KR101766539B1 - PREPARATION METHOD FOR β-HMX PARTICLES - Google Patents

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Abstract

본 발명은 β-HMX(beta-form cyclotetramethylene tetranitramine, 이하 β-HMX이라고 함) 입자를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 분산매질에 β-HMX 입자를 일정한 농도로 분산시킨 후 이를 분쇄하여 분쇄된 β-HMX 입자를 얻고 이를 HMX로 포화된 유기 용매에 종(seed)으로 접종하여 냉각시킨 용액에서 일정 시간을 경과한 후 석출된 β-HMX 입자를 회수 및 건조하는 단계를 포함하는 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 표면이 매끈한 상태로 평균 입경 범위가 약 0.3 내지 0.8 ㎛ 정도로 나노 내지 서브마이크론 β-HMX 입자를 제조할 수 있다.The present invention relates to a method for producing beta-HMX (beta-HMX) particles, and more particularly, to a method for producing beta-HMX particles by dispersing beta-HMX particles at a constant concentration in a dispersion medium, HMX particles obtained by pulverizing β-HMX particles and seeding them into an organic solvent saturated with HMX, followed by cooling and recovering the precipitated β-HMX particles after a lapse of a predetermined time, and drying ≪ / RTI > According to the present invention, nano to submicron? -HMX particles having an average particle size of about 0.3 to 0.8 μm can be produced in a smooth surface state.

Description

β-HMX 입자 제조 방법{PREPARATION METHOD FOR β-HMX PARTICLES}PREPARATION METHOD FOR < RTI ID = 0.0 > β-HMX PARTICLES &

본 발명은 β-HMX(beta-form cyclotetramethylene tetranitramine, 이하, 'β-HMX'이라고 명칭 함) 입자를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분산 매질에 β-HMX 입자를 일정한 농도로 분산시켜 분쇄된 높은 생산성과 함께 뛰어난 둔감도로 나노 내지 서브마이크론 크기를 갖는 β-HMX 입자를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing beta-HMX (beta-HMX) particles, and more particularly, to a method for preparing beta-HMX particles by dispersing beta-HMX particles in a dispersion medium The present invention relates to a method for producing β-HMX particles having excellent nano-to-submicron size with excellent pulverized productivity.

HMX(cyclotetramethylene tetranitramine)은 전형적인 니트라민 계열 고에너지 물질이며 플라스틱 접착폭약(plastic bonded explosive, PBX)을 비롯하여 고체 추진제 조성물에 다양하게 쓰이고 있는 화합물이다. HMX는 무색 결정체로 α-HMX, β-HMX, γ-HMX, δ-HMX, ε-HMX 등 5종의 결정형이 있다. 이들 결정형에서 가장 밀도(ρ=1.902 g/cm3)가 높으며 열역학적으로 안정한 것은 단사정계(monoclinic) 결정계를 지닌 β-HMX 이다. 그러나 특유의 민감성으로 인해 오랜 시간 동안 둔감화를 위한 연구가 진행되고 있다.HMX (cyclotetramethylene tetranitramine) is a typical nitramine-based high-energy material and is a compound widely used in solid propellant compositions, including plastic bonded explosives (PBX). HMX is colorless crystals and there are five crystal forms such as α-HMX, β-HMX, γ-HMX, δ-HMX and ε-HMX. The highest density (ρ = 1.902 g / cm 3 ) in these crystals and the thermodynamically stable β-HMX with a monoclinic crystal system. However, due to the inherent sensitivity, studies are under way for long time dullness.

미국은 1960년대 베트남 전쟁 당시 USS Oriskany, USS Forrestal을 필두로 MK24, 레이저 유도 미사일 등 많은 탄두/탄약을 적재한 항공모함과 병기창에서 폭발사고로 의한 인명과 막대한 자산 손실을 경험한 이후 이를 최소화하기 위한 전략으로 비의도 외부 자극원인 열, 충격, 총격, 동조 기폭(sympathetic detonation)에 의한 폭풍파, 탄자 또는 파편 피격에 대해 전혀 반응하지 않거나 급격한 기폭 현상을 회피하여 폭연(deflagration) 현상을 보이는 둔감 화약 합성 및 조성물에 대한 개발 연구되고 있다.In the 1960s, during the Vietnam War, USS Oriskany and USS Forrestal, as well as the MK24, laser guided missiles, and many aircraft warships and ammunition loaded with ammunition, Strategies Non-intent External stimulant Causes of deflagration that do not react at all to the attack of heat, impact, shooting, storm wave, bullet or debris caused by sympathetic detonation, or avoid sudden explosion phenomenon Synthesis and composition of the present invention.

둔감 화약을 주로 구성하는 조성물의 둔감도(insensitivity)는 고폭 화합물의 자체 물리화학적 특성(예를 들면, 양론비, oxygen balance, 평균 입경, 입도 분포, 형상, 결함 등)과 조성물 특성(예를 들면, 고분자 결합제, 가소제, 다른 첨가제 등)에 주로 좌우된다. 그리고 고폭 화합물의 둔감도는 개별 입자의 외부 특성(입도 분포와 평균 입경)과 내부 특성(예를 들면, 내포물, 불순물, heterophase 존재, 결함 농도, 공극 등)을 제어함으로서 달성될 수 있다.The insensitivity of a composition consisting predominantly of a desensitizing agent is determined by the physicochemical properties of the high-wise compound (e.g. stoichiometry, oxygen balance, average particle size, particle size distribution, shape, , Polymer binders, plasticizers, other additives, etc.). The insensitivity of high-molecular compounds can be achieved by controlling the external properties (particle size distribution and average particle size) of the individual particles and internal properties (for example, inclusions, impurities, heterophase presence, defect concentration, voids, etc.).

예를 들어, 고폭 화합물의 평균 입경이 작아질 경우 결정 내부에 포함되어 있는 결정 결함 농도와 공극 감소로 인해 비교적 열점(hot spot) 생성이 촉진될 수 있는 반응점(reaction site) 감소 효과가 있다. 또한 고폭 화합물의 형상이 다각형 또는 구형에 가까워질 경우 기계적 강도 향상과 아울러 외부 충격이 입자 표면에서 균일하게 분산되거나 입자간 공극률이 감소되어 기폭 압력이 상승되는 유리한 점이 있다.For example, when the average particle diameter of the high-molecular compound is small, there is an effect of reducing the crystal defect concentration contained in the crystal and a reaction site that can promote relatively hot spot generation due to decrease of vacancies. In addition, when the shape of the high-density compound is close to a polygonal or spherical shape, there is an advantage that the mechanical strength is improved, the external impact is uniformly dispersed on the particle surface,

그리고 고폭 화합물에 대한 비의도적인 자극을 열, 충격, 표면 접촉으로 분류한다면 이들은 완속 또는 급속 가열, 충격 민감도(impact sensitivity), 마찰 민감도(friction sensitivity), 쇼크 민감도(shock sensitivity)에 의해 정량화될 수 있다.And unintentional stimulation of high-level compounds into heat, impact, and surface contact, they can be quantified by slow or rapid heating, impact sensitivity, friction sensitivity, and shock sensitivity. have.

상기 쇼크 민감도(shock sensitivity)는 고폭 화약의 충격파(shock wave)에 대한 응답특성이며 이는 고폭 화약의 화학적 에너지 방출에 의한 충격파 증폭(shock wave amplification) 현상이며 이로 인해 기폭이 발생된다. 여러 물리화학적 특성에서 쇼크 민감도(shock sensitivity)와 관련 깊은 것은 고폭 화약의 입자 크기(particle size)와 표면 거칠기(surface roughness)이며, 유액(Emulsion), 액체폭약(liquid explosive), 다공성 고체 폭발물(porous solid explosive), 복합화약(plastic bonded explosive, PBX) 등과 같은 고에너지 조성물의 쇼크 민감도(shock sensitivity)가 개별 구성된 고폭 화약의 입자 크기에 따라 달라지는 현상이 관측된다(비특허문헌 1 참조).The shock sensitivity is a shock wave response characteristic of a high explosive, which is a shock wave amplification phenomenon caused by the chemical energy release of a high explosive, which causes ignition. What is deeply related to shock sensitivity in various physicochemical properties is the particle size and surface roughness of a high explosive and it is known to be an emulsion, a liquid explosive, a porous solid explosive it is observed that the shock sensitivity of a high energy composition such as a solid explosive and a plastic bonded explosive (PBX) varies depending on the particle size of a separately formed high explosive (see Non-Patent Document 1).

Nichols 등은 β-HMX 입자에서 열점(hot spot) 크기가 3 ㎛에서 0.6 ㎛으로 작아지면 충격에 의한 기폭 반응 시간이 약 36배 느리게 일어나는 것을 밝혔다. 또 열점(hot spot) 밀도가 약 1/100 정도로 감소되면 기폭 반응 시간이 36 배 느리게 일어난 것을 발견하였다. 열점(hot spot) 크기가 0.2 ㎛에서 2 ㎛으로 커질 경우 충격에 의한 기폭 임계 온도가 1162 K에서 985 K로 낮아짐을 밝혔다. 그러므로 β-HMX 입자의 경우 입자 크기가 작아질수록 둔감하게 된다(비특허문헌 1 참조).Nichols et al. Found that when the hot spot size of β-HMX particles decreases from 3 ㎛ to 0.6 ㎛, the reaction time of impact is about 36 times slower. It was also found that when the hot spot density was reduced to about 1/100, the attack time was 36 times slower. When the hot spot size increased from 0.2 ㎛ to 2 ㎛, the critical temperature of explosion due to impact decreased from 1162K to 985K. Therefore, β-HMX particles become insensitive as the particle size becomes smaller (see Non-Patent Document 1).

충격 민감도와 쇼크 민감도를 낮추기 위한 적정한 β-HMX 입자의 평균 입경은 알려져 있지 않지만 대략적으로 hot spot 크기와 밀도를 고려하게 될 경우 β-HMX 입자 크기는 약 1 ㎛ 정도 또는 그 이하가 적합할 것으로 판단된다. 도 1은 여러 문헌에서 보고된 β-HMX 입자의 평균 입경과 충격 민감도간의 상관관계를 나타낸 것이다(비특허문헌 2 내지 7 참조). 도면으로부터 평균 입경이 1 ㎛ 이하 또는 부근에서 충격 민감도가 가장 낮다.The average particle size of β-HMX particles for lowering the shock sensitivity and shock sensitivity is not known, but when the hot spot size and density are considered roughly, the size of the β-HMX particles should be about 1 μm or less do. FIG. 1 shows the correlation between the average particle diameter and the impact sensitivity of β-HMX particles reported in various literatures (see Non-Patent Documents 2 to 7). From the figure, the impact sensitivity is lowest at an average particle diameter of 1 μm or less.

β-HMX에서 입자 표면 거칠기(surface roughness)와 쇼크 민감도 또는 충격 민감도 간의 상호 관계 연구는 알려져 있지 않지만 동일한 고리와 함께 비슷한 -NO2기를 갖는 RDX에 견주어 설명하면 Bellitto 등은 RDX의 쇼크 민감도는 표면 거칠기(surface roughness)와 통계적으로 유의한 상관관계가 있음을 밝혔다. Czerki 등에 의하면 평균 입경 10 내지 30 ㎛인 RDX 입자와 평균 입경 100 내지 300 ㎛인 RDX 입자를 대상으로 RDX 입자의 쇼크 민감도는 내부의 공극(internal void)과 상관관계가 없으며 입자 표면의 딤플(dimple)과 같은 다른 입자간의 마찰이 쉽게 일어날 수 있는 모서리가 많은 형상과 판상과 같은 입자 형상이 충진 밀도 감소가 밀접한 관계가 있음을 밝혔다(비특허문헌 8 내지 9 참조).The correlation between particle surface roughness and shock sensitivity or susceptibility to β-HMX is not known, but when compared to RDX with the same ring and similar -NO 2 groups, Bellitto et al. show that the shock sensitivity of RDX is surface roughness (surface roughness). According to Czerki et al., The sensitivity of RDX particles to RDX particles having an average particle diameter of 10 to 30 탆 and RDX particles having an average particle diameter of 100 to 300 탆 are not correlated with internal voids, (See Non-Patent Documents 8 to 9). In the present invention, it is preferable that the particle density of the particles is in the range of 0.1 to 10 μm.

입자-입자 또는 결정-결정 사이의 표면 마찰에 의한 에너지는 소산되지 않고 모서리 또는 각이 진 표면에 집중되지만 표면이 매끈하고 둥근 입자는 입자간 마찰에 의해 축적된 마찰 에너지가 빠르게 소산되어 쇼크 민감도가 감소된다. 또한 입자 형상이 각진 형태가 아닐 경우 입자간 공극이 줄어들어 고폭 화약의 충진 밀도가 높아지는 장점이 있다. 그러므로 쇼크 민감도를 낮추기 위해 요구되는 β-HMX의 표면 특성과 평균 입경은 비교적 매끈한 표면 상태와 1 ㎛ 이하의 작은 입자 크기이다.The energy due to the surface friction between the particle-particle or crystal-crystal is not dissipated but is concentrated on the corners or angled surface, but the smooth surface particles have a shock sensitivity that is rapidly dissipated by the friction energy accumulated by the inter- . In addition, when the shape of the particles is not angular, there is an advantage that the packing density of the high explosive powder is increased because the intergranular porosity is reduced. Therefore, the surface characteristics and the average particle size of β-HMX required to lower the shock sensitivity are comparatively smooth surface state and small particle size of 1 μm or less.

β-HMX 입자의 제조에서 우선 고려되어야 하는 부분은 β-form인 결정형의 제조 가능성이다. 준안정상인 γ-HMX 입자가 제조되면 결정형 전이(γ-HMX (또는 a-HMX)에서 β-HMX 로 전이)로 인해 안정한 β-HMX이 되며 상전이에 의해 동반되는 부피 변화 및 전이열 발생으로 인해서 HMX 입자의 충진 밀도와 기계적 강도 감소, 저장이나 운송 과정에서 에너지 조성물의 균열, 미분말 발생과 이의 응집, 결정 성장으로 인한 민감도 상승이 일어날 것이다. 이는 에너지 조성물 활용 과정에서 치명적인 결과를 낳게 된다.The first consideration in the production of β-HMX particles is the manufacturability of β-form crystalline forms. When the metastable γ-HMX particles are produced, they become stable β-HMX due to the crystal type transition (transfer from γ-HMX (or a-HMX) to β-HMX) and due to the volume change and transition heat generated by phase transition The filling density and the mechanical strength of the HMX particles, the energy composition cracking during storage or transport, the generation of fine powder and its aggregation, and the increase in sensitivity due to crystal growth. This results in fatal consequences in the utilization of the energy composition.

현재까지 명확하게 나노 크기 내지 서브마이크론 크기 β-HMX 입자의 제조가 보고된 기술은 초임계 유체, 분쇄법이다. 그 이외의 기술에 의해서 제조된 HMX 입자는 Raman, IR, XRD를 통한 결정형의 확인이 명확하게 불가하다(비특허문헌 10 내지 11 참조).To date, the technique of clearly producing nano-sized to submicron sized β-HMX particles has been reported in supercritical fluid, grinding. The HMX particles produced by other techniques can not clearly identify the crystal form via Raman, IR, and XRD (see Non-Patent Documents 10 to 11).

초임계 유체(SAS, RESS 등)에 의한 β-HMX 입자는 평균 입경이 약 0.09 ~ 0.67 ㎛ 이하이며 형상은 구형 또는 부정형에 가깝다. 초임계 조건은 p = 68 ~ 272 atm 이고 HMX 농도는 0.003 ~ 0.5 wt% 이다.The β-HMX particles formed by the supercritical fluid (SAS, RESS, etc.) have an average particle diameter of about 0.09 to 0.67 μm or less, and the shape is nearly spherical or irregular. Supercritical conditions are p = 68 ~ 272 atm and HMX concentration is 0.003 ~ 0.5 wt%.

분쇄법의 경우, 평균 입경이 약 0.6 ㎛ 정도인 구형 입자가 제조되며 최적 공정 조건에서 분쇄 시간은 4 시간, HMX 농도는 10 wt%, 교반 속도는 1000 rpm 이다. In the case of pulverization, spherical particles with an average particle size of about 0.6 ㎛ were prepared. Under optimum process conditions, the grinding time was 4 hours, the HMX concentration was 10 wt%, and the agitation speed was 1000 rpm.

β-HMX 입자 제조 기술의 장단점을 간략하게 논의한다면, 습식 분쇄(wet milling)는 처리되는 HMX 양이 대량이지만 분산매질이 증발에 의해 쉽게 손실되므로 기폭의 가능성이 상존하며 분쇄 시간이 길다. 비교적 구형도가 높은 β-HMX 입자가 제조되지만 니트라민(nitramine) 계열 물질 특유의 음전하로 인해 입자간 응집이 발생될 수 있고 또 지속적인 표면 마쇄로 인한 충격으로 내부 응력 축적이 발생되어 비의도적인 폭발이 우려된다. 초임계법의 경우 용매 회수와 폐기물 발생 없이 서브마이크론 β-HMX 입자의 제조가 가능하지만 용매에 비하여 β-HMX 농도가 수 mg 수준으로 매우 낮고, 높은 압력과 온도로 운용되며 고가의 장치 제작비가 소요되는 단점이 있다.Briefly discussing the advantages and disadvantages of the β-HMX particle manufacturing technology, wet milling has a large amount of HMX to be treated, but the disintegration medium is easily lost by evaporation, so there is a possibility of ignition and the grinding time is long. Although highly spherical β-HMX particles are produced, intergranular agglomeration can occur due to the negative charge specific to nitramine-based materials, and internal stress accumulation occurs due to continuous surface grinding shock, resulting in unintentional explosion This is a concern. In the case of the supercritical system, it is possible to prepare submicron β-HMX particles without solvent recovery and waste generation. However, β-HMX concentration is very low to several mg level compared with solvent, and operates at high pressure and temperature. There are disadvantages.

A. L. Nichols, C. M. Tarver, A Statistical Hot Spot Reactive Flow Model for Shock Initiation and Detonation of Solid High Explolsive, UCRL-JC-145031, Lawrence Livermore National Laboratory, 2002.A. L. Nichols, C. M. Tarver, A Statistical Hot Spot Reactive Flow Model for Shock Initiation and Detection of Solid High Explosives, UCRL-JC-145031, Lawrence Livermore National Laboratory, 2002. J. Kaur, V. P. Arya, G. Kaur, T. Raychaudhuri P. Lata., Evaluation of Ultrasonic Treatment for the Size Reduction of HNS and HMX in Comparison Solvent-Antisolvent Crystallization, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 37, 662-669, 2012.J. Kaur, VP Arya, G. Kaur, T. Raychaudhuri P. Lata., Evaluation of Ultrasonic Treatment for the Size Reduction of HNS and HMX in Comparison Solvent-Antisolvent Crystallization, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 37, 662-669, 2012. Y. Wang, W. Jiang, X. Song, G. Deng, F. Li, Insensitive HMX (Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine) Nanocrystals Fabricated by High-Yield, Low-Cost Mechanical Milling, Central European Journal of Energetic Materials, 10, 277-287, 2013.Y. Wang, W. Jiang, X. Song, G. Deng, F. Li, Insensitive HMX (Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine) Nanocrystals Fabricated by High- Yield, Low-Cost Mechanical Milling, Central European Journal of Energetic Materials, 10, 277-287, 2013. J. Liu, W. Jiang, Q. Yang, J. Song, G. Hao, F. S. Li, Study of nano-nitramine Explosives : Preparation, Sensitivity and Application, Defence Technology, 10, 184-189, 2014.J. Liu, W. Jiang, Q. Yang, J. Song, G. Hao, F. S. Li, Study of nano-nitramine Explosives: Preparation, Sensitivity and Application, Defense Technology, 10, 184-189, 2014. B. Risse, F. Schnell, D. Spitzer, Sythesis and Desensitization of Nano-β-HMX, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 35, 1-5, 2015.B. Risse, F. Schnell, D. Spitzer, Sythesis and Desensitization of Nano-β-HMX, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 35, 1-5, 2015. Z. Gao, J. Cai, B. Long, Z. Fan, Preparation of HMX Ultrafine Particles by Supercritical CO2 method, Chinese Journal of Explosives & Propellants, 31(4), 22-26, 2008.Z. Gao, J. Cai, B. Long, Z. Fan, Preparation of HMX Ultrafine Particles by Supercritical CO2 method, Chinese Journal of Explosives & Propellants, 31 (4), 22-26, 2008. 蒙蒙, 超HMX的制及感度究, 士文, 南京理工大, 2013.Mongolia, Super HMX system and sensitivity study, Masanori, Nanjing R & D, 2013. V. Bellitto, M. I. Melnik, Atomic Force Microscopy-Imaging, Measuring and Manipulating Surfaces at the Atomic Scale, Intech, 2012.V. Bellitto, M. I. Melnik, Atomic Force Microscopy-Imaging, Measuring and Manipulating Surfaces at Atomic Scale, Intech, 2012. H. Czerki, W. G. Proud, Relationship between the Morphology of Granular Cycltrimethylene-trinitramine and Its Shock Sensitivity, Journal of Applied Physics, 102, 113515, 2007.H. Czerki, W. G. Proud, Relationship between the Morphology of Granular Cyclotrimethylene-trinitramine and Its Shock Sensitivity, Journal of Applied Physics, 102, 113515, 2007. Y. Wang, W. Jiang, X. Song, G. Deng, F. Li, Insensitive HMX(Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine) Nanocrystals Fabricated by High-Yield, Low-Cost Mechanical Milling, Central European Journal of Energetic Materials, 10(2), 277-287, 2013. Y. Wang, W. Jiang, X. Song, G. Deng, F. Li, Insensitive HMX (Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine) Nanocrystals Fabricated by High- Yield, Low-Cost Mechanical Milling, Central European Journal of Energetic Materials, 10 (2), 277-287, 2013. Y. Bayat, S. M. Pourmortazavib, H. Iravania, H. Ahadia, Statistical Optimization of Supercritical Carbon Dioxide Antisolvent Process for Preparation of HMX nanoparticles, Journal of Supercritical Fluids, 72, 248-254, 2012.Y. Bayat, S. M. Pourmortazavib, H. Iravania, H. Ahadia, Statistical Optimization of Supercritical Carbon Dioxide Antisolvent Process for Preparation of HMX Nanoparticles, Journal of Supercritical Fluids, 72, 248-254, 2012.

앞서 설명한 바와 같이 현재까지 다른 결정형이 포함되지 않은 나노 크기 내지 서브마이크론 크기 β-HMX의 제조가 가능한 기술로는 초임계 유체, 분쇄법이다. 이들 각각의 기술은 β-HMX 분산 매질의 증발 및 기폭 가능성, 매우 낮은 용해도로 인한 생산성 저하, 높은 공정 온도와 압력, 고가의 장치 제작비용, 표면의 마쇄에 의해 내부 응력 축적, 거친표면 및 니트라민(nitramine) 계열 물질 특유의 음전하로 인해 입자간 응집 등이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 기존 방법에 비해 매끈하면서 비교적 온화한 조건에서 나노 내지 서브마이크론 β-HMX 입자의 제조 방법이 요구되고 있다.As described above, supercritical fluids and pulverization methods are currently available for the production of nano-sized or submicron-sized β-HMX that does not contain any other crystal form. Each of these techniques is characterized by the possibility of evaporation and ignition of the β-HMX dispersion medium, a decrease in productivity due to very low solubility, a high process temperature and pressure, an expensive device manufacturing cost, internal stress accumulation by surface grinding, there is a problem in that intergranular agglomeration occurs due to the negative charge peculiar to the nitramine-based material. Therefore, there is a demand for a method of producing nano to submicron [beta] -HMX particles in a smooth and comparatively mild condition as compared with the conventional methods.

이에 상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 β-HMX 입자를 분산 매질에서 분쇄한 후 이를 회수하여 HMX로 포화된 용액에 종(seed)형태로 공급하여 기존 분쇄법의 문제점인 표면 마모에 의한 불규칙한 표면과 이로 인한 응력 축적을 회피함으로써, 나노 내지 서브마이크론 크기의 β-HMX 입자를 제조하는 방법의 제공에 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method for grinding a β-HMX particle by pulverizing the β-HMX particle in a dispersion medium and recovering the β-HMX particle in a seed form to a solution saturated with HMX to form an irregular surface And a method for producing β-HMX particles of nanometer to submicron size by avoiding stress accumulation due to the above-mentioned problems.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 β-HMX 입자 제조 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 (a) 분산 매질에 β-HMX 입자를 일정한 농도로 분산시키는 단계(S210), (b) 상기 (a)단계에서 분산 매질에 분산된 β-HMX 입자를 분쇄하는 단계(S220), (c) 상기 (b)단계에서 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계(S230), (d) 증류수에 상기 (c)단계를 거쳐 회수된 β-HMX 입자가 분산된 β-HMX 입자 용액을 HMX(cyclotetramethylene tetranitramine)가 포화된 용액에 종(seed)으로 접종하여 혼합 용액을 제조하는 단계(S240), (e) 상기 혼합 용액을 일정한 온도로 냉각하고, 일정한 시간 경과한 후에 β-HMX 입자를 석출하는 단계(S250), 및 (f) 상기 (e)단계에서 석출된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계(S260)를 포함하는 것을 특징으로 한다.(A) dispersing β-HMX particles in a dispersion medium at a constant concentration (S210), (b) dispersing β-HMX particles in a (C) a step (S230) of recovering the β-HMX particles which have been pulverized in the step (b) by filtration and washing, (d) a step (d) of recovering β-HMX particles dispersed in the dispersion medium A step S28 of seeding a β-HMX particle solution in which β-HMX particles are dispersed, recovered in step (c), in a solution saturated with HMX (cyclotetramethylene tetranitramine) (e) cooling the mixed solution to a predetermined temperature and precipitating β-HMX particles after a predetermined time elapses (S250), and (f) filtering the β-HMX particles precipitated in the step (e) And a step S260 of recovering the water by washing.

또한, 상기 β-HMX 입자 제조 방법에서 상기 (b)단계 이전에 상기 분산 매질에 분산제를 첨가하는 단계 또는 상기 (d)단계 후 및 상기 (e)단계 이전에 상기 혼합 용액에 분산제를 첨가하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있다.Further, in the method for producing β-HMX particles, a step of adding a dispersant to the dispersion medium before the step (b), or a step of adding a dispersant to the mixed solution after the step (d) and before the step (e) As shown in FIG.

구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이,(a) 분산 매질에 β-HMX(beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) 입자를 일정한 농도로 분산시키는 단계(S310), (b) 상기 분산 매질에 분산제를 첨가하는 단계(S320), (c) 상기 (b)단계를 거쳐 분산 매질에 분산된 β-HMX 입자를 분쇄하는 단계(S330), (d) 상기 (c)단계를 거쳐 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계(S340), (e) 증류수에 상기 (d)단계를 거쳐 회수된 β-HMX 입자가 분산된 β-HMX 입자 용액을 HMX(cyclotetramethylene tetranitramine)가 포화된 용액에 종(seed)으로 접종하여 혼합 용액을 제조하는 단계(S350), (f) 상기 혼합 용액을 냉각하고, 일정한 시간 경과한 후에 β-HMX 입자를 석출하는 단계(S360), 및 (g) 상기 (f)단계에서 석출된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계(S370)를 포함하여 구성되어 β-HMX 입자 제조할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 3, (a) dispersing beta-HMX (beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) particles at a constant concentration (S310) in the dispersion medium, (b) adding a dispersant to the dispersion medium HMX particles dispersed in the dispersion medium in step (S330), (c) in step (S330), (b) a step (S330) of grinding the dispersed β-HMX particles through the step (b) (E) removing β-HMX particles from the β-HMX particles dispersed in the distilled water through the step (d), to a solution saturated with HMX (cyclotetramethylene tetranitramine) (F) cooling the mixed solution to precipitate β-HMX particles (S360) after a predetermined time has elapsed (S360), and (g) And recovering the β-HMX particles precipitated in the filtration step (S370) by filtration and washing to prepare β-HMX particles .

또는 도 4에 도시된 바와 같이, (a) 분산 매질에 β-HMX(beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) 입자를 일정한 농도로 분산하는 단계(S410), (b) 상기 (a)단계를 거친 분산 매질에 분산된 β-HMX 입자를 분쇄하는 단계(S420), (c) 상기 (b)단계를 거쳐 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계(S430), (d) 증류수에 상기 (c)단계를 거쳐 회수된 β-HMX 입자가 분산된 β-HMX 입자 용액을 HMX(cyclotetramethylene tetranitramine)가 포화된 용액에 종(seed)으로 접종하여 혼합 용액을 제조하는 단계(S440), (e) 상기 혼합 용액에 분산제를 첨가하는 단계(S450), (f) 상기 (e)단계를 거쳐 분산제가 첨가된 혼합 용액을 냉각하고, 일정한 시간 경과한 후에 나노 내지 서브마이크론 β-HMX 입자를 석출하는 단계(S460), 및 (g) 상기 (f)단계에서 석출된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계(S470)를 포함하여 β-HMX 입자를 제조할 수 있다.(A) dispersing beta-HMX (beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) particles at a constant concentration in step (S410); (b) (C) after the step (b), recovering the pulverized? -HMX particles by filtration and washing (S430); (d) (c) a step (S440) of seeding a recovered β-HMX particle-dispersed solution of β-HMX particles in a solution saturated with HMX (step 440); (e) Adding a dispersant to the mixed solution (S450); (f) cooling the mixed solution to which the dispersant has been added through the step (e), and precipitating nano to submicron? -HMX particles after a predetermined time has elapsed (S460), and (g) recovering the β-HMX particles precipitated in the step (f) through filtration and washing (S470 ) Can be prepared to produce the? -HMX particles.

이와 같이 본 발명으로 제조된 β-HMX 입자는 나노 내지 서브마이크론 크기의 β-HMX 입자인 것을 특징으로 한다.The β-HMX particles prepared according to the present invention are β-HMX particles having a size of nano to submicron.

이하, 상기 도 2를 참조로 하여, 구체적인 본 발명의 β-HMX 입자 제조 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the method for producing β-HMX particles of the present invention will be described in detail.

도 2에 도시된 바와 같이, (a)단계(S210)는 분산 매질에 β-HMX 입자를 일정한 농도로 분산하는 단계로, 15 내지 25 ℃의 온도에서 분산이 수행되며, 일정한 온도로 유지하는 어떤 형태의 용기에서도 충분히 진행될 수 있다.As shown in FIG. 2, step (a) S210 is a step of dispersing β-HMX particles in a dispersion medium at a constant concentration. The dispersion is carried out at a temperature of 15 to 25 ° C., It can also proceed well in containers of the type.

또한 상기 (a)단계에서 상기 분산 매질은 물(H2O) 또는 물(H2O)과 혼합되는 화합물을 1종 이상 포함하는 혼합물이며, 여기서 상기 물(H2O)과 혼합되는 화합물은 메틸알코올(methyl alcohol), 에틸알코올(ethyl alcohol), n-프로판올(n-propanol), n-부탄올(n-butanol), 아이소프로판올(isopropanol) 및 아이소부탄올(isobutanol) 중에서 선택되는 어느 1종 이상일 수 있다.Also, in the step (a), the dispersion medium is a mixture containing at least one compound that is mixed with water (H 2 O) or water (H 2 O), wherein the compound to be mixed with the water (H 2 O) At least one selected from the group consisting of methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propanol, n-butanol, isopropanol and isobutanol .

또한, 상기 물(H2O)과 혼합되는 화합물과 상기 물(H2O)의 질량 비율은 1:1 내지 1:10 범위가 바람직하다. 특히, 1:2 내지 1:5 범위가 더 바람직하다.Further, the mass ratio of the water (H 2 O) compound with the water (H 2 O) is mixed with a 1: 1 to 1:10 preferably in the range. Particularly, a range of 1: 2 to 1: 5 is more preferable.

만약 상기 질량 비율 범위를 벗어나는 경우에는 과도한 혼합물로 인해 HMX 의 용해도가 상승되어 β-HMX 입자의 회수율이 낮아질 수 있으며, 또한 β-HMX 입자의 분산성이 떨어져 응집 현상이 발생될 수 있다.If the mass ratio is out of the above range, the solubility of HMX may increase due to excessive mixing to lower the recovery of the β-HMX particles, and the dispersion of the β-HMX particles may be deteriorated to cause aggregation.

상기 (a) 단계에서 β-HMX 입자의 농도는 1 내지 20 wt% 범위가 바람직하다. 특히, 5 내지 10 wt% 범위가 더 바람직하다.In the step (a), the concentration of the β-HMX particles is preferably in the range of 1 to 20 wt%. In particular, a range of 5 to 10 wt% is more preferable.

만약 상기 β-HMX 입자의 농도 범위를 벗어나는 경우, β-HMX 입자의 수율이 낮아지거나 β-HMX 입자의 평균 입경이 급속히 커질 수 있으므로 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.If the concentration exceeds the concentration range of the β-HMX particles, the yield of the β-HMX particles may be lowered or the average particle diameter of the β-HMX particles may rapidly increase.

또한, 상기 (a) 단계에서 분산되는 β-HMX 입자의 평균 입경은 1 내지 10,000 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.In addition, the average particle diameter of the? -HMX particles dispersed in the step (a) is preferably in the range of 1 to 10,000 μm.

만약 상기 β-HMX 입자의 평균 입경 범위를 벗어날 경우, β-HMX 입자의 분쇄 과정에서 편재화로 인해 조대한 입자가 생성되어 분쇄 시간이 길어지거나 β-HMX 입자의 입도 분포가 불균일해지는 문제점이 있으므로 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.If the average particle size of the β-HMX particles is out of the range, coarse particles are generated due to the uniformalization during the grinding process of the β-HMX particles, so that the grinding time becomes long or the particle size distribution of the β-HMX particles becomes uneven It is preferable to satisfy the above range.

(b) 단계(S220)는 분산 매질에 분산된 β-HMX 입자를 분쇄하는 단계로, β-HMX 입자는 분쇄구(ball)에 의해 분산 매질에서 입경의 크기가 작은 입자로 분쇄되는데, 이때 상기 분쇄구의 재질은 금속 산화물로 ZrO2, Al2O3 , SiO2및 SiC 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 또한 상기 분쇄구의 직경은 0.01 내지 1.2 mm 범위를 만족하는 것이 바람직하다.(b) Step S220 is a step of grinding the β-HMX particles dispersed in the dispersion medium. The β-HMX particles are pulverized into particles having a small particle size in the dispersion medium by a grinding ball, The material of the crusher is a metal oxide such as ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2, and SiC. It is preferable that the diameter of the pulverizing sphere is in the range of 0.01 to 1.2 mm.

여기서 상기 분쇄구의 직경이 상기 제시된 범위를 벗어날 경우 분쇄구에서 유래된 금속 또는 금속 산화물이 β-HMX 입자에 잔류될 수 있으며, 이는 β-HMX가 갖는 기폭 특성, 순도, 저장 성능 등에 영향을 미친다. 또한 분쇄구 직경이 상기 범위보다 작을 경우에는 분쇄 시간이 오래 걸리는 문제점이 있으므로, 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.If the diameter of the crusher is out of the above range, a metal or a metal oxide derived from the crusher may remain in the β-HMX particles, which affects the aerobic characteristics, purity and storage performance of β-HMX. When the diameter of the crusher is less than the above range, the crushing time is long, and therefore, it is preferable to satisfy the above range.

또한, 상기 (b)단계에서는 상기 분산된 β-HMX 입자를 상기 분쇄구와 함께 100 내지 5000 rpm 교반 속도로 0.5 내지 24시간 동안 교반하여 상기 β-HMX 입자가 분산 매질에서 분쇄할 수 있다.In the step (b), the β-HMX particles may be pulverized in the dispersion medium by stirring the pulverized β-HMX particles together with the pulverizer at a stirring rate of 100 to 5000 rpm for 0.5 to 24 hours.

이때, 상기 분쇄 시간은 상기 범위보다 짧은 시간에서는 β-HMX 입자의 평균 입경이 1 ㎛ 이상인 문제점이 있고, 상기 범위보다 긴 시간의 경우에는 전체적인 β-HMX 입자 제조 공정 시간이 길어져 경제성 문제가 발생될 수 있다.At this time, there is a problem that the average particle size of the β-HMX particles is 1 μm or more at a time when the milling time is shorter than the above range, and when the time is longer than the above range, .

그리고 상기 교반 속도는 1000 내지 1500 rpm이 범위가 보다 바람직하며, 만약 상기 범위보다 교반속도가 느릴 경우에는 불균일한 분쇄로 인해 입도 분포가 넓어질 수 있으며, 교반 속도가 상기 제시된 범위를 벗어나 빠를 경우에는 제조 공정에서 분쇄 시간과 β-HMX 입자의 평균 입경에서 큰 차이점이 없으므로 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.If the stirring speed is slower than the above range, the particle size distribution may be widened due to uneven pulverization. If the stirring speed is out of the above range, Since there is no significant difference between the grinding time and the average particle diameter of the? -HMX particles in the production process, it is preferable that the above range is satisfied.

(c) 단계(S230)는 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척에 의해 회수하는 단계로써, 바람직하게 β-HMX 입자가 현탁된 용액은 친수성(hydrophilic)의 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 직경이 47 mm이고, 기공 크기가 0.1 ㎛인 막 필터(membrane filter)를 이용하여 여과하여 β-HMX 입자를 회수할 수 있다.(c) Step (S230) is a step of recovering the pulverized β-HMX particles by filtration and washing. Preferably, the solution in which the β-HMX particles are suspended is hydrophilic PTFE (polytetrafluoroethylene) mm and a pore size of 0.1 [mu] m using a membrane filter to recover β-HMX particles.

그리고 회수된 β-HMX 입자는 사염화탄소(carbon tetrachloride), 사이클로헥산(cyclohexane), 헥산(hexane), 에틸에테르(ethyl ether) 및 디에틸에테르(diethyl ether) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 용액으로 세척하고, 65 ℃정도의 진공 오븐에서 12 시간 동안 건조될 수 있다.The recovered β-HMX particles are washed with at least one solution selected from carbon tetrachloride, cyclohexane, hexane, ethyl ether and diethyl ether, It can be dried in a vacuum oven at 65 deg. C for 12 hours.

(d) 단계(S240)는 상기와 같은 방법으로 회수된 β-HMX 입자를 HMX(cyclotetramethylene tetranitramine) 포화 용액에 종(seed)으로 접종하는 단계로, 상기 HMX는 유기 용매에 일정한 농도로 포화된 것이다.(d) Step S240 is a step of inoculating the recovered β-HMX particles into a HMX (cyclotetramethylene tetranitramine) saturated solution as seeds, wherein the HMX is saturated at a constant concentration in an organic solvent .

상기 유기 용매는 아세톤(acetone). 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone), 아세토니트릴(acetonitrile), 메틸알코올(methyl alcohol) 및 에틸알코올(ethyl alcohol) 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The organic solvent is acetone. Butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, At least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, methyl alcohol and ethyl alcohol can be used.

HMX의 포화는 온도 범위 0 내지 80 ℃에서 실시될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 40 ℃의 온도 범위가 적합하다. 만약 상기 온도 범위보다 낮을 경우, β-HMX 입자의 성장을 위한 충분한 과포화도 공급이 어렵고, 상기 온도 범위보다 높을 경우에는 과도한 HMX의 용해로 인해 β-HMX 입자의 평균 입경이 1 ㎛이상 될 수 있다.The saturation of HMX can be carried out at a temperature range of 0 to 80 캜, preferably a temperature range of 20 to 40 캜. If the temperature is lower than the above range, it is difficult to supply sufficient supersaturation for the growth of the β-HMX particles, and if the temperature is higher than the above range, the average particle diameter of the β-HMX particles may become 1 μm or more due to excessive HMX dissolution.

또한, 상기 (d)단계(S240)에서 β-HMX 입자 용액의 양은 HMX 포화 용액 10g에 대해 0.1 내지 1g의 범위가 바람직하다. 만약 상기 β-HMX 입자 용액의 양 범위를 벗어날 경우 매우 소량의 종(seed)의 접종으로 인해 2차 핵생성이 일어나지 않거나 과도한 종(seed)의 접종으로 인해 입자의 성장이 불균일하게 진행될 수 있다.In step (d) (S240), the amount of the β-HMX particle solution is preferably in the range of 0.1 to 1 g per 10 g of the HMX saturated solution. If the amount of the β-HMX particle solution is out of the range, secondary nucleation may not occur due to a very small amount of seed seeding, or grain growth may be uneven due to excessive seed seeding.

또한 β-HMX 입자 용액과 HMX 포화 용액간의 질량 비율은 1:10 내지 1:20인 것이 바람직하며, 상기 질량 비율 범위를 벗어날 경우에는 β-HMX 입자의 재용해 현상과 용해도 변화로 인해 β-HMX 입자의 평균 입경이 커질 수 있다.It is preferable that the mass ratio between the β-HMX particle solution and the HMX saturated solution is in the range of 1:10 to 1:20. When the mass ratio is out of this range, the β-HMX The average particle diameter of the particles can be increased.

(e) 단계(S250)는 상기 β-HMX 입자가 종으로 접종된 용액을 냉각하여 나노 내지 서브마이크론 크기의 β-HMX 입자를 석출하는 단계이다.(e) Step S250 is a step of cooling the solution inoculated with the β-HMX particles as seeds to precipitate β-HMX particles having a size of nano or submicron.

상기 냉각 온도는 0 내지 40℃ 범위가 바람직하다. 만약 상기 온도 범위를 벗어날 경우 β-HMX 입자의 성장을 위한 과포화도 발생 속도가 느리거나 조대한 β-HMX 입자가 생성되어 입도 분포가 불균일해지는 문제점이 있다.The cooling temperature is preferably in the range of 0 to 40 占 폚. If the temperature is out of the above temperature range, the rate of occurrence of supersaturation for the growth of the β-HMX particles is slow or coarse β-HMX particles are generated and the particle size distribution becomes uneven.

상기 혼합 용액의 냉각 속도는 0.01 ℃/min 내지 5 ℃/min 범위가 바람직하다. 만약 상기 범위를 벗어날 경우 냉각에 소요되는 시간이 길어짐에 따라 β-HMX 입자의 생산량이 감소되며 냉각 속도가 빨라질 경우 핵생성 온도가 낮아져 평균 입경이 1 ㎛ 이상인 β-HMX 입자가 제조될 수 있다.The cooling rate of the mixed solution is preferably in the range of 0.01 캜 / min to 5 캜 / min. If the cooling time is longer than the above range, the production of β-HMX particles decreases as the time required for cooling increases. When the cooling rate is increased, the nucleation temperature is lowered, and β-HMX particles having an average particle size of 1 μm or more can be produced.

그리고 냉각 이후, 용액을 10 내지 180 분 시간으로 유지시키는 것이 바람직하다. 상기 유지 시간 범위를 벗어날 경우 β-HMX 입자의 연속적인 성장으로 인해 평균 입경이 1 ㎛ 이상이 되거나 β-HMX 입자의 수율이 낮아지는 문제점이 있다.After cooling, it is preferable to keep the solution for 10 to 180 minutes. There is a problem that the average particle diameter becomes 1 탆 or more or the yield of the β-HMX particles is lowered due to the continuous growth of the β-HMX particles.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 상기 (b)단계 이전에 상기 분산 매질 또는 상기 (d)단계 후 및 상기 (e)단계 이전에 상기 혼합 용액에 β-HMX 입자의 성장을 억제하기 위해 분산제가 첨가될 수 있다.On the other hand, as described above, a dispersant may be added to suppress the growth of the β-HMX particles in the mixed solution before the step (b) or after the step (d) and before the step (d) have.

상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈(poly(vinyl pyrrolidone), PVP), PVP-co-PVA(poly(vinyl pyrrolidone)-co-poly(vinyl alcohol)), 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol), PVA), 소듐 도데실 설포네이트(sodium dodecyl sulfonate, SDSA), 소듐 도데실 벤젠 설포네이트(sodium dodecyl benzene sulfonate, SDBS), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Tween 20), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트(polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, Tween 40), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(polyoxyethylene sorbitan monostearte, Tween 60), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(polyoxyethylene sorbitan monooleate, Tween 80), 소르비탄 모노라우레이트(sorbitan monolaurate, span 20), 녹말(starch), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 오레일알코올(oleyl alcohol), poly(styrene-co-butyl acrylate), 헥사데실트라이메틸암모늄 브로마이드(hexadecyltrimethylammonium bromide), 알킬페닐 에톡실레이트(alkylphenyl ethoxylate), 오레일아민(oleylamine), 폴리알킬렌이민(poly(alkylene imine), 폴리알킬렌옥사이드(poly(alkylene oxide), 셀룰로스(cellulose) 및 덱스트린(dextrin) 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.The dispersant may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyvinyl pyrrolidone (PVP) -co-poly (vinyl alcohol), polyvinyl alcohol ), Sodium dodecyl sulfonate (SDSA), sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tween 20), polyoxyethylene Polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (Tween 40), polyoxyethylene sorbitan monostearte (Tween 60), polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80), sorbitan monostearate Polyacrylic acid, sorbitan monolaurate (span 20), starch, poly (acrylic acid), oleyl alcohol, poly (styrene-co-butyl acrylate), hexadecyl trimethylammonium bromide hexadecyltrimethylammonium bromide, alkylphenyl ethoxylate, oleylamine, poly (alkylene imine), poly (alkylene oxide), cellulose and dextrin and dextrin may be used.

상기 분산제의 양은 β-HMX 입자에 대해 10 내지 100,000 ppm 범위가 바람직하다. 만약 상기 분산제 양의 범위가 벗어날 경우 β-HMX 입자의 성장을 억제하지 못하거나 β-HMX 입자에 분산제가 잔류되는 문제점이 발생할 수 있다.The amount of the dispersant is preferably in the range of 10 to 100,000 ppm with respect to the? -HMX particles. If the amount of the dispersant is out of the range, the growth of the β-HMX particles may not be inhibited or the dispersant may remain in the β-HMX particles.

(f) 단계(S260)는 냉각하고, 일정시간 경과된 후 석출된 β-HMX 입자를 여과하여 회수하는 단계로, 상기 (e)단계를 거쳐 β-HMX 입자가 현택된 용액은 앞서 기술된 여과 방법과 동일한 방법으로 친수성(hydrophilic)의 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 직경이 47 mm이고, 기공 크기가 0.1 ㎛인 막 필터(membrane filter)를 이용하여 여과와 세척을 거쳐 β-HMX 입자를 회수할 수 있다.(f) Step S260 is a step of cooling and collecting the recovered β-HMX particles after a certain time has elapsed. The solution in which the β-HMX particles are precipitated through the step (e) The same method can be used to recover β-HMX particles by filtration and washing using a hydrophilic PTFE (polytetrafluoroethylene) material with a membrane filter having a diameter of 47 mm and a pore size of 0.1 μm have.

그리고 상기 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계 또는 상기 석출된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계를 통하여 회수된 β-HMX 입자는 추가로 세척 및 건조 단계로써, 사염화탄소 (carbon tetrachloride), 사이클로헥산(cyclohexane), 헥산(hexane), 에틸에테르(ethyl ether) 및 디에틸에테르(diethyl ether) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 용액으로 세척하고, 65 ℃정도의 진공 오븐에서 12 시간 동안 건조될 수 있다.The recovered β-HMX particles are further washed and dried by recovering the pulverized β-HMX particles through filtration and washing, or recovering the precipitated β-HMX particles through filtration and washing. , A solution of at least one selected from the group consisting of carbon tetrachloride, cyclohexane, hexane, ethyl ether and diethyl ether, It can be dried for 12 hours.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 기존의 초임계 이산화탄소에 의한 방법과 달리 고온 또는 고압이 필요하지 않으며 습식 분쇄법과 같이 거친 표면과 표면 마쇄에 따른 표면 응력 축적이 없는 β-HMX 입자 제조 방법으로, 이러한 기존 방법과는 달리 응집 상태를 회피하여 대량으로 β-HMX 입자를 제조할 수 있으며 응집되지 않은 단립 입자로 회수된다.As described above, unlike the conventional supercritical carbon dioxide method, it does not require high temperature or high pressure, and it is a method of producing β-HMX particles having no surface stress accumulation due to rough surfaces and surface grinding such as wet grinding, Unlike the method, β-HMX particles can be produced in large quantities by avoiding the aggregation state and recovered as non-aggregated monolithic particles.

본 발명은 높은 생산성과 함께 뛰어난 둔감성을 갖는 β-HMX 입자의 제조 방법이며, 또한, β-HMX 입자의 평균 입경은 0.3 내지 0.8 ㎛으로, 평균 입경이 1 ㎛ 이하의 나노 내지 서브마이크론 크기의 β-HMX 입자를 제조할 수 있으므로, 이에 따라 충진 밀도 상승에 따른 기폭 압력 극대화, 내부 결함 농도 감소로 인하여 비교적 둔감한 β-HMX 입자를 제조가 가능한 효과가 있다.The present invention relates to a process for producing β-HMX particles having high productivity and excellent insensitivity. The β-HMX particles have an average particle size of 0.3 to 0.8 μm and a particle size of nano to submicron -HMX particles can be produced. Therefore, it is possible to produce β-HMX particles which are relatively insensitive due to maximization of the bursting pressure due to an increase in packing density and decrease in the concentration of internal defects.

따라서 본 발명으로부터 제조된 나노 내지 서브마이크론 크기의 β-HMX 입자는 고에너지 조성물(composite energetic material), 고폭 화약 및 고체 복합 추진제 등 민수용 및 군용 조성물로서 널리 이용될 수 있다.Therefore, the nano to submicron sized β-HMX particles prepared from the present invention can be widely used as civil and military compositions such as composite energetic materials, high explosives and solid composite propellants.

도 1은 종래 선행기술문헌에서 보고된 β-HMX 입자의 충격 민감도(impact sensitivity, H50 (cm))와 평균 입경(davg) 사이의 log-log 그래프이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 β-HMX 입자 제조 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 분쇄시간에 따른 β-HMX 입자의 평균 입경 변화 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에서 분쇄시간에 따른 β-HMX 입자의 주사전자현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 β-HMX 입자의 X선 회절 곡선이다.
도 8은 본 발명의 실시예1에서 제조된 β-HMX 입자의 경과시간에 따른 주사전자현미경 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예1과 실시예2에서 제조된 β-HMX 입자의 경과시간에 따른 평균 입경을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 비교예1에서 제조된 γ-HMX 입자의 주사전자현미경 사진이다.
도 11은 본 발명의 비교예1에서 제조된 γ-HMX 입자의 X선 회절 곡선이다.
1 is a log-log graph between impact sensitivity (H 50 (cm)) and average particle diameter (d avg ) of β-HMX particles reported in prior art documents.
FIGS. 2 to 4 are flowcharts of a method for producing β-HMX particles according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the average particle size change of β-HMX particles according to the grinding time in Example 1 of the present invention. FIG.
6 is a scanning electron micrograph of β-HMX particles according to the grinding time in Example 1 of the present invention.
7 is an X-ray diffraction curve of the β-HMX particles obtained in Example 1 of the present invention.
8 is a scanning electron micrograph of the? -HMX particles prepared in Example 1 according to the elapsed time.
9 is a graph showing the average particle diameters of the? -HMX particles prepared in Example 1 and Example 2 according to elapsed time.
10 is a scanning electron micrograph of γ-HMX particles prepared in Comparative Example 1 of the present invention.
11 is an X-ray diffraction curve of γ-HMX particles prepared in Comparative Example 1 of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 "구성된다", "포함한다" 또는 "첨가된다" 등의 용어는 명세서 상기에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들을 포함하지 않을 수도 있고, 또한 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the terms "comprising," " comprising, "or" added, "and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification above, Elements, or steps, but may also include additional elements or steps.

이하 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 이러한 실시예 및 비교예는 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 비교예에 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다.The following examples and comparative examples are provided for the purpose of further illustrating the present invention but are not to be construed to limit the scope of the present invention. Those skilled in the art may be embodied in many different forms.

실시예 1은 앞서 기술된 β-HMX 입자의 제조 방법에서 분산 매질에 분산된 β-HMX 입자를 볼 밀링(ball milling) 방법으로 분쇄한 후, 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척에 의해 회수하는 방법에 관한 것이다.In Example 1, the? -HMX particles dispersed in the dispersion medium in the above-described production method of? -HMX particles were pulverized by a ball milling method and then the pulverized? -HMX particles were recovered by filtration and washing .

구체적으로 25 ℃의 온도에서 평균 입경 2.34 ㎛정도의 300 g의 β-HMX 입자는 분산 매질로 2.5 L 증류수와 0.5 L 아이소프로판올(isopropanol)이 혼합된 용액에 분산되었다. 직경이 0.1 mm ZrO2인 분쇄구를 β-HMX 입자와 동일한 질량비로 넣은 후, 볼 밀링 방법으로 분쇄한다. 이때, 분쇄구 회전 속도는 3000 rpm으로 설정되었다. 분쇄된 후, β-HMX 입자가 현탁된 용액을 친수성(hydrophilic)의 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 직경이 47 mm이고, 기공 크기가 0.1 ㎛인 막 필터(membrane filter)로 여과하여 β-HMX 입자가 회수되었다. 회수된 β-HMX 입자는 헥산(hexane)에 의해 세척되었으며, 65 ℃의 진공 오븐에서 12 시간동안 건조한다.Specifically, 300 g of β-HMX particles having an average particle size of about 2.34 μm at a temperature of 25 ° C. were dispersed in a solution containing 2.5 L of distilled water and 0.5 L of isopropanol as a dispersion medium. Crushing balls having a diameter of 0.1 mm ZrO 2 are put in the same mass ratio as the β-HMX particles, followed by ball milling. At this time, the crusher rotation speed was set to 3000 rpm. After the pulverization, the solution in which the β-HMX particles were suspended was filtered with a membrane filter having a diameter of 47 mm and a pore size of 0.1 μm using a hydrophilic polytetrafluoroethylene (PTFE) to obtain β-HMX particles Was recovered. The recovered β-HMX particles were washed with hexane and dried in a vacuum oven at 65 ° C. for 12 hours.

도 5 내지 도 7에서는 상기 실시예 1에 따른 β-HMX 입자의 평균 입경 추이, 주사전자현미경, X-선 회절선도이다.5 to 7 are SEM micrographs and X-ray diffraction diagrams of β-HMX particles according to Example 1, respectively.

도 5에 도시된 바와 같이 분쇄 시간이 10분, 20분, 30분, 40분, 50분일 때 β-HMX 입자의 평균 입경은 0.9 ㎛, 0.63 ㎛, 0.35 ㎛, 0.37 ㎛으로 분쇄 시간이 경과됨에 따라 평균 입경은 작아졌다. 도 6은 분쇄 시간에 따른 β-HMX 입자의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이다. β-HMX 입자의 형상은 대체적으로 타원형이다. As shown in FIG. 5, when the crushing time was 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 40 minutes and 50 minutes, the average particle diameter of the β-HMX particles was 0.9 μm, 0.63 μm, 0.35 μm and 0.37 μm, As a result, the average particle size decreased. 6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of? -HMX particles according to the pulverization time. The shape of the β-HMX particles is generally elliptical.

도 7은 상기 실시예 1에 따라 제조된 β-HMX 입자의 X-선 회절선도(X-ray diffractogram)이며 JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards)의 데이터와 비교되었다.FIG. 7 is an X-ray diffractogram of β-HMX particles prepared according to Example 1 and compared with data of JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards).

결정형이 β-HMX(JCPDS 42-1768)일 경우 각각 2θ는 14.72°, 16.04°, 20.56°, 23.06°, 26.2°, 29.68°, 31.94°에서 상대 회절 강도(relative intensity)는 각각 100, 48, 22, 35, 31, 55, 53이다. 이와 같은 JCPDS 데이터와 비교해 볼 때, 본 발명의 실시예 1에서 회수된 HMX 입자의 결정형은 β-HMX 이다.The relative intensities of the crystalline form of β-HMX (JCPDS 42-1768) at 2θ of 14.72 °, 16.04 °, 20.56 °, 23.06 °, 26.2 °, 29.68 ° and 31.94 ° were 100, 22, 35, 31, 55, and 53, respectively. Compared with such JCPDS data, the crystal form of the HMX particles recovered in Example 1 of the present invention is? -HMX.

실시예 2는 상기 실시예 1에서 얻어진 평균 입경 0.37 ㎛ 정도의 β-HMX 입자는 종(seed)으로 사용되어, 0.5 g 정도의 종을 약 10g의 증류수에 분산시킨 β-HMX 입자 용액을 준비한다. 40℃에서 유기용매에 HMX(cyclotetramethylene tetranitramine)로 포화된 용액 50 mL을 10 ℃까지 분당 1 ℃로 냉각하고, 10분 정도 경과 후 상기 준비한 약 5 g 정도의 β-HMX 입자 용액을 투입하고, β-HMX 입자를 성장시켰다. 석출된 β-HMX 입자는 친수성(hydrophilic)의 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 된 직경 47 mm, 기공 크기 0.1 ㎛의 막 필터(membrane filter)로 여과되었으며 β-HMX 입자가 회수되었다. 회수된 β-HMX 입자는 헥산(hexane)으로 3회 세척되었으며, 65 ℃의 진공 오븐에서 12 시간동안 건조되었다.In Example 2, β-HMX particles having an average particle diameter of about 0.37 μm obtained in Example 1 are used as seeds, and β-HMX particle solutions in which about 0.5 g of species are dispersed in about 10 g of distilled water are prepared . 50 mL of a solution saturated with HMX (cyclotetramethylene tetranitramine) in an organic solvent at 40 ° C. was cooled to 10 ° C. at 1 ° C. per minute. After about 10 minutes, about 5 g of the β-HMX particle solution prepared above was introduced and β -HMX < / RTI > The precipitated β-HMX particles were filtered with a membrane filter made of hydrophilic PTFE (polytetrafluoroethylene) having a diameter of 47 mm and a pore size of 0.1 μm, and β-HMX particles were recovered. The recovered β-HMX particles were washed three times with hexane and dried in a vacuum oven at 65 ° C. for 12 hours.

도 8은 상기 실시예 2에서 제조된 β-HMX 입자의 경과시간에 따른 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이다.8 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the β-HMX particles prepared in Example 2 according to elapsed time.

실시예 3은 HMX 포화 용액과 혼합된 혼합 용액에 분산제로 폴리비닐피롤리돈(poly(vinyl pyrrolidone), PVP)을 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 β-HMX 입자를 제조하였다.In Example 3, β-HMX particles were prepared in the same manner as in Example 2, except that poly (vinyl pyrrolidone) (PVP) was added as a dispersant to a mixed solution mixed with an HMX saturated solution .

실시예 4는 상기 HMX 포화 용액과 혼합된 혼합 용액의 냉각 온도를 20℃에서 10℃로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 β-HMX 입자를 제조하였다.In Example 4, β-HMX particles were prepared in the same manner as in Example 2, except that the cooling temperature of the mixed solution mixed with the HMX saturated solution was changed from 20 ° C. to 10 ° C.

도 9는 상기 실시예 2 내지 실시예 4에서 제조된 β-HMX 입자의 경과 시간에 따른 평균 입경의 변화를 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 분산제로 PVP가 첨가되었을 때 β-HMX 입자의 성장은 억제되었다. 또한, 실시예 4에서처럼 냉각 온도가 변경된 경우 상기 실시예 3과 비슷한 결과가 나타남을 확인 할 수 있다.FIG. 9 is a graph showing changes in average particle diameter of the? -HMX particles prepared in Examples 2 to 4 according to elapsed time. As shown, the growth of beta-HMX particles was inhibited when PVP was added as a dispersant. Further, it can be confirmed that the results similar to those of the third embodiment are obtained when the cooling temperature is changed as in the fourth embodiment.

비교예 1은 50 ℃에서 β-HMX 1 kg이 아세톤에 용해되었으며, 별도로 20℃ 에서 증류수 10 kg가 준비되었다. 상기 β-HMX가 용해된 아세톤 용액은 8 bar의 압력으로 증류수에 분무되었다. 노즐 분사 직후 HMX 입자가 석출되었다. HMX 입자가 현탁된 용액은 친수성(hydrophilic)의 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 된직경 47 mm이고, 기공 크기 0.1 ㎛인 막 필터(membrane filter)로 여과되어 HMX 입자가 회수되었으며 HMX 입자는 헥산(hexane)에 의해 3회 세척되었다. 입자는 65 ℃의 진공 오븐에서 12 시간 동안 건조되었다.In Comparative Example 1, 1 kg of? -HMX was dissolved in acetone at 50 占 폚, and 10 kg of distilled water was separately prepared at 20 占 폚. The acetone solution in which the β-HMX was dissolved was sprayed to distilled water at a pressure of 8 bar. Immediately after nozzle injection, HMX particles were precipitated. The solution in which the HMX particles were suspended was a hydrophilic PTFE (polytetrafluoroethylene) having a diameter of 47 mm and was filtered with a membrane filter having a pore size of 0.1 탆 to recover HMX particles. The HMX particles were recovered from hexane, ≪ / RTI > The particles were dried in a vacuum oven at 65 DEG C for 12 hours.

도 10은 상기 비교예 1에서 제조된 HMX 입자의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이다.FIG. 10 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the HMX particles prepared in Comparative Example 1. FIG.

그리고 도 11은 상기 비교예 1에서 제조된 HMX 입자의 X-선 회절 선도(X-ray diffractogram)이며 JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards)의 데이터와 비교되었다.11 is an X-ray diffractogram of the HMX particles prepared in Comparative Example 1 and was compared with data of JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards).

결정형이 γ-HMX(JCPDS 44-1621)일 경우 2θ는 13.94°, 14.04°, 14.55°, 16.92°, 19.84°, 20.22°, 20.33°, 21.74°, 23.07°, 23.17°, 23.84°, 24.85°, 24.96°, 25.53°, 26.57°, 26.91°, 27.33°, 27.43°, 27.92°, 27.93°, 28.02°, 28.09°, 28.34°, 28.38°, 32.99°에서 상대 회절 강도(relative intensity)는 각각 100, 100, 80, 88, 42, 26, 26, 24, 50, 49, 45, 22, 22, 52, 27, 20 29, 35, 21, 21, 32, 32, 37, 37, 27이다. JCPDS 데이터와 비교되었을 때, 상기 비교예 1에서 제조된 HMX 입자는 γ-HMX 입자이다.When the crystal form is? -HMX (JCPDS 44-1621), 2? Is 13.94 °, 14.04 °, 14.55 °, 16.92 °, 19.84 °, 20.22 °, 20.33 °, 21.74 °, 23.07 °, 23.17 °, 23.84 °, 24.85 ° Relative intensities at 100, 24.96, 25.53, 26.57, 26.91, 27.33, 27.43, 27.92, 27.93, 28.02, 28.09, 28.34, 28.38, , 100, 80, 88, 42, 26, 26, 24, 50, 49, 45, 22, 22, 52, 27, 20 29, 35, 21, 21, 32, 32, 37, When compared with the JCPDS data, the HMX particles prepared in Comparative Example 1 are gamma-HMX particles.

하기 표 1은 상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1에 따라 얻어진 HMX 입자에 대해 충격에 의하여 폭발 및 분해반응이 일어날 수 있는지를 알아보는 낙추타격감도(BAM fall hammer) 시험 결과이며, HMX 입자의 충격 민감도(impact sensitivity)이다. "충격 민감도"는 낙추타격감도(BAM fall hammer) 시험으로 얻어지는 충격에너지이다.Table 1 below shows the results of the BAM fall hammer test to determine whether explosion and decomposition reactions can occur by impact on HMX particles obtained according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, It is impact sensitivity. "Impact sensitivity" is the impact energy obtained by the BAM fall hammer test.

HMX 시료HMX sample 평균 입경(㎛)Average particle diameter (占 퐉) 결정형Crystal form 충격 에너지 (J)Impact energy (J) 실시예 1Example 1 2.362.36 βbeta 7.667.66 실시예 2Example 2 0.450.45 βbeta 11.3811.38 실시예 3Example 3 0.850.85 βbeta 17.3017.30 비교예 1Comparative Example 1 0.720.72 γgamma 8.958.95

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에서 얻어진 β-HMX 입자의 충격 에너지가 가장 높으며, 가장 둔감하였다.As shown in Table 1, the impact energy of the? -HMX particles obtained in Example 3 was the highest and the most insensitive.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 β-HMX 입자는 분산매질에 β-HMX 입자를 일정한 농도로 분산시킨 후 이를 분쇄하여 β-HMX 입자를 얻고 이를 HMX로 포화된 유기 용매에 종(seed)으로 접종하여 냉각시킨 후 일정 시간이 경과된 후 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 방법으로 제조된 β-HMX 입자는 표면이 매끈한 형태이며 평균 입경이 0.3 내지 0.8 ㎛ 정도로, 1 ㎛ 이하의 나노 내지 서브마이크론이다. 낙추타격감도(BAM fall hammer) 시험에 따른 충격 에너지는 17.30 J이하로 둔감하였으며, 매우 안정한 저장 및 보관의 조건을 충족하고, 또한, 입자 크기의 축소로 인해 넓은 비표면적이 되어 기폭 에너지 발생 속도가 비약적으로 빨라질 수 있다.As described above, the? -HMX particles according to this embodiment are prepared by dispersing? -HMX particles in a dispersion medium at a constant concentration and then pulverizing the? -HMX particles to obtain β-HMX particles, seeding them in an organic solvent saturated with HMX, The β-HMX particles prepared by the method of recovering β-HMX particles after filtration and washing after a certain period of time after cooling are smooth and have an average particle size of about 0.3 to 0.8 μm and not more than 1 μm Nano to sub-micron. The impact energy according to the BAM fall hammer test was insensitive to less than 17.30 J and satisfied the conditions of very stable storage and storage. Also, due to the reduction of the particle size, a large specific surface area was obtained, It can be dramatically accelerated.

앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것이 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것이 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에 여러 가지 치환, 변경 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, The scope of the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made hereto without departing from the spirit of the present invention, and it is obvious that those parts easily changeable by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention.

Claims (20)

삭제delete (a) 분산 매질에 β-HMX(beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) 입자를 일정한 농도로 분산시키는 단계;
(b) 상기 분산 매질에 분산제를 첨가하는 단계;
(c) 상기 (b)단계를 거쳐 분산 매질에 분산된 β-HMX 입자를 분쇄하는 단계;
(d) 상기 (c)단계를 거쳐 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계;
(e) 증류수에 상기 (d)단계를 거쳐 회수된 β-HMX 입자가 분산된 β-HMX 입자 용액을 HMX(cyclotetramethylene tetranitramine)가 포화된 유기용매인 HMX 포화 용액에 종(seed)으로 접종하여 혼합 용액을 제조하는 단계;
(f) 상기 혼합 용액을 냉각하고, 일정한 시간 경과한 후에 β-HMX 입자를 석출하는 단계; 및
(g) 상기 (f)단계에서 석출된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계;를 포함하며,
상기 분산 매질은 에틸알코올(ethyl alcohol), n-프로판올(n-propanol), n-부탄올(n-butanol), 아이소프로판올(isopropanol) 및 아이소부탄올(isobutanol)에서 선택되는 1종 이상과 물이 1:1 내지 1:10의 질량 비율로 혼합된 혼합물이고,
상기 유기용매는 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(Nmethyl-2-pyrrolidone), 아세토니트릴(acetonitrile), 메틸알코올(methyl alcohol) 및 에틸알코올(ethyl alcohol) 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
(a) dispersing β-HMX (beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) particles in a dispersion medium at a constant concentration;
(b) adding a dispersant to the dispersion medium;
(c) pulverizing the? -HMX particles dispersed in the dispersion medium through the step (b);
(d) recovering the pulverized? -HMX particles through filtration and washing through the step (c);
(e) The β-HMX particle solution in which β-HMX particles were collected by the above step (d) was inoculated into HMX saturated solution, which is an organic solvent saturated with HMX (cyclotetramethylene tetranitramine) Preparing a solution;
(f) cooling the mixed solution and precipitating? -HMX particles after a lapse of a predetermined time; And
(g) recovering the β-HMX particles precipitated in the step (f) by filtration and washing,
Wherein the dispersion medium is at least one selected from the group consisting of ethyl alcohol, n-propanol, n-butanol, isopropanol, and isobutanol, : 1 to 1: 10,
The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of gamma-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, wherein the solvent is at least one selected from dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, methyl alcohol and ethyl alcohol. -HMX particle manufacturing method.
(a) 분산 매질에 β-HMX(beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) 입자를 일정한 농도로 분산하는 단계;
(b) 상기 (a)단계를 거친 분산 매질에 분산된 β-HMX 입자를 분쇄하는 단계;
(c) 상기 (b)단계를 거쳐 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계;
(d) 증류수에 상기 (c)단계를 거쳐 회수된 β-HMX 입자가 분산된 β-HMX 입자 용액을 HMX(cyclotetramethylene tetranitramine)가 포화된 유기용매인 HMX 포화 용액에 종(seed)로 접종하여 혼합 용액을 제조하는 단계;
(e) 상기 혼합 용액에 분산제를 첨가하는 단계;
(f) 상기 (e)단계를 거쳐 분산제가 첨가된 혼합 용액을 냉각하고, 일정한 시간 경과한 후에 β-HMX 입자를 석출하는 단계; 및
(g) 상기 (f)단계에서 석출된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계;를 포함하며,
상기 분산 매질은 에틸알코올(ethyl alcohol), n-프로판올(n-propanol), n-부탄올(n-butanol), 아이소프로판올(isopropanol) 및 아이소부탄올(isobutanol)에서 선택되는 1종 이상과 물이 1:1 내지 1:10의 질량 비율로 혼합된 혼합물이고,
상기 유기용매는 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(Nmethyl-2-pyrrolidone), 아세토니트릴(acetonitrile), 메틸알코올(methyl alcohol) 및 에틸알코올(ethyl alcohol) 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
(a) dispersing β-HMX (beta-form cyclotetramethylene tetranitramine) particles in a dispersion medium at a constant concentration;
(b) pulverizing the? -HMX particles dispersed in the dispersion medium through the step (a);
(c) recovering the pulverized β-HMX particles through filtration and washing through the step (b);
(d) The β-HMX particle solution in which β-HMX particles are dispersed is recovered by adding the purified β-HMX particle solution to the HMX saturated solution, which is an organic solvent saturated with HMX (cyclotetramethylene tetranitramine) Preparing a solution;
(e) adding a dispersant to the mixed solution;
(f) cooling the mixed solution to which the dispersing agent has been added through the step (e), and precipitating the β-HMX particles after a lapse of a predetermined time; And
(g) recovering the β-HMX particles precipitated in the step (f) by filtration and washing,
Wherein the dispersion medium is at least one selected from the group consisting of ethyl alcohol, n-propanol, n-butanol, isopropanol, and isobutanol, : 1 to 1: 10,
The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of gamma-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, wherein the solvent is at least one selected from dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, methyl alcohol and ethyl alcohol. -HMX particle manufacturing method.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 (a)단계에서 β-HMX 입자는 평균 입경이 1 ㎛ 내지 10,000 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the β-HMX particles have an average particle diameter of 1 μm to 10,000 μm in the step (a).
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 (a)단계에서 상기 β-HMX 입자 농도는 1 내지 20 wt%인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the concentration of the β-HMX particles in the step (a) is 1 to 20 wt%.
삭제delete 삭제delete 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 분쇄는 분쇄구에 의해 이뤄지며 분쇄구의 소재는 ZrO2, Al2O3 , SiO2및 SiC 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 분쇄구의 직경은 0.01 mm 내지 1.2 mm 인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the pulverization is carried out by a pulverizer and the material of the pulverizer comprises at least one selected from ZrO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 and SiC, and the diameter of the pulverizer is 0.01 mm to 1.2 mm -HMX particle manufacturing method.
제8항에 있어서,
상기 (a)단계를 거쳐 분산된 β-HMX 입자를 상기 분쇄구와 함께 100 내지 5000 rpm 속도로 0.5 내지 24시간 동안 교반하여 상기 β-HMX 입자가 상기 분산 매질에서 분쇄되는 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the β-HMX particles are pulverized in the dispersion medium by stirring the β-HMX particles dispersed through the step (a) with the grinder at a speed of 100 to 5000 rpm for 0.5 to 24 hours, ≪ / RTI >
삭제delete 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 HMX 포화 용액은 상기 HMX가 상기 유기용매에서 0 내지 80 ℃에서 포화되는 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the HMX saturated solution is saturated with the HMX in the organic solvent at 0 to 80 占 폚.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 HMX 포화 용액 10g에 대해 종(seed)으로 접종하는 β-HMX 입자의 양은 0.1 내지 1 g범위인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the amount of β-HMX particles seeded into 10 g of the HMX saturated solution is in the range of 0.1 to 1 g.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 혼합 용액을 0 내지 40 ℃로 냉각하는 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the mixed solution is cooled to 0 to 40 占 폚.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 혼합 용액의 냉각 속도는 0.01 ℃/min 내지 5 ℃/min인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the cooling rate of the mixed solution is 0.01 占 폚 / min to 5 占 폚 / min.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 β-HMX 입자 용액과 상기 HMX 포화 용액간의 질량 비율은 1:10 내지 1:20 범위인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the mass ratio between the β-HMX particle solution and the HMX saturated solution is in the range of 1:10 to 1:20.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 혼합 용액을 냉각하고, 이후 경과되는 시간은 10 내지 180 분인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the mixed solution is cooled and the time elapsed thereafter is 10 to 180 minutes.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈(poly(vinyl pyrrolidone), PVP), PVP-co-PVA(poly(vinyl pyrrolidone)-co-poly(vinyl alcohol)), 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol), PVA), 소듐 도데실 설포네이트(sodium dodecyl sulfonate, SDSA), 소듐 도데실 벤젠 설포네이트(sodium dodecyl benzene sulfonate, SDBS), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Tween 20), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트(polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, Tween 40), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(polyoxyethylene sorbitan monostearte, Tween 60), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(polyoxyethylene sorbitan monooleate, Tween 80), 소르비탄 모노라우레이트(sorbitan monolaurate, span 20), 녹말(starch), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 오레일알코올(oleyl alcohol), poly(styrene-co-butyl acrylate), 헥사데실트라이메틸암모늄 브로마이드(hexadecyltrimethylammonium bromide), 알킬페닐 에톡실레이트(alkylphenyl ethoxylate), 오레일아민(oleylamine), 폴리알킬렌이민(poly(alkylene imine), 폴리알킬렌옥사이드(poly(alkylene oxide), 셀룰로스(cellulose) 및 덱스트린(dextrin) 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
The dispersant may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyvinyl pyrrolidone (PVP) -co-poly (vinyl alcohol), polyvinyl alcohol ), Sodium dodecyl sulfonate (SDSA), sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tween 20), polyoxyethylene Polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (Tween 40), polyoxyethylene sorbitan monostearte (Tween 60), polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80), sorbitan monostearate Polyacrylic acid, sorbitan monolaurate (span 20), starch, poly (acrylic acid), oleyl alcohol, poly (styrene-co-butyl acrylate), hexadecyl trimethylammonium bromide hexadecyltrimethylammonium bromide, alkylphenyl ethoxylate, oleylamine, poly (alkylene imine), poly (alkylene oxide), cellulose and dextrin (dextrin). < / RTI >
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 분산제의 농도는 상기 β-HMX 입자에 대해 10 내지 100,000 ppm인 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the concentration of the dispersant is 10 to 100,000 ppm with respect to the? -HMX particles.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 분쇄된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계 또는 상기 석출된 β-HMX 입자를 여과와 세척을 거쳐 회수하는 단계를 통하여 회수된 β-HMX 입자를 세척 및 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
The step of recovering the pulverized β-HMX particles through filtration and washing, or the step of recovering the recovered β-HMX particles through filtration and washing, followed by washing and drying the recovered β-HMX particles ≪ / RTI >
제19항에 있어서,
상기 세척 및 건조하는 단계에서 상기 β-HMX 입자는 사염화탄소(carbon tetrachloride), 사이클로헥산(cyclohexane), 헥산(hexane), 에틸에테르(ethyl ether) 및 디에틸에테르(diethyl ether) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 용액으로 세척되는 것을 특징으로 하는 β-HMX 입자 제조 방법.
20. The method of claim 19,
In the washing and drying step, the β-HMX particles may be at least one selected from the group consisting of carbon tetrachloride, cyclohexane, hexane, ethyl ether, and diethyl ether. Wherein the solution is washed with a solution.
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