高温自动点火的安全气囊点火具、内装点火药及制备方法与流程

本发明属于安全气囊点火装置技术领域，涉及一种高温自动点火的安全气囊点火具，还涉及该点火具填充的点火药，以及该点火药的制备方法。

背景技术：

安全气囊作为汽车被动安全系统的重要组成部分，在汽车发生碰撞时，可以通过电信号激活，保护乘客的碰撞过程中的安全。

但在外部火灾等高温导致的温度升高的情况下，气体发生器将异常燃烧、发生器壳体强度降低，可能发生剧烈燃烧甚至爆炸。壳体会破碎并以很快的速度飞散，增加了使用过程的危险性。

目前采取的方法是添加自动点火材料(也称自动点火药)，使安全气囊在材料强度未衰减前激活。具体实施有：1.在安全气囊壳体中设置专门的自动点火药室，在遭受高温情况下，由壳体将热量传导给药片，最终激活发生器。这样设计必须在壳体上设置自动点火药室，使装配繁琐。2.在传火药或产气药室中添加自动点火药药包或药片，通过壳体和内部气体传热激活，但由于空气传热速率较慢，自动点火的延滞期较长。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高温自动点火的安全气囊点火具、内装点火药及制备方法，解决了现有技术中存在的壳体上设置自动点火药室，装配繁琐，存在点火延滞期的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种高温自动点火的安全气囊点火具，包括管壳和电极塞；电极塞压入管壳后焊接密封；管壳外套装塑料套，注塑体将塑料套、管壳和电极塞进行包覆；管壳和电极塞形成的空间内填装自动点火药；电极塞与自动点火药接触的一端连接有桥丝。

管壳与自动点火药接触的内壁上还涂有自动点火药薄层。

桥丝为金属电阻丝或半导体桥丝。

电极塞为塑料或玻璃烧结的型电极塞。

一种内装点火药，用于填装所述的点火具内；包括:氧化剂50～80％、可燃剂10～50％、稳定剂0.5％～5％和粘合剂1～5％组成，各组分之和为100％。

稳定剂为氧化钼、氧化镁、氧化铜、氧化锌、氧化钙中的一个或多个，稳定剂粒度为0.3～1μm。

氧化剂为氯酸盐和高氯酸盐中的一种或多种，氧化剂粒度为10～200μm。

可燃剂为有机物，优选蔗糖、乳糖、葡萄糖、粉末纤维素、糊精和木粉的一种或多种，可燃剂粒度为10～200μm。

粘结剂为硝化棉、氟橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、聚氨酯树脂、聚酯和丙烯酸树脂中的一种或多种。

本发明的特点还在于：

一种内装点火药的制备方法，将所述的内装点火药中各组分进行混合，得到混合物；若选择涂装在管壳上则混合物为悬浊液，若为压装则需将混合物造粒、筛选后烘干。

本发明的有益效果是：

本发明高温自动点火的安全气囊点火具，正常发生碰撞情况下由电流激活。在火灾等高温情况下，通过壳体传热激活。使用本发明涉及的安全气囊点火具也可以减小或避免在安全气囊的产气药室或传火药室中使用自动点火药药包或药片，便于装配，使安全气囊的设计更加紧促。此外，该自动点火药可以抵抗AKLV-16中107℃408h和120℃100h的老化后仍然可以实现自动点火。

附图说明

图1是本发明高温自动点火的安全气囊点火具剖视图一；

图2是本发明高温自动点火的安全气囊点火具剖视图二；

图3是本发明高温自动点火的安全气囊点火具压力测试系统示意图；

图4是本发明高温自动点火的安全气囊点火具自动点火测试系统示意图；

图中：1.电极塞，2.注塑体，3.管壳，4.桥丝，5.自动点火药，6.塑料套，7.自动点火药薄层，8.点火具，9.连接套I，10.本体I，11.压力传感器，12.连接套II，13.本体II，14.温度传感器，15.加热板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1-2所示，一种高温自动点火的安全气囊点火具，包括管壳3和电极塞1；所述电极塞1压入管壳3后焊接密封，可以为激光焊接、摩擦焊接；所述管壳3外套装塑料套6，注塑体2将塑料套6、管壳3和电极塞1进行包覆；所述管壳3和电极塞1形成的空间内填装自动点火药5；所述电极塞1与自动点火药5接触的一端连接有桥丝4。

管壳3与自动点火药5接触的内壁上还涂有自动点火药薄层7。

桥丝4为金属电阻丝或半导体桥丝。

电极塞1为塑料或玻璃烧结的型电极塞。

一种内装点火药，用于填装所述的点火具内；包括:氧化剂50～80％、可燃剂10～50％、稳定剂0.5％～5％(超过5％自燃效果受到影响，小于0.5％无法满足老化要求，优选0.5～4％)和粘合剂1～5％组成，各组分之和为100％，可实现160℃～220℃内热点火。

稳定剂为氧化钼、氧化镁、氧化铜、氧化锌、氧化钙中的一个或多个，稳定剂粒度为0.3～1μm，粒度小，能更好的药剂之间接触，起到抗老化和稳定作用。

氧化剂为氯酸盐和高氯酸盐中的一种或多种，氧化剂粒度为10～200μm，小于10μm难于加工，大于200μm不利于自动点火，优选10～50μm。

可燃剂为有机物，优选蔗糖、乳糖、葡萄糖、粉末纤维素、糊精和木粉的一种或多种，可燃剂粒度为10～200μm，小于10μm难于加工，大于200μm不利于自动点火，优选10～50μm。

粘结剂为硝化棉、氟橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、聚氨酯树脂、聚酯和丙烯酸树脂中的一种或多种。

一种内装点火药的制备方法，将所述的内装点火药中各组分进行混合，得到混合物；若选择涂装在管壳上则混合物为悬浊液，若为压装则需将混合物造粒、筛选后烘干。

实施例1-3

内装点火药的制备方法如下：分别将质量分数为2％和1％的轻质氧化镁超细粉(D50小于0.001mm)分别与质量分数为71％氯酸钾(阿拉丁试剂，加工至粒度D50≤20μm)和质量分数26％的葡萄糖(国药试剂，加工至粒度D50≤20μm)混合。通过显微镜观察氯酸钾和葡萄糖表面氧化镁包覆情况，并加入质量浓度为0.16g/ml的硅橡胶溶液，使粘结剂的质量百分数为3％。混合均匀后使用筛网CQ-9绢筛造粒，晾5min后取CQ-9和CQ-25筛中间，即得到本发明中的点火药；

点火具按以下方式组装15发：如图2所示，称量好36mg的自动点火药7通过压装的方式压入管壳3中。之后将称量好130mg的点火药5(锆粉高氯酸钾点火药)通过压装的方式压入管壳3中，将焊接有桥丝4的电极塞1压装到管壳内部，使用激光焊接连接电极塞1和管壳3，将塑料套6套到管壳4外部，并在模具中注塑形成注塑体2。随机取10发点火具分为两组分别进行107℃/408h和120℃/100h高温老化试验。

比较例1-3

比较例的内装点火药的制备方法如下：将质量分数为73％氯酸钾(阿拉丁试剂，加工至粒度D50≤20μm)和质量分数27％的葡萄糖(国药试剂，加工至粒度D50≤20μm)混合，并加入质量浓度为0.16g/ml的硅橡胶溶液，使粘结剂的质量百分数为3％。混合均匀后使用筛网CQ-9绢筛造粒，晾5min后取CQ-9和CQ-25筛中物，即得到本发明中的点火药。

点火具按以下方式各组装15发，如图2所示，称量好36mg的自动点火药7通过压装的方式压入管壳3中。之后将称量好130mg的点火药5(锆粉高氯酸钾点火药)通过压装的方式压入管壳3中，将焊接有桥丝4的电极塞1压装到管壳3内部，使用激光焊接连接电极塞1和管壳3，将塑料套6套到管壳4外部，并在模具中注塑形成注塑体2。随机取20发点火具分为两组分别进行107℃/408h和120℃/100h高温老化试验。

比较例4-6

比较例4-6的点火具按以下方式装配15发：点火具中仅装配130mg的点火药5(锆粉高氯酸钾点火药)通过压装的方式压入管壳3中，将焊接有桥丝4的电极塞1压装到管壳内部，使用激光焊接连接电极塞和管壳，将塑料套6套到管壳4外部，并在模具中注塑形成注塑体2。随机取10发点火具分为两组分别进行107℃/408h和120℃/100h高温老化试验。

采用图3所示的方式进行点火药压力时间测试，测试容器为由连接套9和本体I10组成的密闭爆发器，内部容积10ml。装配好点火具8，将压力传感器11的端子连接到测量示波器。使用1.75A/0.5ms的恒流源激活点火具8。测量启动时间t(mSec.)和最大产生压力P(psi)，实施和对比例的测试结果见表1，启动时间t是指从电流流过电点火具到开始升压的时间间隔。

表1

采用图4所示的方式进行点火具的自动点火测试，下加热源15为一功率2000W的加热板，将测试容器放置在加热板上，测试容器由连接套II12和本体II13组成，内部容积10ml。在连接套II12和本体II13上设置一个贯穿孔，可放入温度传感器14并与点火具外壳接触。打开加热板电源，利用动态温度采集设备采集管壳3表面的温度变化。当被加热的点火具8激活时，可明显在温度采集设备观察到温度的突变，将此温度定义为点火具的激发温度，并读出从室温至激活的时间。实施和对比例的测试结果见表2。

表2

实施结果表明，通过实施例中的方式制备的自动点火药和装配的产品，与比较例中的点火具比较，具备正常点火具的压力值，且在经受107℃/408h和120℃/100h的老化后，依然具备自动点火功能，且功能无较大变化。

实施例4-6

自动点火药的制备同实施例1-3。点火具按以下方式各组装15发：如图2所示，称量好36mg的自动点火药7通过压装的方式压入管壳3中。之后将称量好180mg的点火药5(锆粉钨粉高氯酸钾点火药)通过压装的方式压入管壳3中，将焊接有桥丝4的电极塞1压装到管壳3内部，使用激光焊接连接电极塞1和管壳3，将塑料套6套到管壳4外部，并在模具中注塑形成注塑体2。随机取10发点火具分为两组分别进行107℃/408h和120℃/100h高温老化试验。

比较例7-9

自动点火药的制备同比较例1-3。点火具按以下方式各组装15发：如:2所示，称量好36mg的自动点火药7通过压装的方式压入管壳3中。之后将称量好180mg的点火药5(锆粉钨粉高氯酸钾点火药)通过压装的方式压入管壳3中，将焊接有桥丝4的电极塞1压装到管壳3内部，使用激光焊接连接电极塞1管壳3，将塑料套6套到管壳4外部，并在模具中注塑形成注塑体2。随机取10发点火具分为两组分别进行107℃/408h和120℃/100h高温老化试验。自动点火药点火具的点火功能测试和自动点火测试分别见表3和表4。

比较例10-12

比较例4-6的点火具按以下方式装配15发：点火具中仅装配180mg的点火药5(锆粉钨粉高氯酸钾点火药)通过压装的方式压入管壳3中，将焊接有桥丝4的电极塞1压装到管壳内部，使用激光焊接连接电极塞1和管壳3，将塑料套6套到管壳4外部，并在模具中注塑形成注塑体2。随机取10发点火具分为两组分别进行107℃/408h和120℃/100h高温老化试验。产品的测试与以上测试方法相同。

实施结果表明，通过实施例中的方式制备的自动点火药和装配的产品，与比较例中的点火具相比，具备正常点火具的压力值，且在经受107℃/408h和120℃/100h的老化后，依然具备自动点火功能，且功能无较大变化。

表3

表4