CN106495969A - 中粗颗粒高品质2,6‑二胺基‑3,5‑二硝基吡嗪‑1‑氧化物炸药的制备方法 - Google Patents

中粗颗粒高品质2,6‑二胺基‑3,5‑二硝基吡嗪‑1‑氧化物炸药的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中粗颗粒高品质2,6‑二胺基‑3,5‑二硝基吡嗪‑1‑氧化物炸药的制备方法。采用溶析‑降温耦合结晶技术,并辅以晶形修饰技术，通过控制良溶剂、非溶剂和晶形修饰剂的种类和用量、结晶温度、溶析速度、降温速度、最终的反应温度等条件，得到中粗颗粒高品质LLM‑105炸药。本发明方法不但能够有效改善LLM‑105的晶体形貌，得到形状规则的块状晶体，而且晶体质量好，平均粒度达到50‑150μm。通过此方法获得的中粗颗粒高品质LLM‑105可以应用于级配装药，从而提高武器装药密度和安全性。此方法工艺路线简单，反应条件温和，安全性好，所用溶剂经常压蒸馏均可重复使用，适宜于工业批量生产。

Description

中粗颗粒高品质2，6-二胺基-3，5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药 的制备方法
技术领域
本发明涉及含能材料领域，更具体地，本发明涉及一种中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，本发明在弹药中具有较好的应用价值。
背景技术
和实际应用中发现，在一定范围内，炸药的输出能量、爆压、药柱的抗压强度随着装药密度的增加而增加，而适当的颗粒级配是提高装药密度的非常有效地途径。而且，炸药晶体粒度对炸药的性能有显著的影响，粒度的变化将引起炸药冲击波感度、机械感度、能量输出、装药成型性、爆轰传播能力等性能的改变。同样，炸药晶体品质的好坏对炸药的冲击波感度、机械感度等安全性以及存储性能也会产生重要影响。
目前，在实际应用中结晶出来的LLM-105的晶体，不仅形貌应用性差，晶体缺陷多，而且还没有开发出平均粒度50～150μm的中粗颗粒高品质LLM-105晶体产品。因此，若想改善LLM-105的炸药性能和提高LLM-105的装药密度，开发中粗颗粒高品质的LLM-105的粒度和晶形控制技术至关重要。
目前，关于中粗颗粒高品质LLM-105炸药的制备方法无公开文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备中粗颗粒高品质LLM-105炸药晶体方法，从而解决LLM-105装药密度低的应用难题和提高其安全性。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，它包括以下步骤：
(1)LLM-105溶液的制备
将一定量的LLM-105炸药原料和晶形修饰剂加入到装有良溶剂的夹套结晶器中，加热到一定温度下使LLM-105炸药原料和晶形修饰剂溶解，过滤，得到LLM-105溶液；
(2)中粗颗粒高品质LLM-105炸药的制备
在搅拌条件下，以一定速率往所述LLM-105溶液中加入非溶剂，并观察结晶情况，当晶核形成之后，再继续加入非溶剂来促使晶体继续长大；加完非溶剂并保温一段时间后，以一定速率降至室温，抽滤、洗涤、干燥，得到中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物即LLM-105炸药晶体。
上述中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法中，步骤(1)所述晶形修饰剂采用聚乙烯醋酸酯、聚乙二醇、聚乳酸、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚(4-乙烯基苯酚)、聚N-异丙基丙烯酰胺中的一种或多种；晶形修饰剂的用量为LLM-105重量的0.1％～5％。
上述中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法中，步骤(1)所述良溶剂必须是对LLM-105有一定的溶解度，包括二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、硝酸、硫酸、乙腈中的任意一种或者这些溶剂的任意比例的混合物；良溶剂的用量为每克LLM-105加入5～150g。
上述中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法中，步骤(1)所述加热到一定温度是指加热到40～120℃。
上述中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法中，步骤(2)所述非溶剂是对LLM-105的溶解度非常低或者不溶，且不与重结晶良溶剂形成共沸物的溶剂，可以选自水、甲醇、乙醇、丙醇、苯、甲苯、二甲苯、石油醚中的任意一种或任意几种的混合物；非溶剂用量为良溶剂用量的1～5倍，向所述LLM-105溶液中加入非溶剂的速率为0.2～50ml/min。
上述中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法中，步骤(2)所述加完非溶剂并保温一段时间是指保温10～30min。
上述中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法中，步骤(2)所述搅拌条件的搅拌速率为50～400rpm。
上述中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法中，步骤(2)所述以一定速率降至室温是指以降温速度为1～5℃/min降至室温。
本发明利用溶析-降温耦合结晶技术，并辅以晶形修饰技术，将LLM-105溶液处于过饱和态时，外加非溶剂和晶形修饰剂，可以实现50～150μm的LLM-105中粗颗粒高品质炸药的制备，为LLM-105的粒度级配提供原料，最终解决装药密度低的难题。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本发明方法不但能够有效改善LLM-105的晶体形貌，得到形状规则的块状晶体，而且晶体质量好，平均粒度达到50～150μm，晶体表面光滑，长径比小，晶体缺陷少，晶体流散性明显改善，堆积密度增加。通过此方法获得的中粗颗粒高品质LLM-105可以应用于级配装药，从而提高武器装药密度和安全性。本发明的制备方法工艺路线简单，反应条件温和，安全性好，所用溶剂均可回收，不会造成环境污染，适宜于批量生产。
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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，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
室温下，将二甲基亚砜(100ml)加入结晶器中，然后在搅拌下加入10g原料LLM-105和0.5g聚乙烯亚胺，加热到70℃全溶后，过滤得到LLM-105溶液。在此温度和搅拌(200rpm)情况下，以10ml/min的速度滴加乙酸乙酯300ml，加料完毕继续搅拌30min，然后以3℃/min的降温速度降至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次，干燥，得到中粗颗粒高品质LLM-105炸药晶体，平均粒度为68μm。
实施例2
室温下，将5g原料LLM-105和0.1g聚N-异丙基丙烯酰胺加入N,N-二甲基甲酰胺(150ml)中，加热到110℃全溶后，过滤得到LLM-105溶液。在此温度和搅拌(400rpm)情况下，以15ml/min的速度滴加二甲苯300ml，加料完毕继续搅拌25min，然后以1℃/min的降温速度降至室温，过滤，用蒸馏水洗涤4次，干燥，得到中粗颗粒高品质LLM-105炸药晶体，平均粒度为87μm。
实施例3
室温下，将10g原料LLM-105和0.2g聚乙烯醋酸酯加入浓硝酸(50ml)中，加热到50℃全溶后，过滤得到LLM-105溶液。在此温度和搅拌(300rpm)情况下，以1ml/min的速度滴加水200ml，加料完毕继续搅拌30min，然后以1℃/min的降温速度降至室温，过滤，用蒸馏水洗涤4次，干燥，得到中粗颗粒高品质LLM-105炸药晶体，平均粒度为51μm。
实施例4
室温下，将10g原料LLM-105和0.1g聚乙二醇加入二甲基亚砜(100ml)中，加热到60℃全溶后，过滤得到LLM-105溶液。在此温度和搅拌(200rpm)情况下，以20ml/min的速度滴加重量比为1:1的乙酸乙酯和水的混合溶剂500ml，加料完毕继续搅拌10min，然后以3℃/min的降温速度降至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次，干燥，得到中粗颗粒高品质LLM-105炸药晶体，平均粒度为137μm。
实施例5
室温下，将5g原料LLM-105和0.1g聚乙烯醇加入N-甲基吡咯烷酮(200ml)中，加热到70℃全溶后，过滤得到LLM-105溶液。在此温度和搅拌(250rpm)情况下，以20ml/min的速度滴加水600ml，加料完毕继续搅拌10min，然后以5℃/min的降温速度降至室温，过滤，用蒸馏水洗涤3次，干燥，得到中粗颗粒高品质LLM-105炸药晶体，平均粒度为104μm。
尽管这里参照本发明的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 (8)

1.一种中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)LLM-105溶液的制备
将一定量的LLM-105炸药原料和晶形修饰剂加入到装有良溶剂的夹套结晶器中，加热到一定温度下使LLM-105炸药原料和晶形修饰剂溶解，过滤，得到LLM-105溶液；
(2)中粗颗粒高品质LLM-105炸药的制备
在搅拌条件下，以一定速率往所述LLM-105溶液中加入非溶剂，并观察结晶情况，当晶核形成之后，再继续加入非溶剂来促使晶体继续长大；加完非溶剂并保温一段时间后，以一定速率降至室温，抽滤、洗涤、干燥，得到中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物即LLM-105炸药晶体。
2.根据权利要求1所述的中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于步骤(1)所述晶形修饰剂采用聚乙烯醋酸酯、聚乙二醇、聚乳酸、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚(4-乙烯基苯酚)、聚N-异丙基丙烯酰胺中的一种或多种；晶形修饰剂的用量为LLM-105重量的0.1％～5％。
3.根据权利要求1所述的中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于步骤(1)所述良溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、硝酸、硫酸、乙腈中的任意一种或者这些溶剂的任意比例的混合物；良溶剂的用量为每克LLM-105加入5～150g。
4.根据权利要求1所述的中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于步骤(1)所述加热到一定温度是指加热到40～120℃。
5.根据权利要求1所述的中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于步骤(2)所述非溶剂是水、甲醇、乙醇、丙醇、苯、甲苯、二甲苯、石油醚、乙酸乙酯中的任意一种或任意几种的混合物；非溶剂用量为良溶剂用量的1～5倍，向所述LLM-105溶液中加入非溶剂的速率为0.2～50ml/min。
6.根据权利要求1所述的中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于步骤(2)所述加完非溶剂并保温一段时间是指保温10～30min。
7.根据权利要求1所述的中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于步骤(2)所述搅拌条件的搅拌速率为50～400rpm。
8.根据权利要求1所述的中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法，其特征在于步骤(2)所述以一定速率降至室温是指以降温速度为1～5℃/min降至室温。
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