KR101573616B1 - 구아닐우레아 디니트라미드의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법 - Google Patents

구아닐우레아 디니트라미드의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구아닐우레아 디니트라미드(N-Guanylurea-Dinitramide, GUDN)의 재결정에 의한 입도 및 형상 조절방법에 있어서, 물, 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 그의 혼합물로 이루어진 용매를 사용한 용액 결정화 방법을 통해서 온도, 용매 농도, 냉각속도 등을 변화시킴으로써 다각형의 형태를 지닌 다양한 크기의 입자를 조절할 수 있는 방법에 관한 것이다.

Description

구아닐우레아 디니트라미드의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법{Process for Controlling Form and Particle Size by Recrystallization of N-Guanylurea-Dinitramide}
본 발명은 구아닐우레아 디니트라미드(N-Guanylurea-Dinitramide, GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 그의 혼합물로 이루어진 용매를 사용한 용액 결정화 방법을 통해서 온도, 용매의 농도, 냉각 속도 등을 변화시킴으로써 다각형의 형태를 지닌 다양한 크기의 입자를 조절할 수 있는 방법에 관한 것이다.
현대의 무기는 탄체, 발사체와 같은 몸체의 소형화, 추진기관의 탄도거리 증가, 취급상의 안전도 향상, 차세대용의 전술적 고체 추진제를 제조하기 위하여, 원료들을 새로운 안전성 고성능 물질로 대체하기 위한 노력들이 활발히 시도되고 있다.
화약류가 추진체로 사용되는 경우에는 비추력과 밀도가 가장 중요한 특성으로 인식되고, 화약과 폭약으로 사용되는 경우에는 폭발속도와 폭발압력이 중요한 특성이다. 기존에 알려진 니트라민계(Nitramines) 물질들 중 RDX, HMX 등은 분자 내에 보유하고 있는 니트로기의 숫자가 제한적이며, 기존 물질들은 연소 특성상 분자 내에서 공급가능한 산소의 비율이 부족하여 연소 시 연소효율이 낮고, 발생가스량이 적으며, 산소 부족으로 인한 불완전 연소로 인하여 연소 후에 유색의 가스가 다량 발생하는 문제점이 있다. 또한, 디니트라민(Dinitramine)염에 대한 많은 연구결과를 찾아볼 수 있는데, 그중 새로운 고에너지 물질로 알려진 암모늄 디니트라미드(ADN)는 다른 금속과 유기 이온 염에 대한 연구가 활발하다. 하지만 대부분 이렇게 합성된 염은 수용성이며 높은 흡습성을 지닌다.
그에 비해 새로운 디니트라민염인 FOX-12로 잘 알려진 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)는 물에 대한 낮은 용해도, 낮은 민감성(충격, 마찰감도), 독성과 흡습성이 없으며, 뛰어난 열적 안정성(큰 활성화 에너지) 등의 특성을 가진다. GUDN은 현재 에어백 등 차량 안전장비, 가스 발전기 내의 가스 발생성분으로 적합한 화합물로 사용되는데, 이는 TNT, RDX와 비교하여 높은 폭발에너지를 가진다. 하지만 낮은 민감성을 가지는 이유로 로켓 내연기관, 탄약 등에서 추진력과 폭발력을 제공한다. 본래 GUDN은 분자식은 C2H7N7O5이고, 백색 결정형 분말로서 입자크기가 40~50㎛m로 비교적 큰 표면적(~0.4㎡/g)을 가진다.
폭발물질의 민감성은 평균 결정크기, 결정의 입도분포, 결정의 형상, 결정 표면의 거침성 및 결정의 강도 등에 의해 영향을 받으며, 또한 결정의 크기마다 폭발물질의 용도가 달라진다. 따라서 폭발물질의 안전성을 높이고 외부 충격에 대한 민감성을 줄이고 결정의 크기를 제어하기 위해서는 결정의 특성, 결정의 크기 및 형상을 변화시키는 재결정 공정이 필수적으로 수반된다.
한편, 일반적으로 폭발물질의 재결정은 증발식 결정화방법에 대부분 의존하고 있는데. 이 공정은 용매의 증발에 의한 용해도차를 이용하여 과포화상태로 형성하므로, 조업 조건이 원활하지 못하며 조업변수의 조절이 매우 어려운 단점이 있다.
국내 화약산업은 급속한 발전에도 불구하고 화약 관련사업의 핵심단위공정이 대부분 턴키 베이스(turn-key base)로 국외기술의 수입에 의존하고 있고, 이에 따른 높은 기술료의 지불로 외국 산업과 비교하여 경쟁력과 산업기반이 매우 취약하다.
현재까지 GUDN에 대한 국내 연구는 거의 알려져 있지 않고 있으며, 국외의 경우에도 GUDN의 합성법에 대한 연구사례를 찾아볼 수는 있으나, GUDN의 재결정화 기술을 이용한 입도제어에 대한 연구는 보고되지 않고, 단지 물에서 재결정한다는 정도로 언급되어 있다(미국특허 제6,291,711호, 2001.09.18/Thermochimica Acta 384(2002) 253-259).
따라서 GUDN의 재결정에 있어서 온도, 용매의 농도, 냉각 속도 등에 의하여 다양한 형상 및 입도의 크기를 조절할 수 있는 새로운 재결정방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, GUDN의 재결정화에 있어서, 용액 결정화를 이용하고 온도, 용매의 농도, 냉각 속도 등에 의하여 GUDN의 과포화 제어를 통하여 추진제등급(10-25㎛), Class 2(80-150㎛), Class 4(250-400㎛)의 크기를 조절할 수 있는 방법의 제공을 그 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 a) 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)을 디메틸포름아마이드(DMF)에 2.2 : 10 중량부의 비율로 혼합한 후 260rpm의 교반속도로 0℃의 온도에서 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는 포화단계; b) 상기 포화단계에서 얻어진 상기 포화용액에 물을 0.25㎖/min 첨가속도로 투입하여 재결정화시켜 결정을 성장시키는 결정 성장단계; c) 상기 결정 성장단계에서 얻은 결정을 물로 세척한 후에 여과하고 건조시켜 다면체 형상의 결정을 분리하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN) 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법을 제공한다.
또한 본 발명은 a) 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)을 디메틸포름아마이드(DMF)와 물에 0.26 : 1.0 : 9.0 중량부의 비율로 혼합한 후 340rpm의 교반속도로 70℃의 온도에서 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는 포화단계; b) 상기 포화단계에서 얻어진 상기 포화용액을 1.0K/min의 냉각속도로 0℃로 냉각시켜 결정을 생성시키는 결정단계; c) 상기 결정단계에서 얻은 결정을 물로 세척한 후에 여과하고 건조시켜 결정을 분리하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN) 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법을 제공한다.
마지막으로 본 발명은 a) 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)을 디메틸포름아마이드(DMF)와 물에 2.51 : 8.0 : 12.0 중량부의 비율로 혼합한 후 340rpm의 교반속도로 70℃의 온도에서 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는 포화단계; b) 상기 포화단계에서 얻어진 상기 포화용액을 0.1K/min의 냉각속도로 0℃로 냉각시켜 결정을 생성시키는 결정단계; c) 상기 결정단계에서 얻은 결정을 물로 세척한 후에 여과하고 건조시켜 결정을 분리하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN) 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법을 제공한다.
본 발명에 따른 GUDN의 재결정에 의한 입도 및 형상 조절방법은
첫째, 결정화 방법, 용매와 비용매의 비율의 변화, 냉각속도의 변화, 교반속도 변화 등 비교적 간단하고 손쉬운 조작에 의해 목표로 하는 결정의 입도를 생성 및 조절할 수 있다.
둘째, 다른 첨가물이 필요하지 않으므로 순수한 GUDN을 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절 방법에 대하여 이하에서 설명하면 다음과 같다.
먼저 용액 결정화는 혼합물에 분리용매의 첨가에 의해서 고액 상거동을 수정하여 혼합물의 분리가 가능토록 하는 것이다. 여기서 첨가되는 용매는 결정화 과정 및 공정상 중에 고체상의 형상이 일어나지 않아야 한다. 결정화는 보통 과포화 속도의 변화에 의해서 결정이 성장하며 불순물의 내포현상이 일어나는데 결정 속에 내포(內包)된 불순물은 냉각속도가 높을 때 발생한다. 이는 재결정화에서 결정의 성장속도 조절 및 냉각속도 등의 조절에 의해 정제될 수 있다. 또, 결정의 표면에 부착된 불순물의 경우에는 세척을 통해서 정제가 가능하다.
결정의 크기 및 분포는 상기한 바와 같이 결정화과정 중 핵생성 속도와 결정 성장속도에 의해서 결정될 수 있다. 이들은 교반속도, 주입 시 조성, 결정화기의 동특성 및 결정화기 내의 결정 분율 등의 다양한 공정변수에 의해 영향을 받는다. 하지만 대부분 과포화도에 의존되는데, 본 발명과 같이 회분식 결정화기를 이용하는 공정에서는 냉각속도에 의해 어느 정도 조절될 수 있다.
상기한 바와 같이 결정의 형상은 매우 복잡한 변수에 의해 결정되며 예측하기가 어렵다. 현재 결정의 형상은 결정 물질의 성질, 용매의 성질과 비율 및 결정화기의 조업변수 등에 주로 영향을 받게 된다. 이에 따라 결정의 형상은 결정의 생성 메커니즘에 기인하는 핵생성 속도와 결정화 속도를 변화시키는 방법에 의해서, 같은 결정 물질과 용매에서도 서로 다른 다양한 형태의 결정을 얻을 수도 있는 것이다. 그러므로 이러한 변수들에 의해서 받을 수 있는 영향을 명확히 하여 설정한 목표에 대한 최적의 조건을 설정한 후 실험을 위한 결정화기를 설계해야한다.
추가적으로, 분쇄조작에 의한 결정의 물리적인 변형과 결정화기 내의 동특성의 변화에 의해 나타나는 결집과 조각내는 방법은 결정의 형상을 제어하는 방법으로서 제한이 있다. 그렇기 때문에 효과적으로 결정의 형상을 제어하기 위해서는 결정화 속도론의 견지에서 결정의 습성을 변화시킴에 따라 결정의 성상은 그대로 유지하면서 목표로 하는 결정의 형상을 변화시킬 수 있다. 상기한 바와 같이 결정의 형상을 제어하는 것은 매우 어렵고 복잡하지만 결정화 변수 중 하나인 과포화도의 조절과 특정한 습성을 지닌 수정체에 의해 핵생성 속도 및 결정 성장속도를 일정하게 조절함으로써 결정의 형상 제어가 가능할 수 있다.
이러한 특성으로 근거하여, 본 발명은 온도구배 및 용매 비율의 변화에 의한 재결정화 방법을 이용하여 결정의 입도를 조절하는 방법을 제공하게 된다.
본 발명에 따른 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법은 a) 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)를 디메틸포름아마이드(DMF)에 적정 비율로 혼합한 후 다양한 온도범위에서 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는 포화단계; b) 상기 포화단계에서 얻어진 상기 포화용액을 적정량의 물을 적당한 첨가속도로 투입하여 재결정화시켜 결정을 성장시키는 결정 성장단계; c) 상기 결정 성장단계에서 얻은 결정을 물로 세척한 후에 여과하고 건조시켜 다면체 형상의 결정을 분리하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN) 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 의한 GUDN의 형상 및 입도 조절방법은 용매인 디메틸포름아마이드(DMF) 단독 또는 디메틸포름아마이드와 비용매인 물을 혼합 사용하는 것과 냉각으로 인한 결정화를 기초로 한다. 우선 용매인 DMF에 대한 GUDN의 용해도는 용매 10 중량부당 최저 2.0 중량부에서 최대 4.5중량부의 범위인데, 이들을 온도에 따라 포화시킨 후 냉각시킴으로써, 결정을 형성시킨다. 공정 조업상 생산량 측면에서 보면, 상기 용매에 대한 GUDN의 용해도가 비교적 크기 때문에 경제적인 장점을 가질 수 있고, 온도의 변화에 따라 이 용매에 대한 용해도가 민감하게 작용한다. 이는 용액 결정화 방법에 있어서 매우 효과적으로 적용될 수 있는 특성이며, 용해도의 범위가 넓기 때문에 결정화의 조업방법을 달리하여 입도크기를 조절할 수 있는 것이 장점이다. 또한, 상기 DMF 용매가 GUDN과 어떠한 화학반응을 일으키지 않는 불활성이므로 재결정 시 결정에 내포되지 않는다. 따라서 고순도의 GUDN을 생성시키는 정제 효과를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법으로 얻은 GUDN 결정은 다면체의 구형에 가까운 형상을 나타낸다.
또한 본 발명에서는 재결정에 의한 형상 및 입도 조절을 변화시킴으로써 평균입자 크기가 서로 다른 GUDN의 결정을 생성시킬 수 있는데, 이를 위한 구체적인 방법으로서는 직접 접촉식 결정화 방법 및 냉각식 결정화 방법 등이 있으며 이러한 방법 내에서 여러 비율의 용매를 다루어 다양한 입도분포를 형성시키도록 사용되었다.
본 발명은 회분식 용액 결정화에 기초를 두고, 상기한 바와 같은 냉각식 결정화 방법은 GUDN을 디메틸포름아마이드(DMF) 용매에 다양한 비율, 온도 및 교반속도로 하여 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는다.
상기 포화용액을 냉매에 의해 온도조절이 가능하게 설계된 이중자켓에 공급하고 U자형 교반기를 이용하여 교반하면서 일정한 냉각속도에 의해 70℃ 이하의 온도범위로 냉각시켜 평균입도 150-460㎛의 결정을 생성시킬 수 있다. 입자크기는 용매비율에 따른 농도, 냉각속도 및 교반속도에 의해 영향을 받으며, 또한, 준안정 영역에서 GUDN의 결정핵을 주입하여 결정크기를 조절할 수 있다.
상기한 바와 같은 결정화기에서 직접 접촉식 결정화방법은 GUDN 용액을 0~10℃의 온도 범위로 유지시키고 20~40㎖의 비용매인 물을 같은 온도범위로 설정한 뒤 서로 다른 첨가속도로 공급하면 평균입도 8~36㎛의 결정을 생성시킨다. 입자크기는 유지 온도와 첨가속도 및 비용매의 첨가된 양에 의해 영향을 받는다.
한편, 결정의 입자 크기는 핵생성 속도에 비례하며 결정성장속도에 반비례한다. 핵생성 속도는 결정의 총 입자수의 조절에 의해 조절이 가능한 것으로, 결정의 입도 조절에 있어서 매우 중요한 조건이다.
본 발명을 다음의 구체적인 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 한정하는 것은 아니다.
1. 비용매의 첨가량에 따른 GUDN의 결정 크기 및 형상 제어
2.2g의 GUDN을 용매인 DMF 10g과 260rpm의 교반속도로 혼합하여 10℃로 유지하면서 포화용액을 생성하였다. 이어서 상기 포화용액에 비용매인 물 20㎖를 0.7㎖/s의 첨가속도로 주입한 후에 바로 GUDN 결정이 생성되었으며 5분간 결정을 생성 및 성장시켰다. 이후 상기 GUDN 결정을 100㎖의 물로 세척하면서 여과지로 결정을 걸러냈으며, 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.
실시예 1과 비교하여 비용매의 양을 20㎖ 대신에 30㎖ 첨가한 것만 다를 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.
실시예 1과 비교하여 비용매의 양을 20㎖ 대신에 40㎖ 첨가한 것만 다를 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.
Figure 112014061591630-pat00001
실시예 1과 비교하여 온도를 10℃ 대신에 0℃로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 2]에 나타내었다.
실시예 4와 비교하여 비용매의 양을 20㎖ 대신에 30㎖ 첨가한 것만 다를 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 2]에 나타내었다.
실시예 4와 비교하여 비용매의 양을 20㎖ 대신에 40㎖ 첨가한 것만 다를 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 2]에 나타내었다.
Figure 112014061591630-pat00002
2) 비용매의 주입속도에 따른 GUDN의 결정 크기 및 향상 제어
실시예 1과 같은 온도 10℃에서, 비용매의 양을 30㎖로, 첨가속도를 0.7㎖/s 대신에 0.25㎖/min으로 변화시켜 수행하였고 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 3]에 나타내었다.
실시예 7과 비교하여 첨가속도를 0.25㎖/min 대신에 1.50㎖/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 3]에 나타내었다.
실시예 7과 비교하여 첨가속도를 0.25㎖/min 대신에 3.27㎖/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 3]에 나타내었다.
실시예 7과 비교하여 첨가속도를 0.25㎖/min 대신에 42.0㎖/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 3]에 나타내었다.
Figure 112014061591630-pat00003
실시예 7과 비교하여 온도를 10℃ 대신에 0℃로 변화시키고, 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 4]에 나타내었다.
실시예 11과 비교하여 물 첨가속도를 0.25㎖/min 대신에 1.50㎖/min로 변화시켰을 뿐, 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 4]에 나타내었다.
실시예 11과 비교하여 물 첨가속도를 0.25㎖/min 대신에 3.27㎖/min로 변화시켰을 뿐, 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 4]에 나타내었다.
실시예 11과 비교하여 물 첨가속도를 0.25㎖/min 대신에 42.0㎖/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 4]에 나타내었다.
Figure 112014061591630-pat00004
3) 농도별 냉각속도에 따른 GUDN의 결정 크기 및 형상 제어
0.52g GUDN을 용매인 DMF 2g과 비용매인 물 18g을 340rpm의 교반속도로 혼합하여 70℃로 유지하면서 포화용액을 생성하였다. 이어서 상기 포화용액에 1.0K/min의 냉각속도로 0℃까지 냉각시켜 GUDN 결정이 생성시켰으며, 이후 100㎖의 물로 세척하면서 여과시켜 결정을 건조시킨다. 그 결과는 [표 5]에 나타내었다.
실시예 15와 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.5K/min로 변화시키고, 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 5]에 나타내었다.
실시예 15와 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.1K/min로 변화시키고, 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 5]에 나타내었다.
Figure 112014061591630-pat00005
실시예 15와 비교하여 0.52g GUDN을 용매인 DMF 2g과 비용매인 물 18g 대신에 1.14g GUDN을 용매인 DMF 4g과 비용매인 물 16g로 변경하였을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 6]에 나타내었다.
실시예 18과 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.5K/min로 변화시켰을 뿐, 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 6]에 나타내었다.
실시예 18과 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.1K/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 6]에 나타내었다.
Figure 112015106127928-pat00009
실시예 15와 비교하여 0.52g GUDN을 용매인 DMF 2g과 비용매인 물 18g 대신에 1.81g GUDN을 용매인 DMF 6g과 비용매인 물 14g로 변경하였을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 7]에 나타내었다.
실시예 21과 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.5K/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 7]에 나타내었다.
실시예 21과 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.1K/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 7]에 나타내었다.
Figure 112014061591630-pat00007
실시예 15와 비교하여 0.52g GUDN을 용매인 DMF 2g과 비용매인 물 18g 대신에 2.51g GUDN을 용매인 DMF 8g과 비용매인 물 12g로 변경하였을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 8]에 나타내었다.
실시예 24와 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.5K/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 8]에 나타내었다.
실시예 24와 비교하여 냉각속도를 1.0K/min 대신에 0.1K/min로 변화시켰을 뿐 나머지는 동일한 방법으로 결정화시켰으며, 그 결과를 다음 [표 8]에 나타내었다.
Figure 112014061591630-pat00008
<실시예 분석>
상기 [표 1] 내지 [표 4]로부터 알 수 있는 바와 같이, 비용매의 첨가량에 따른 GUDN의 결정 크기 및 형상 제어에 있어서, 다형체 형상의 GUDN을 재결정하는 방법은 추진제 등급(10-25㎛)의 경우 <실시예 11>에서 전체 수율 81.77% 중에 추진제 등급(10-25㎛) 결정은 88.31%로 가장 우수한 비율을 가지며, 평균 13.5㎛로 적합한 크기의 GUDN 결정을 얻을 수 있었다.
또한 [표 5] 내지 [표 8]로부터 알 수 있는 바와 같이, 농도별 냉각속도에 따른 GUDN의 결정 크기 및 형상 제어에 있어서, Class 2(80-150㎛)의 경우 <실시예 15>에서 전체 수율 83.2% 중에 Class 2(80-150㎛) 결정은 49.18%의 비율을 가지며, 평균 156.9㎛ 크기의 GUDN 결정을 얻을 수 있었다. 마지막으로 Class 4(250-400㎛)의 경우 <실시예 26>에서 전체 수율 84.5% 중에 Class 4(250-400㎛) 결정은 51.94%의 비율을 가지며, 평균 363.6㎛ 크기의 GUDN 결정을 얻을 수 있었다.
본 발명은 상기와 같은 실시예에 한하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. a) 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)을 디메틸포름아마이드(DMF)에 2.2 : 10 중량부의 비율로 혼합한 후 260rpm의 교반속도로 0℃의 온도에서 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는 포화단계;
    b) 상기 포화단계에서 얻어진 상기 포화용액에 30중량부의 물을 0.25㎖/min의 첨가속도로 투입하여 재결정화시켜 결정을 성장시키는 결정 성장단계;
    c) 상기 결정 성장단계에서 얻은 결정을 물로 세척한 후에 여과하고 건조시켜 다면체의 구형에 가까운 형상으로 추진제 등급인 10~25㎛의 입자크기를 갖는 결정을 분리하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN) 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법.
  2. a) 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)을 디메틸포름아마이드(DMF)와 물에 0.26 : 1.0 : 9.0 중량부의 비율로 혼합한 후 340rpm의 교반속도로 70℃의 온도에서 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는 포화단계;
    b) 상기 포화단계에서 얻어진 상기 포화용액을 1.0K/min의 냉각속도로 0℃로 냉각시켜 결정을 생성시키는 결정단계;
    c) 상기 결정단계에서 얻은 결정을 물로 세척한 후에 여과하고 건조시켜 다면체의 구형에 가까운 형상으로 추진제 등급인 80~150㎛의 입자크기를 갖는 결정을 분리하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN) 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법.
  3. a) 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)을 디메틸포름아마이드(DMF)와 물에 2.51 : 8.0 : 12.0 중량부의 비율로 혼합한 후 340rpm의 교반속도로 70℃의 온도에서 완전히 용해시켜 포화용액을 얻는 포화단계;
    b) 상기 포화단계에서 얻어진 상기 포화용액을 0.1K/min의 냉각속도로 0℃로 냉각시켜 결정을 생성시키는 결정단계;
    c) 상기 결정단계에서 얻은 결정을 물로 세척한 후에 여과하고 건조시켜 다면체의 구형에 가까운 형상으로 추진제 등급인 250~400㎛의 입자크기를 갖는 결정을 분리하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN) 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구아닐우레아 디니트라미드(GUDN)의 재결정에 의한 형상 및 입도 조절방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109824549A (zh) * 2019-04-02 2019-05-31 西安近代化学研究所 一种n-脒基脲二硝酰胺盐的制备方法
EP3960704A1 (de) * 2020-08-26 2022-03-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur herstellung von partikeln aus oxidatorsalzen aus der gruppe der dinitramide

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