CN1733739A

CN1733739A - 3－硝基－1，2，4－三唑－5－酮的超细化工艺

Info

Publication number: CN1733739A
Application number: CN 200510012699
Authority: CN
Inventors: 柴涛; 张景林; 宋小兰
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: CN100363352C

Abstract

本发明涉及一种用于精制3－硝基－1，2，4－三唑－5－酮的重结晶工艺，具体是一种3－硝基－1，2，4－三唑－5－酮的超细化工艺。解决了现有技术中存在的NTO重结晶制备工艺复杂，成本高，特别是制得的NTO颗粒粒径较大，粒度范围分布较宽的问题。对丙酮加热的水浴温度控制在48～52℃，3－硝基－1，2，4－三唑－5－酮完全溶解后，水浴温度升至59～62℃开始减压蒸馏，真空度控制在0.03～0.04MPa，当丙酮蒸出80％后停止搅拌，继续蒸馏至丙酮彻底蒸出，即可得到超细化的NTO颗粒。粒度分布均匀，粒径为1μm左右的立方体晶形，分布峰窄；机械感度明显降低，爆速提高，更有利于制备低易损塑料粘结炸药。

Description

3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺

技术领域

本发明涉及一种用于精制3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的重结晶工艺，具体是一种3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺。

背景技术

3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(简称NTO)是一种新型高密度，低感度，易于成型的单质炸药。它的能量接近RDX，感度接近TNT，主要用于制造低易损塑料粘结炸药，其安全性能优于B炸药(TNT和RDX的混合炸药)，能量接近B炸药。它可以代替TATB作HMX为基的混合炸药的活性钝感剂。以3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮为原料制备金属3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮盐可以作为推进剂中的含能催化剂，因此在实际应用中比普通炸药RDX、TNT和HMX更具有吸引力。

典型的NTO晶体呈棒状、易团聚，一般其粒径分布在几十到上百微米之间，导致其对意外冲击撞击作用的敏感性提高，从而减弱了其优越的性能，限制了其应用范围。目前，为了制得粒径较小的NTO重结晶的方法有以下几种：一、NTO在水中的重结晶，所制得的NTO粒径较大，而且粒度分布宽，在几十个微米到几百微米之间，结晶颗粒表面呈锯齿的棒状结构，易团聚结块，提高了含NTO炸药制备过程中的黏度，不利于混合，难于加工和浇注。二、借助冷凝介质和超声波分散作用从水中重结晶，所制备的晶型包括立方和斜方晶型，粒径分布在50～70μm范围内。三、从二甲基亚枫和二氯甲烷中重结晶NTO，具体是先将NTO溶于热的二甲基亚枫溶液中，再通过喷嘴将此溶液喷入二氯甲烷中，然后把制得的乳液进行分离，得到细化的NTO。由于NTO颗粒的粒径较小，分离难度大，而且要求洗涤要彻底，否则烘干过程颗粒容易生长，整个后处理过程繁琐、耗时、成本高，且颗粒均匀性不高。四、采用超临界技术重结晶的方法制备NTO，该方法需要借助特殊的专用设备，而且对制备的参数要求高，制备成本高，不利于大规模生产。五、NTO在甲醇和乙醇中的重结晶，此方法是美国专利，所制得的重结晶NTO颗粒质量虽有较大改善，但其粒径分布仍不均匀，在几到几十微米范围之间。

总之，上述方法不同程度地存在着工艺复杂，成本高，特别是制备所得的NTO颗粒粒径较大，均在几十个微米左右，粒度范围分布较宽，效果不够理想，限制了其在国防、工矿业生产中的大规模的生产和应用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的NTO重结晶制备工艺复杂，成本高，特别是制备所得的NTO颗粒粒径较大，粒度范围分布较宽的问题提供了一种3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺。

本发明是由以下技术方案实现的，一种3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺，将粒度较大的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮原料溶解于水浴加热的溶剂中，选用的溶剂为丙酮，然后对丙酮溶液开始减压蒸馏直至溶剂完全蒸出。

本发明中溶剂选用丙酮，相比现有技术用水、甲醇、乙醇、二甲基亚枫、二氯甲烷做溶剂，效果上可以使粒径更小，粒度分布范围更窄。

为了得到最佳的技术效果，即粒径更小，粒度分布范围更窄，对丙酮溶液水浴加热的水浴温度控制在48～52℃(丙酮的沸点为56℃，温度过高在原料溶解的过程中，丙酮会不断蒸发，不利于原料的溶解。温度过低，会影响原料溶解的速度)；在搅拌作用下3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮完全溶解后，水浴温度升至59～62℃；开始减压蒸馏，减压蒸馏的过程中真空度控制在0.03～0.04MPa；当丙酮蒸出80(75～85)％后停止搅拌，继续蒸馏至丙酮彻底蒸出，即可以得到超细化的NTO颗粒。

蒸出的丙酮可以冷凝收集后再利用。

在实现本发明的整个过程中，不需要分离、过滤、洗涤和干燥等工序，通过真空蒸馏一次完成，在实际生产中可以极大降低劳动强度和生产成本。

经本发明所述的方法制得的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮超细化结晶颗粒机械感度明显降低，爆速提高，更有利于制备低易损塑料粘结炸药。

如附图1所示，通过对利用本发明所述的超细化工艺制得的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮结晶颗粒扫描电镜(SEM)照片观察，其结晶状态存在形式是粒径主要分布在0.1～2.0μm范围内的立方体晶形，粒度分布均匀，粒径平均为1μm，分布峰窄。

利用动态光散射法(SDP)对用本发明所述的超细化工艺制得的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮超细化结晶颗粒进行测量，其结果可用附图2、3说明，从中可以看出，利用本发明所述的工艺所制得的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的平均粒径较现有技术降低了一个数量级，而且粒径较为均匀，分布范围在186.0nm～299.1nm之间，平均粒径为209.5nm，粒度分部集中，分散性好，极大地提高和拓展了3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的使用性能。

用以上两种不同的测试方法对同一样品进行测试，由于仪器工作原理不同，得出数据也存在差异，但对于用同一种测试方法对不同的样品(通过本发明所述的工艺得到的产品和利用现有技术得到的产品)进行测试则可以得到差异显著的结果。

附图说明

图1为3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮结晶颗粒扫描电镜(SEM)照片

图2为利用动态光散射法(SDP)得到的密度峰值分布图

图3为颗粒粒度与粒重的分布关系图表

图4位实现本发明的制备装置示意图

具体实施方式

实施例1

一种3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺，其选用的溶剂是丙酮。首先将粒度大、呈棒状或针状的NTO原料溶于丙酮中并对丙酮溶液水浴加热，水浴温度控制在48℃；在外加电机的搅拌作用下3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮完全溶解后，水浴温度升至59℃；开始减压蒸馏，减压蒸馏的过程中真空度控制在0.03MPa。当丙酮蒸出75％后停止搅拌，继续蒸馏至丙酮彻底蒸出，即可以得到超细化的NTO颗粒。

蒸出的丙酮可以冷凝收集后再利用。

实施例2

一种3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺，其选用的溶剂是丙酮。首先将粒度大、呈棒状或针状的NTO原料溶于丙酮中并对丙酮溶液水浴加热，水浴温度控制在50℃；在外加电机的搅拌作用下3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮完全溶解后，水浴温度升至61℃开始减压蒸馏，减压蒸馏的过程中真空度控制在0.035MPa；当丙酮蒸出80％后停止搅拌，继续蒸馏至丙酮彻底蒸出，即可以得到超细化的NTO颗粒。

蒸出的丙酮可以冷凝收集后再利用。

实施例3

一种3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺，其选用的溶剂是丙酮。首先将粒度大、呈棒状或针状的NTO原料溶于丙酮中并对丙酮溶液水浴加热，水浴温度控制在52℃；在外加电机的搅拌作用下3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮完全溶解后，水浴温度升至62℃开始减压蒸馏，减压蒸馏的过程中真空度控制在0.034MPa；当丙酮蒸出85％后停止搅拌，继续蒸馏至丙酮彻底蒸出，即可以得到超细化的NTO颗粒。

蒸出的丙酮可以冷凝收集后再利用。

Claims

1、一种3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺，将粒度较大的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮原料溶解于水浴加热的溶剂中，其特征在于选用的溶剂为丙酮，然后对丙酮溶液开始减压蒸馏直至溶剂完全蒸出。

2、根据权利要求1所述的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺，其特征在于对丙酮水浴加热的水浴温度控制在48～52℃，在搅拌作用下3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮完全溶解后，水浴温度升至59～62℃开始减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度控制在0.03～0.04MPa，当丙酮蒸出75％～85％后停止搅拌，继续蒸馏至丙酮彻底蒸出。

3、根据权利要求1或2所述的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的超细化工艺，其特征在于对丙酮水浴加热的水浴温度控制在50℃，在搅拌作用下3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮完全溶解后，水浴温度升至61℃开始减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度控制在0.04MPa，当丙酮蒸出80％后停止搅拌，继续蒸馏至丙酮彻底蒸出。