一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑及其制備方法，屬于產生爆炸或推進用氣體的產生的產氣藥技術領域，所述防結塊助劑至少包括成分為二氧化硅粉體的惰性納米載體、表面活性劑和增塑劑；所述惰性納米載體與所述表面活性劑的質量比為5:3.5~5:4.5，所述惰性納米載體與所述增塑劑的質量比為5:1.5~5:2.5。該防結塊助劑能夠防止高氯酸銨粉體在常規的儲存過程中吸濕、結塊，解決了高氯酸銨作為氧化劑不能夠長期儲存的問題。

Anti caking auxiliary agent for oxidizing agent of gas producing agent and preparation method thereof

The invention discloses an anti caking agent and a preparation method of gas production for oxidant, explosion or gas propulsion belongs to gas production technical field of medicine, the anti caking additive composition includes at least an inert carrier, nano silica powder, surface active agent and plasticizer; quality the inert nano carrier with the surface active agent is 5:3.5~5:4.5, the inert nano carrier and the mass of plasticizer ratio is 5:1.5~5:2.5. The anti caking additive can prevent the ammonium perchlorate powder from absorbing moisture and caking in the conventional storage process, and solves the problem that ammonium perchlorate can not be stored for a long time as an oxidant.

【技術實現步驟摘要】
一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑及其制備方法
本專利技術涉及產生爆炸或推進用氣體的產氣藥
，具體地指一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑及其制備方法。
技術介紹
產氣藥用于在加熱燃燒或碰撞的啟動條件下產生爆炸、推進或填充膨脹用的氣體，在民用領域得到了廣泛的應用，如交通設備上的安全氣囊，其內含有的產氣藥在汽車發生碰撞時產生氣體迅速填充氣囊本身，使其膨脹后起到保護緩沖人們受到的沖擊傷害的作用，又如登山、航行等領域中所用到之信號彈，其內填充有產氣藥，在特定的開啟條件下產生氣體以推進信號彈本身發射并前進一段距離，以使得信號得以明顯持續的傳達。傳統的產氣藥多以疊氮化鈉為主要原料制得，如專利公開號為CN1903805A的中國專利技術專利公開了一種安全氣囊產氣藥及其制備方法，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，產氣效率高；但疊氮化鈉本身帶有毒性，在生產時對操作工人身體健康極不友好，且其本身易分解，帶來爆炸的危險性，存在安全隱患，現已逐漸被淘汰出產氣藥的生產領域。作為疊氮化鈉的替代物，人們發現高氯酸銨具有有效氧含量高、不含重金屬離子、熱安定性和化學安定性優良等諸多優點，便開始考慮將其作為主要的氧化劑應用到產氣藥中；專利公開號為CN101397228A的中國專利技術專利采用高氯酸銨為氧化劑，配合燃料、正催化劑和負催化劑生成一種產氣效率高且能調控產氣速率的安全氣囊產氣藥。高氯酸銨本身具有較強的吸濕性，其表面易吸收空氣中的水分而溶解，產生晶橋現象而團聚成塊，這類結塊現象對于超細高氯酸銨粉體的影響尤為顯著，體現在其更易吸濕和重結晶，造成儲存過程中粒度產生較大的變化。而此類采用高氯酸銨為主要原料的產氣藥，對高氯酸銨的粒度要求較高，在吸濕結塊后，產氣藥的燃速受到較大影響，對于粒徑在1~14微米的高氯酸銨粉體而言，自然儲存5天后使得相應產氣藥的燃速下降了15%~16.7%，這種變化使得高氯酸銨做為氧化劑用在產氣藥上的前景受到了極大地限制。若不想接受產氣藥質量下降、品質參差不齊的現實，則：要么在高干燥除濕的環境下儲存高氯酸銨粉體，要么對剛生產出來的高氯酸銨粉體即時使用，用來生產產氣藥；前者的大大增加了儲存成本，而后者則對產氣藥和高氯酸銨粉體的生產比例提出了很高的要求，使得產量、生產的靈活性受限，且無法應對緊急情況，還易造成浪費。
技術實現思路
本專利技術的目的就是要提供一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑及其制備方法，能夠防止高氯酸銨粉體在常規的儲存過程中吸濕、結塊，解決了高氯酸銨做為氧化劑不能夠長期儲存的問題。為實現上述目的，本專利技術所設計的一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑，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量比為5:1.5~5:2.5。通常而言，作為氧化劑的超細高氯酸銨粉體的粒徑為1~20微米，其比表面積大、表面能高，常規儲存條件下更易吸濕和重結晶而結塊，造成粒度產生較大程度的變化，使得產氣藥的質量下降且參差不齊。惰性納米載體具有比表面積大，表面能高，粒度小的特點，容易在超細高氯酸銨顆粒間分散均勻并吸附在超細高氯酸銨顆粒表面，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，可以與-OH反應，因此可以同高氯酸銨顆粒中的水分發生反應，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。作為上述技術方案的優選，所述二氧化硅粉體的粒徑為70~85nm。作為上述技術方案的優選，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。作為上述技術方案的優選，所述惰性納米載體與所述表面活性劑的質量比為5:4。作為上述技術方案的優選，所述惰性納米載體與所述增塑劑的質量比為5:2。作為上述技術方案的優選，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，混合質量比為1:1。一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑的制備方法，采用如下方法進行制備：①將表面活性劑和增塑劑與丙酮溶液進行混合；②將上述混合液與惰性納米載體進行混合并攪拌至惰性納米載體完全潤濕；③經真空干燥去除丙酮，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。作為上述技術方案的優選，每100克防結塊助劑所對應的丙酮體積至少為220毫升。丙酮對浸潤惰性納米載體粉體的影響見表1：表1丙酮含量對浸潤S粉體的影響本專利技術與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：（1）該防結塊助劑能夠有效防止高氯酸銨作為氧化劑時儲存的吸濕、結塊現象，使得其具備了在常規條件下的可儲存性；（2）該防結塊助劑用量小，只需加入高氯酸銨質量的1%即可實現防結塊效果；（3）該防結塊助劑幾乎不影響高氯酸銨作為氧化劑時，產氣藥的產氣性能；（4）該防結塊助劑制備方便，生產成本低。附圖說明圖1為實施例1所述防結塊助劑按照1%的用量加入到高氯酸銨粉體中與未加防結塊助劑的高氯酸銨粉體的熱分解DSC曲線對比圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步的詳細描述：表2為實施例1~實施例4的防結塊助劑配方及制備時的丙酮用量，其制備方法為：①將表面活性劑和增塑劑與丙酮溶液進行混合；②將上述混合液與惰性納米載體進行混合并攪拌至惰性納米載體完全潤濕；③經真空干燥去除丙酮，既得成品。表2實施例1~實施例4的防結塊助劑配方及制備時的丙酮用量表3為實施例1~4所述防結塊助劑經按照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比情況：表3高氯酸銨粉體本身、實施例1~4所述防結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，未加入防結塊助劑的高氯酸銨粉體在常規條件下儲存半個月，粒徑從6.1μm增至11μm，并且出現大的硬結塊，已經不能用于產氣藥的制造。而加入防結塊助劑的高氯酸銨粉體在相同條件下儲存3個月，粒徑僅發生極微量的增加，有少量團聚體產生但無結塊現象，說明高氯酸銨粉體的抗結塊性能得到明顯改善。同時結合圖1，可知加入實施例1所述防結塊助劑的高氯酸銨粉體同未加入防結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℃），這說明加入防結塊助劑后的高氯酸銨粉體對其本身的熱分解基本沒有影響。應用于產氣藥中，基本不會改變原有高氯酸銨粉體的分解特性。加入實施例2~4所述防結塊助劑的高氯酸銨粉體的高溫分解特性同實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑，其特征在于：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量比為5:1.5~5:2.5。

【技術特征摘要】
1.一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑，其特征在于：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量比為5:1.5~5:2.5。2.根據權利要求1所述的一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑，其特征在于：所述二氧化硅粉體的粒徑為70~85nm。3.根據權利要求1所述的一種用于產氣藥氧化劑的防結塊助劑，其特征在于：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。4.根據權利要求1所述的一種用于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張秀艷，仉玉成，劉愛琴，何德偉，
申請(專利權)人：湖州航天精細化工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33