一種特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及炸藥領(lǐng)域，特別涉及一種特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 六硝基六氮雜異伍茲烷，是由美國海軍武器中心的Nielen等人經(jīng)過多年努力于 1987年率先合成，是高能量密度含能材料的典型代表。六硝基六氮雜異伍茲烷的晶體密度 和氧平衡均優(yōu)于HMX，具有優(yōu)異的能量特性，化學(xué)穩(wěn)定性好，可用于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部裝藥，固體火 箭推進(jìn)劑及原子彈起爆藥等高能量密度含能材料領(lǐng)域。
[0003] 六硝基六氮雜異伍茲烷（CL-20)為多晶型物，常溫常壓下有四種晶型為α、β、γ 及ε，ε型六硝基六氮雜異伍茲烷的晶體密度達(dá)2.04g/cm3~2.05g/cm3?，F(xiàn)有工藝常按 照兩步法合成六硝基六氮雜異伍茲烷：首先通過原始胺來合成六取代六氮雜異伍茲烷，隨 后通過六取代六氮雜異伍茲烷直接硝化反應(yīng)生產(chǎn)六硝基六氮雜異伍茲烷，得到的六硝基六 氮雜異伍茲烷為ε晶型，晶體形狀多為細(xì)長雙棱錐形，中位粒徑約40微米，粒度小，難以滿 足澆注混合炸藥對六硝基六氮雜異伍茲烷粒度和晶體形貌的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷的制備方法，本發(fā)明提供 的制備方法得到的特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷粒度大、晶體表面圓滑、無明顯菱角。
[0005] 本發(fā)明提供了一種特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 提供六硝基六氮雜異伍茲烷溶液；
[0007] 將稀釋溶液按照濃度從高到低的順序依次對所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液進(jìn) 行稀釋結(jié)晶，得到特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷。
[0008] 優(yōu)選的，所述稀釋溶液為乙酸甲酯正辛烷溶液、乙酸甲酯正辛烷溶液、乙酸乙酯正 庚烷溶液或乙酸乙酯正庚酯溶液。
[0009] 優(yōu)選的，所述稀釋溶液包括四個梯度質(zhì)量濃度的稀釋溶液，具體為第一稀釋溶液、 第二稀釋溶液、第三稀釋溶液和第四稀釋溶液；所述第一稀釋溶液、第二稀釋溶液、第三稀 釋溶液和第四稀釋溶液的濃度依次相差15%~20%。
[0010] 優(yōu)選的，所述稀釋結(jié)晶具體為：
[0011] 所述稀釋溶液流加到所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液中進(jìn)行稀釋結(jié)晶；
[0012] 所述稀釋溶液的流加速度為5~9Kg/h;
[0013] 高質(zhì)量濃度的稀釋溶液的稀釋結(jié)晶速度低于低質(zhì)量濃度的稀釋溶液。
[0014] 優(yōu)選的，所述稀釋結(jié)晶的時間為36~48h。
[0015] 優(yōu)選的，所述稀釋結(jié)晶的溫度為35 °C~50 °C。
[0016] 優(yōu)選的，所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液中的溶劑為的極性酯或極性酮類溶劑。
[0017] 優(yōu)選的，所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮或甲基乙基酮。
[0018] 優(yōu)選的，所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液中溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量比為（2. 0~ 3.0) : 1〇
[0019] 優(yōu)選的，所述稀釋結(jié)晶后還包括：對所述特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷進(jìn)行過濾、水 篩和干燥的過程。
[0020] 本發(fā)明提供了一種特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷的制備方法，包括以下步驟：提供 六硝基六氮雜異伍茲烷溶液；將稀釋溶液按照濃度從高到低的順序依次對所述六硝基六氮 雜異伍茲烷溶液進(jìn)行稀釋結(jié)晶，得到特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷。本發(fā)明提供的方法通過 稀釋溶液按照濃度從高到低的順序?qū)α趸s異伍茲烷溶液進(jìn)行稀釋結(jié)晶，經(jīng)過稀釋 結(jié)晶提高了單質(zhì)炸藥晶體密度，減少晶體內(nèi)部缺陷，消除表面瑕疵，控制晶體形狀和粒度， 從而提高單質(zhì)炸藥品質(zhì)，滿足使用要求。本申請實施例結(jié)果表明，所得到的六硝基六氮雜異 伍茲烷晶體表面圓滑，無明顯棱角，長短軸比小，不大于1. 5,圓度值高，不低于0. 85,顆粒 度大，中位粒徑在200微米以上，外觀、粒度、表面及內(nèi)部缺陷等物理性質(zhì)有別于常規(guī)方法 得到的六硝基六氮雜異伍茲烷，安全性能優(yōu)于常規(guī)方法得到的六硝基六氮雜異伍茲烷，可 用于粒度級配以增加裝藥密度、改善裝藥工藝性能、降低混合炸藥感度，提高爆炸威力，滿 足不同應(yīng)用要求。
【附圖說明】
[0021] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中CL-20的顯微結(jié)構(gòu)圖片；
[0022] 圖2為本發(fā)明實施例1得到的特質(zhì)CL-20的顯微結(jié)構(gòu)圖片。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明提供了一種特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷的制備方法，包括以下步驟：
[0024] 提供六硝基六氮雜異伍茲烷溶液；
[0025] 將稀釋溶液按照濃度從高到低的順序依次對所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液進(jìn) 行稀釋結(jié)晶，得到特質(zhì)六硝基六氮雜異伍茲烷。
[0026] 本發(fā)明提供的方法，采用稀釋溶液對原料CL-20溶液進(jìn)行重結(jié)晶，得到的特質(zhì) CL-20產(chǎn)品粒度大、分布窄、晶體表面圓滑、無明顯棱角，長短軸比彡1.5,圓度值多0.85,適 宜于粒度級配，提高熔注及鑄裝炸藥的裝藥性能、鈍感性能、裝藥密度及爆炸威力等性能。
[0027] 本發(fā)明采用稀釋溶液對六硝基六氮雜異伍茲烷溶液進(jìn)行稀釋結(jié)晶。本發(fā)明對所述 六硝基六氮雜異伍茲烷溶液的制備方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的溶液 制備的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液中的溶劑優(yōu)選為極性 酯類溶劑或極性酮類溶劑，更優(yōu)選為乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮或甲基乙基酮。在本發(fā)明中， 所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液中溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量比優(yōu)選為（2. 0~3. 0) : 1，更優(yōu)選為 (2. 4~2.8) ;1 ;在本發(fā)明的實施例中，所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液中溶質(zhì)和溶劑的質(zhì) 量比可具體為2.4 : 1、2.5 : 1、2.6 : 1、2.7 : 1 或2.8 : 1。
[0028] 本發(fā)明優(yōu)選將六硝基六氮雜異伍茲烷溶于溶劑中以后，將得到的溶解液過濾，除 去其中不溶的雜質(zhì)，得到六硝基六氮雜異伍茲烷溶液。
[0029] 得到六硝基六氮雜異伍茲烷溶液后，本發(fā)明采用稀釋溶液按照質(zhì)量濃度由高到低 的順序依次對所述六硝基六氮雜異伍茲烷溶液進(jìn)行稀釋結(jié)晶，得到特質(zhì)六硝基六氮雜異伍 茲烷。在本發(fā)明中，所述稀釋溶液優(yōu)選為乙酸甲酯正辛烷溶液、乙酸甲酯正辛烷溶液、乙酸 乙酯正庚烷溶液或乙酸乙酯正庚酯溶液。
[0030] 在本發(fā)明中，所述稀釋溶液優(yōu)選為包括四個梯度質(zhì)量濃度的稀釋溶液，具體為第 一稀釋溶液、第二稀釋溶液、第三稀釋溶液和第四稀釋溶液；所述第一稀釋溶液、第二稀釋 溶液、第三稀釋溶液和第四稀釋溶液的濃度優(yōu)選依次相差15 %~20 %。在本發(fā)明的實施例 中，上述四個梯度質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀釋溶液中，相鄰兩個梯度質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀釋溶液之間的濃度 差獨(dú)立的為 15%、16%、17%、18%、19%或 20%。
[0031] 具體的，在本發(fā)明中，所述第一稀釋溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為75%~60%，更優(yōu)選 為70 %~65 %，最優(yōu)選為72 % ;所述第二稀釋溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為40 %~55 %，更優(yōu)選 為45 %~52 %，最優(yōu)選為50 % ;所述第三稀釋溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為25 %~40 %，更優(yōu)選 為30%~35%，最優(yōu)選為33%;所述第四稀釋溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0%。
[0032] 在本發(fā)明中，所述第一稀釋溶液、第二稀釋溶液、第三稀釋溶液和第四稀釋溶液 的質(zhì)量比優(yōu)選為（0.3~0.8) : (0.8~1.2) : (0.5~1.0) : 1，更優(yōu)選為（0.4~ 0.7) : (0.9 ~1.1) : (0.6 ~0.9) : 1，最優(yōu)選為 0.5 : 1 : 0.75 : 1。在本發(fā)明中， 所述第四稀釋溶液與所述CL-20溶液的質(zhì)量比優(yōu)選為（1.0~2.0) : 1，更優(yōu)選為（1.2~ 1.8) : 1，最優(yōu)選為 1.4 : 1。
[0033] 在本發(fā)明中，所述稀釋結(jié)晶優(yōu)選具體為：
[0034] 所述第一稀釋溶液、所述第二稀釋溶液、所述第三稀釋溶液和第四稀釋溶液依次 流加到所述CL-20溶液，所述流加的速度優(yōu)選為5~9Kg/h，所述第一稀釋溶液、第二稀釋溶 液、第三稀釋溶液和第四稀釋溶液的流加速度依次升高〇. 5Kg/h~lKg/h。
[0035] 本發(fā)明按照稀釋溶液濃度依次降低的關(guān)系，在進(jìn)行稀釋結(jié)晶時稀釋溶液流加到所 述CL-20溶液中的速度依次升高，按照由慢到快的規(guī)則進(jìn)