CN103012299B - 基于dmso/h2o二元体系的hmx制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于：所述的HMX制备方法包括以下步骤：用于配制二元混合溶剂的将DMSO（二甲基亚砜）与水混合均匀步骤；用于配制HMX溶液的在水浴环境下将HMX加入二元混合溶剂步骤；用于形成HMX结晶液的在300rpm至1500rpm速度下搅拌HMX溶液步骤；用于获得HMX的过滤HMX结晶液步骤。本发明的制备方法可获得不同形貌、批量不同的HMX颗粒。本发明制备工艺流程简单，反应条件温和，溶剂或母液回收简便、生产成本低。

Description

基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法
技术领域
本发明涉及一种炸药制备方法，具体涉及一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法。 
背景技术
HMX（奥克托今）也称奥克托金、奥托金，是现今军事上使用的综合性能最好的炸药，具有八元环的硝胺结构，命名为“1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷”，化学名“环四亚甲基四硝胺”。HMX长期存在于乙酸酐法制得的黑索金（RDX）中，但是直到1941年才被发现并分离出来。HMX的撞击感度比TNT略高，容易起爆，安定性较好，但成本较高。通常用于高威力的导弹战斗部，也用作核武器的起爆装药和固体火箭推进剂的组分。HMX是当今单质炸药中密度、能量、爆速等综合性能最好的炸药之一。用HMX代替RDX形成的塑料粘结炸药，具有能量高、热稳定好、药柱强度好等特点。用HMX部分或全部代替高氯酸铵（AP），可以提高火焰温度，可以改变燃速特性，获得性能优异的低烟或无烟推进剂。但HMX还存在结晶批量小、形貌控制途径繁杂等特点。国内外研究人员对HMX的结晶开展了大量的研究工作。大部分研究人员采用了单一溶剂的溶剂/非溶剂结晶法。 
现有技术中采用单一溶剂或混合溶剂，虽能获得不同形貌的HMX颗粒，但制备批量小，溶剂种类繁多，不利于溶剂回收和低成本的工业化放大。 
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，以期待解决现有技术中制备批量小、不利于溶剂回收和低成本的工业化放大等问题。 
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案： 
一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于：所述的HMX制备方法包括以下步骤：用于配制二元混合溶剂的将DMSO（二甲基亚砜）与水混合均匀步骤；用于配制HMX溶液的在水浴环境下将HMX加入二元混合溶剂步骤；用于形成HMX结晶液的在300rpm至1500rpm速度下搅拌HMX溶液步骤；用于获得HMX的过滤HMX结晶液步骤；用于得到不同形貌干燥HMX的洗涤HMX结晶并进行干燥步骤。 
更进一步的技术方案是HMX制备方法还包括：用于配制不良溶剂的将水与分散剂混合均匀后，在水浴下恒温步骤；所述用于配制不良溶剂的将水与分散剂混合均匀后，在水浴下恒温步骤是在所述用于形成HMX结晶液的在300rpm至1500rpm速度下搅拌HMX溶液步骤之前进行。 
更进一步的技术方案是HMX制备方法还包括：用于形成HMX结晶液的在300rpm至1500rpm速度下搅拌HMX溶液，以及将不良溶剂加入HMX溶液中步骤；所述用于形成HMX结晶液的在300rpm至1500rpm速度下搅拌HMX溶液，以及将不良溶剂加入HMX溶液中步骤是在所述用于配制不良溶剂的将水与分散剂混合均匀后，在水浴下恒温步骤之后进行。 
更进一步的技术方案是DMSO与水混合均匀步骤中DMSO与水的质量比是0％至50％。 
更进一步的技术方案是水浴环境下将HMX加入二元混合溶剂步骤中水浴环境温度是20℃至90℃。 
更进一步的技术方案是分散剂包括：聚乙烯醇、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、二－乙基己基琥珀酸酯磺酸钠中的一种。 
更进一步的技术方案是将不良溶剂加入HMX溶液中步骤中不良溶剂加入HMX溶液中的速度是3g/min至1800g/min。 
更进一步的技术方案是在水浴环境下将HMX加入二元混合溶剂步骤中所述二元混合溶剂包括回收DMSO/H2O溶剂。 
更进一步的技术方案是回收DMSO/H2O溶剂质量含水量是5％至35％。 
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本发明的制备方法可获得不同形貌、批量不同的HMX颗粒。本发明制备工艺流程简单，反应条件温和，溶剂或母液回收简便、生产成本低。 
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面对本发明作进一步阐述，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
实施例1 
在95g的DMSO（二甲基亚砜）中加入5g水，获得5％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴环境中，向二元混合溶剂中加入40gHMX（奥克托今），搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX溶液，也可称为HMX母液。称取100g的水，加入0.1g的聚乙烯醇（PVA），使PVA完全溶解，获得不良溶剂以备用。将不良溶剂以30g/s的速度加入HMX母液中，使产品析出，形成产品结晶液。将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得针状的平均粒径为7.7μm的γ型HMX颗粒38.0g。 
实施例2 
在80g的DMSO中加入20g水，获得20％的二元混合溶剂备用；在70℃水浴中，向二元混合溶剂中加入12gHMX，搅拌速度为200rpm，使其全部溶解，形成HMX母液。称取50g的水，加入0.1g的壬基酚聚氧乙烯醚乳液（OP乳化剂），使OP乳化剂完全溶解，获得不良溶剂以备用。将不良溶剂以3.01g/min的速度加入HMX母液中，并逐渐降温至40℃以下，析出产品，形成产品结晶液。将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为28.7μm的β型HMX颗粒10.5g。 
实施例3 
在90g的DMSO中加入10g水，获得10％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴中，向二元混合溶剂中加入20gHMX，搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX母液。称取100g的水，加入0.1g的二－乙基己基琥珀酸酯磺酸钠（AOT），使AOT完全溶解，获得不良溶剂以备用。将不良溶剂以30g/s的速度加入HMX母液中，使产品析出，形成产品结晶液。将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为21.6μm的β型HMX颗粒18.4g。 
实施例4 
在90g的DMSO中加入10g水，获得10％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴中，向二元混合溶剂中加入20gHMX，搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX母液。称取99g的水，加入1g的聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯（Tween-20），使Tween-20完全溶解，获得不良溶剂备用。将不良溶剂以30g/s的速度加入HMX母液中，使产品析出，形成产品结晶液。将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得无定形粉状的平均粒径为12.0μm 的含少量γ型以β型为主的HMX颗粒19.1g。 
实施例5 
称取回收的10％的DMSO/水溶剂102.4g；在60℃水浴中，向回收溶剂中加入25gHMX，搅拌速度为200rpm，使其全部溶解，形成HMX母液。称取50g的水，加入0.1g的OP乳化剂，使OP乳化剂完全溶解，获得不良溶剂以备用。将不良溶剂以6.02g/min的速度加入HMX母液中，析出产品，形成产品结晶液。将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为400.5μm的β型HMX颗粒23.2g。 
实施例6 
在90g的DMSO中加入10g水，获得10％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴中，向二元混合溶剂中加入20gHMX，搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX母液。称取100g的水，不加任何分散剂，获得不良溶剂以备用。将不良溶剂以20.5g/min的速度加入HMX母液中，析出产品，形成产品结晶液。将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得片状的平均粒径为14.3μm的含少量γ型以β型为主的HMX颗粒18.8g。 
实施例7 
在95g的DMSO中加入5g水，获得5％的二元混合溶剂备用；在42℃水浴中，向二元混合溶剂中加入40.6gHMX，搅拌速度为200rpm，使其全部溶解，形成HMX母液。称取50g的水，加入0.1g的OP乳化剂，使OP乳化剂完全溶解，获得不良溶剂备用。将不良溶剂以3.01g/min的速度加入HMX母液中，析出产品，并降温至室温，形成产品结晶液。将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为312μm的β型HMX颗粒39.4g。 
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。 
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。 

Claims (7)

1.一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于包括以下步骤：在95g的DMSO中加入5g水，获得5％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴环境中，向二元混合溶剂中加入40gHMX，搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX溶液，也可称为HMX母液；称取100g的水，加入0.1g的PVA，使PVA完全溶解，获得不良溶剂以备用；将不良溶剂以30g/s的速度加入HMX母液中，使产品析出，形成产品结晶液；将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得针状的平均粒径为7.7μm的γ型HMX颗粒38.0g。
2.一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于包括以下步骤：在80g的DMSO中加入20g水，获得20％的二元混合溶剂备用；在70℃水浴中，向二元混合溶剂中加入12gHMX，搅拌速度为200rpm，使其全部溶解，形成HMX母液；称取50g的水，加入0.1g的壬基酚聚氧乙烯醚乳液，使壬基酚聚氧乙烯醚乳液完全溶解，获得不良溶剂以备用；将不良溶剂以3.01g/min的速度加入HMX母液中，并逐渐降温至40℃以下，析出产品，形成产品结晶液；将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为28.7μm的β型HMX颗粒10.5g。
3.一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于包括以下步骤：在90g的DMSO中加入10g水，获得10％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴中，向二元混合溶剂中加入20gHMX，搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX母液；称取100g的水，加入0.1g的二－乙基己基琥珀酸酯磺酸钠，使二－乙基己基琥珀酸酯磺酸钠完全溶解，获得不良溶剂以备用；将不良溶剂以30g/s的速度加入HMX母液中，使产品析出，形成产品结晶液；将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为21.6μm的β型HMX颗粒18.4g。
4.一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于包括以下步骤：在90g的DMSO中加入10g水，获得10％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴中，向二元混合溶剂中加入20gHMX，搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX母液；称取99g的水，加入1g的聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯，使聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯完全溶解，获得不良溶剂备用；将不良溶剂以30g/s的速度加入HMX母液中，使产品析出，形成产品结晶液；将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得无定形粉状的平均粒径为12.0μm的含少量γ型以β型为主的HMX颗粒19.1g。
5.一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于包括以下步骤：称取回收的10％的DMSO/水溶剂102.4g；在60℃水浴中，向回收溶剂中加入25gHMX，搅拌速度为200rpm，使其全部溶解，形成HMX母液；称取50g的水，加入0.1g的OP乳化剂，使OP乳化剂完全溶解，获得不良溶剂以备用；将不良溶剂以6.02g/min的速度加入HMX母液中，析出产品，形成产品结晶液；将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为400.5μm的β型HMX颗粒23.2g。
6.一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于包括以下步骤：在90g的DMSO中加入10g水，获得10％的二元混合溶剂备用；在25℃水浴中，向二元混合溶剂中加入20gHMX，搅拌速度为500rpm，使其全部溶解，形成HMX母液；称取100g的水，不加任何分散剂，获得不良溶剂以备用；将不良溶剂以20.5g/min的速度加入HMX母液中，析出产品，形成产品结晶液；将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得片状的平均粒径为14.3μm的含少量γ型以β型为主的HMX颗粒18.8g。
7.一种基于DMSO/H2O二元体系的HMX制备方法，其特征在于包括以下步骤：在95g的DMSO中加入5g水，获得5％的二元混合溶剂备用；在42℃水浴中，向二元混合溶剂中加入40.6gHMX，搅拌速度为200rpm，使其全部溶解，形成HMX母液；称取50g的水，加入0.1g的OP乳化剂，使OP乳化剂完全溶解，获得不良溶剂备用；将不良溶剂以3.01g/min的速度加入HMX母液中，析出产品，并降温至室温，形成产品结晶液；将结晶液过滤，用蒸馏水反复洗涤3次以上，于60℃下进行真空干燥，即可获得宝石状的平均粒径为312μm的β型HMX颗粒39.4g。
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