生剂的制备方法，具体包括如下步骤：

1）组分A 的制备：取所述配比的硝酸脲和硝酸胍，混合后置于球磨机中进行粉碎处理，转速为390～410rpm、研磨时间不少于1h，得到组分A；

2）组分B的制备：配置0.5mol/L的铬酸溶液，不断搅拌下缓慢向铬酸溶液中加入与铬酸溶液中铬酸物质的量比为1：1的无水乙二胺，继续搅拌至少30min后将溶液冷却静置，之后过滤，即得到棕色的乙二胺铬酸盐；取所述配比的硝酸钾和乙二胺铬酸盐进行混同，得到组分B；

3）取所述配比的组分B和助剂，混合后置于球磨机中进行粉碎处理，转速为195～210rpm、研磨时间不少于30min，得到组分B和助剂的混合物料；

4）取所述配比的组分A和混合物料进行混同，最终即得到所述的气体发生剂。

进一步地，步骤1）、3）中，所使用的球磨机采用非金属内衬，研磨球采用陶瓷研磨球。

进一步地，步骤2）中，得到的乙二胺铬酸盐在70℃下干燥至少40min。