苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法.pdf

本发明公开了一种苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法，先制备20～50℃下的苦味酸铵饱和溶液，再将适量冠醚加入到苦味酸铵饱和溶液中制备苦味酸铵和冠醚混合的饱和溶液；然后过滤、蒸发溶剂，干燥后得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。本发明的制备方法工艺流程简单，操作方便，反应条件温和，安全性好，产品品质高。苦味酸铵/冠醚共晶具有较低的吸湿性和良好的安全性，同时拥有优良的流散性，可作为主装药、火药以及推进剂的组成成份，在低感弹药中具有较好的应用前景。

权利要求书
1.  一种苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法，其特征在于它包括其它步骤：
(1)苦味酸铵与冠醚饱和溶液的制备
将适量苦味酸铵加入到结晶溶剂中，然后升温至20～50℃，溶解后过滤，得到苦味酸铵饱和溶液，再将适量冠醚加入到苦味酸铵饱和溶液中，保持温度为20～50℃，溶解后过滤，得到苦味酸铵和冠醚混合的饱和溶液；
(2)苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备
将步骤(1)制备的苦味酸铵和冠醚混合的饱和溶液过滤，将滤液置于烧杯中，然后静置于恒温培养箱中蒸发溶剂，依次经过晶胞的形成、晶粒长大，最终形成晶体，然后进行过滤、干燥得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。

2.  根据权利要求1所述的苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法，其特征在于所述冠醚是由6个氧原子和12个碳原子构成的环状化合物18-冠(醚)-6。

3.  根据权利要求1所述的苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法，其特征在于所述溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮中的一种或多种的混合物。

4.  根据权利要求1所述的苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法，其特征在于所述蒸发溶剂时恒温培养箱中的温度是25～45℃。

说明书苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法
技术领域
本发明的实施方式涉及含能材料领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法，本发明在钝感炸药中具有较好的应用前景。
背景技术
共晶主要是指两种或两种以上不同分子，通过分子间非共价键相互作用力，微观结合形成有序均一化新晶体，它能够有效克服原化合物缺陷，赋予新化合物优异性能，因此，共晶技术已成为构筑新型化合物和调控化合物性能的一种新策略。在含能材料领域，如何有效实现单质含能材料的能量与安全性的良好匹配，成为当前研究的热点之一。采用传统晶体改性方法如重结晶，高聚物包覆和复合等法，未能改变炸药的内部组成和晶体结构，因此改性效果不理想，迫切需要研发一种有效改性途径。目前，共晶技术逐渐成为含能材料构筑和改性的新途径。将不同性能的炸药分子通过共晶技术，形成共晶炸药，可克服原炸药的缺陷和赋予新的共晶结构炸药多重优异性能。
冠醚又称大环醚，是一类含有多个氧原子的大环化合物，具有较大的环状空腔，且含有较强氢键受体基团，能够与正离子，尤其是金属离子络合。2,4,6-三硝基苯酚铵,又苦味酸铵(D炸药)，制备工艺简单，不含重金属离子，爆炸产物毒性小，可以单独与冠醚混合装填破甲弹，并可与硝酸钾混合替代黑火药，用于推进剂装药。但其感度偏高，吸湿性强，流散性差，难于装药，使其应用受到很大的限制。目前还没有使用冠醚与苦味酸铵共晶来高效降低苦味酸铵吸 湿性的报道。
发明内容
本发明为了克服苦味酸铵吸湿性强、流散性差、难于装药的缺陷，提供一种苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法。
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：
一种苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法，其特征在于它包括其它步骤：
(1)苦味酸铵与冠醚饱和溶液的制备
将适量苦味酸铵加入到结晶溶剂中，然后升温至20～50℃，溶解后过滤，得到苦味酸铵饱和溶液，再将适量冠醚加入到苦味酸铵饱和溶液中，保持温度为20～50℃，溶解后过滤，得到苦味酸铵和冠醚混合的饱和溶液；
(2)苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备
将步骤(1)制备的苦味酸铵和冠醚混合的饱和溶液过滤，将滤液置于烧杯中，然后静置于恒温培养箱中蒸发溶剂，依次经过晶胞的形成、晶粒长大，最终形成晶体，然后进行过滤、干燥得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。
进一步的技术方案是：所述的苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法中冠醚是由6个氧原子和12个碳原子构成的环状化合物，即18-冠(醚)-6。冠醚含有较强氢键受体基团，并具有较大环状空腔，易与铵根阳离子形成非共价键。为了降低苦味酸铵的吸湿性，将其与冠醚形成共晶，实现共晶高效降降低吸湿性，提高其安全性，拓展其应用范围。
更进一步的技术方案是：所述的苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法中溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮中的一种或多种的混合物。
更进一步的技术方案是：所述的苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备方法中蒸 发溶剂时恒温培养箱中的温度是25～45℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本发明的制备方法工艺流程简单，操作方便，反应条件温和，安全性好，产品品质高。苦味酸铵/冠醚共晶具有较低的吸湿性和良好的安全性，同时拥有优良的流散性，可作为主装药、火药以及推进剂的组成成份，在低感弹药中具有较好的应用前景。
附图说明
图1为本发明苦味酸铵与冠醚共晶炸药的制备工艺流程。
图2为本发明苦味酸铵与冠醚共晶炸药的晶体结构。
图3为本发明苦味酸铵与冠醚共晶炸药的XRD谱图。
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，以下结合附图及实施例，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。
本发明制备苦味酸铵与冠醚共晶炸药的工艺流程如图1所示。
实施例1
在室温下，将40ml丙酮加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量苦味酸铵，溶解，过滤，得到苦味酸铵的饱和溶液；然后加入足量18-冠(醚)-6，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中；然后静止于30℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，析出晶体，干燥得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。
实施例2
在30℃下，将50ml甲醇加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量苦味酸铵，溶解，过滤，得到苦味酸铵的饱和溶液；然后加入足量18-冠(醚)-6，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中；然后静止于35℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，析出晶体，干燥得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。
实施例3
在35℃下，将60ml乙醇加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量苦味酸铵，溶解，过滤，得到苦味酸铵的饱和溶液。然后加入足量18-冠(醚)-6，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于35℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，析出晶体，干燥得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。
实施例4
在室温下，将50ml异丙醇加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量苦味酸铵，将温度升高到35℃，溶解，过滤，得到苦味酸铵的饱和溶液。然后加入足量18-冠(醚)-6，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于25℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，析出晶体。干燥得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。
实施例5
在室温下，将100ml叔丁醇和甲醇(体积比1：1)加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量苦味酸铵，将温度升高到40℃，溶解，过滤，得到苦味酸铵的饱和溶液。然后加入足量冠醚18-冠(醚)-6，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于45℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，析出晶体。干燥得到苦味酸铵与冠醚共晶炸药。
上述各实施例所得的苦味酸铵与冠醚共晶炸药与其组分性能比较结果如表1。
表1 苦味酸铵与冠醚共晶炸药与其组分性能比较

从表1可以看出，冠醚与苦味酸铵共晶炸药晶体密度约为1.3～1.4gcm-3，且不吸湿，提高了苦味酸铵炸药的流散性，使其易于装药，应用范围拓宽。图2为本发明苦味酸铵与冠醚共晶炸药的晶体结构，图3为本发明苦味酸铵与冠醚共晶炸药的XRD谱图。
尽管这里参照本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、附图和权利要求的范围内，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。