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1、10申请公布号CN104130148A43申请公布日20141105CN104130148A21申请号201410378172222申请日20140804C07C227/18200601C07C229/18200601C06D5/0620060171申请人西安近代化学研究所地址710065陕西省西安市雁塔区丈八东路168号72发明人汪营磊姬月萍赵凤起安亭朱勇高福磊刘卫孝仪建华陈斌张丽洁莫洪昌丁峰74专利代理机构中国兵器工业集团公司专利中心11011代理人梁勇54发明名称一种32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物及其制备方法和应用57摘要本发明公开一种32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物，其制。
2、备包括以下步骤以2,4二硝基氯苯为原料，与亚氨基二乙酸进行缩合反应，得到32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸化合物；然后32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸与二价铅盐进行复分解反应制得32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物。其结构式如下所示。本发明主要应用于双基系固体推进剂中作为燃烧催化剂。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页10申请公布号CN104130148ACN104130148A1/1页21一种32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物，其特征在于结构式如下2权利要求1所述的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物。
3、的制备方法，以亚氨基二乙酸为原料，包括以下步骤1将亚氨基二乙酸加入去离子水和乙醇中，然后加入缚酸剂，再加入2,4二硝基氯苯，其中亚氨基二乙酸、缚酸剂和2,4二硝基氯苯的摩尔比为112530，控制反应温度在5070，恒温搅拌反应4H7H，然后冷却、静置，过滤，无水乙醇重结晶，过滤，干燥制得32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸；2将可溶性铅盐溶解于去离子水中配成溶液，再将32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸用强碱溶液溶解，控制溶液PH值在910，然后在搅拌下加入可溶性铅盐溶液，其中32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸和可溶性铅盐的摩尔比为11，混合均匀；在7090恒温搅拌反应2H4H，然后冷却、静置；将沉淀洗涤、过。
4、滤、干燥即可制得32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅金属化合物。3根据权利要求2所述的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物的制备方法，其特征在于所述的缚酸剂为碳酸钾、碳酸钠或甲醇钠。4根据权利要求2所述的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物的制备方法，其特征在于所述的强碱为NAOH或KOH。5根据权利要求2所述的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物的制备方法，其特征在于所述的可溶性铅盐为硝酸铅或硫酸铅。6权利要求1所述的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物作为燃烧催化剂用于双基系推进剂。权利要求书CN104130148A1/5页3一种32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物及其制备方法和应用。
5、技术领域0001本发明涉及一种固体推进剂用催化剂，特别涉及一种32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物及其制备方法和应用。技术背景0002在改善双基系推进剂或改性双基推进剂配方燃烧性能方面，当前常用的方法是通过加入一些金属盐作为燃烧催化剂，来调节推进剂的燃速和压力指数，添加量一般为质量分数的15。但是，现有应用的金属盐催化剂如没食子酸铅、雷索酸铅、水杨酸铅、硬脂酸铅等结构中不含有硝基、叠氮基、硝酸酯基等含能基团，将这些化合物加入到固体推进剂配方中虽然能起到调节燃烧性能的作用，但是使固体推进剂的能量水平有所降低。例如洪伟良等在含能材料2005，633249253中报道的没食子酸铅惰性燃烧催化剂，虽。
6、然能够调节固体推进剂的燃烧性能，但是同时也使固体推进剂的能量有所损失，该催化剂仅能使固体推进剂在4MPA下的燃速为696MM/S。发明内容0003本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足，提供一种既能调节固体推进剂的燃烧性能，又使推进剂能量不损失的含能燃烧催化剂32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅NBCPB化合物，并且提供该化合物的制备方法及作为燃烧催化剂在双基系推进剂中应用。0004为解决上述问题，本发明的整体思路是1提供一种含有能量基团NO2基的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物；2提供一种32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物的合成方法；3将32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物作为。
7、燃烧催化剂在双基系推进剂中应用。0005本发明的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物，结构式如下所示00060007本发明32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物的合成路线如下0008说明书CN104130148A2/5页40009以2,4二硝基氯苯为原料，具体包括如下步骤0010A将亚氨基二乙酸加入去离子水和乙醇中，然后加入缚酸剂，再加入2,4二硝基氯苯，其中亚氨基二乙酸、缚酸剂和2,4二硝基氯苯的摩尔比为112530，控制反应温度在5070恒温搅拌反应4H7H，然后冷却、静置，过滤，无水乙醇重结晶，过滤，干燥制得32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸。0011所述缚酸剂为碳酸钾、碳酸钠或甲醇钠。0。
8、012B将可溶性铅盐溶解于去离子水中配成溶液，再将32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸用强碱溶液溶解，控制溶液PH值在910，然后在搅拌下加入可溶性铅盐溶液，其中32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸和可溶性铅盐的摩尔比为11，混合均匀；在7090恒温搅拌反应2H4H，然后冷却、静置；将沉淀洗涤、过滤、干燥即可制得32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅金属化合物。0013所述强碱为NAOH或KOH。0014所述可溶性铅盐为硝酸铅或硫酸铅。00153本发明的化合物作为燃烧催化剂应用于双基推进剂0016固体推进剂样品采用吸收驱水放熟压伸切成药条的常规无溶剂压伸成型工艺制备。对样品进行燃烧性能测试。0017本发明优点与。
9、积极效果0018本发明含有能量基团NO2的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物能很好地降低推进剂的压力指数，而且可为推进剂提供能量，达到提高燃速的目的,32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅作为含能催化剂能使双基系推进剂4MPA下的燃速达到80MM/S，而对比文献值为696MM/S。附图说明0019图1含32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅双基推进剂的燃速压力曲线；0020图2含32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅双基推进剂的催化效率压力曲线。具体实施方式0021实施例中所用仪器型号0022红外测试用NEXUS870型傅立叶变换红外光谱仪；元素分析用PE2400型元素分析仪；X射线荧光光谱分析测试用S4P。
10、IONEERX荧光光谱仪。说明书CN104130148A3/5页50023实施例10024132,4二硝基苯基3氮杂戊二酸的合成0025称取27G002MOL的亚氨基二乙酸，加入50ML乙醇和14ML去离子水中，再加入32G003MOL的碳酸钠，升温至65，加入41G002MOL的2,4二硝基氯苯，保温5H，然后冷却、静置，过滤，得黄色粉末32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸44G，收率733。0026IRKBR,CM1,1572,1377NO2,3445,1673COOH；00271HNMRDMSOD6,PPM705M,H,CH，812M,H,CH，844M,H,CH，401T,4H,CH2，11。
11、52D,2H,OH；0028元素分析C10H9N3O8理论值C4013,H301,N14050029实测值C4010,H302,N1398。0030232,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅的合成0031称取30G001MOL的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸，分散于30ML去离子水中，用08G002MOL氢氧化钠充分溶解成澄清溶液，调节溶液PH值为9；称取33G001MOL硝酸铅，用50ML去离子水溶解配置成溶液，加入到32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸溶液中，搅拌混合均匀；在80恒温，搅拌反应3H，然后冷却、静置，将沉淀用去离子水多次洗涤、过滤、干燥可制得黄色32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅金属盐59G。
12、，产率978。003232,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅金属盐的表征0033红外分析0034在原料32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸红外光谱中，CO的峰出现在1673CM1,羧基中的OH峰出现在3445CM1,而在目标化合物32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅化合物的红外光谱中可以看出，由于OH形成了金属盐，因此，CO的峰向低波数移动，出现在1609CM1，而代表羧基中的OH峰出现在3445CM1出的吸收峰均消失。0035元素分析0036各元素的测量值为C2379,H1392，N830，而化合物中各元素理论计算含量为C2381,H1389，N833。0037X射线荧光光谱分析0038X射线荧光光谱分析金。
13、属的测量值为PB4080,而化合物中金属含量的理论计算含量为PB4048。说明目标化合物的分子式与C10H7N3O8PB一致。0039实施例20040132,4二硝基苯基3氮杂戊二酸的合成0041称取27G002MOL的亚氨基二乙酸，加入50ML乙醇和14ML去离子水中，再加入265G0025MOL的碳酸钠，升温至50，加入41G002MOL的2,4二硝基氯苯，保温6H，然后冷却、静置，过滤，得黄色粉末32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸37G，收率617。0042232,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅的合成0043称取30G001MOL的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸，分散于30ML去离子水中，用11。
14、2G002MOL氢氧化钾充分溶解成澄清溶液，调节溶液PH值为9；称取说明书CN104130148A4/5页633G001MOL硝酸铅，用50ML去离子水溶解配置成溶液，加入到32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸溶液中，搅拌混合均匀；在70恒温，搅拌反应3H，然后冷却、静置，将沉淀用去离子水多次洗涤、过滤、干燥可制得黄色32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅金属盐51G，产率85。0044实施例30045132,4二硝基苯基3氮杂戊二酸的合成0046称取27G002MOL的亚氨基二乙酸，加入50ML乙醇和14ML去离子水中，再加入41G003MOL的碳酸钾，升温至60，加入41G002MOL的2,4二硝基氯。
15、苯，保温4H，然后冷却、静置，过滤，得黄色粉末32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸40G，收率667。0047232,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅的合成0048称取30G001MOL的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸，分散于30ML去离子水中，用08G002MOL氢氧化钠充分溶解成澄清溶液，调节溶液PH值为9；称取33G001MOL硝酸铅，用50ML去离子水溶解配置成溶液，加入到32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸溶液中，搅拌混合均匀；在90恒温，搅拌反应2H，然后冷却、静置，将沉淀用去离子水多次洗涤、过滤、干燥可制得黄色32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅金属盐53G，产率884。0049实施例40050132。
16、,4二硝基苯基3氮杂戊二酸的合成0051称取27G002MOL的亚氨基二乙酸，加入50ML乙醇和14ML去离子水中，再加入32G003MOL的碳酸钠，升温至70，加入41G002MOL的2,4二硝基氯苯，保温7H，然后冷却、静置，过滤，得黄色粉末32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸42G，收率700。0052232,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅的合成0053称取30G001MOL的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸，分散于30ML去离子水中，用08G002MOL氢氧化钠充分溶解成澄清溶液，调节溶液PH值为9；称取30G001MOL硫酸铅，用50ML去离子水溶解配置成溶液，加入到32,4二硝基苯基3氮杂戊二。
17、酸溶液中，搅拌混合均匀；在80恒温，搅拌反应4H，然后冷却、静置，将沉淀用去离子水多次洗涤、过滤、干燥可制得黄色32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅金属盐45G，产率750。005432,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅的应用性能00551样品制备0056实验中所采用双基推进剂样品的基础配方为硝化棉NC59，硝化甘油NG30，功能助剂11。0057该双基推进剂样品采用吸收驱水放熟压伸切成药条的常规无溶剂压伸成型工艺制备。药量按500G配料，本发明的化合物作为催化剂用于双基推进剂中，加入方式为外加，加入量25。0058232,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅与吸收药的相容性0059用真空安定性法测量本发明合成的。
18、32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅说明书CN104130148A5/5页7盐与吸收药的化学相容性，结果表明，本发明的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅盐与吸收药有良好的化学相容性，加入到固体推进剂配方中不会对配方安定性带来不良影响，满足固体推进剂配方使用要求。00603安全性能0061测试了本发明的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅盐的感度，结果表明90摆角、表压392MPA条件下摩擦感度为60GJB772A976021方法；10KG落锤、25CM落高条件下撞击感度为80GJB772A976011方法；5KG落锤条件下的特性落高H50为385CMGJB772A976012方法。00624对固体推进剂。
19、燃烧性能的影响0063燃速测定所用设备为燃速仪，采用靶线法测试样品燃速，将已处理过的5MM15MM小药柱侧面用聚乙烯醇溶液包覆6次并晾干，然后在燃速仪中测试燃速，实验温度为20，压力范围2MPA18MPA。0064在图1图2中，U为燃速，P为压力，Z为催化效率它是指相同压力下含催化剂的推进剂燃速与空白推进剂燃速之比，A为不含催化剂的双基方，B是32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅的双基推进剂配方。从图1和图2中可以看出，在双基推进剂中，加入25的32,4二硝基苯基3氮杂戊二酸铅可明显提高双基推进剂的燃速，在2MPA6MPA压力范围内，催化效率达到20以上，在4MPA时燃速达到8MM/S；且能使双基推进剂在8MPA12MPA压力范围内，压力指数为012，呈现平台燃烧现象。0065可见，该催化剂了明显提高双基推进剂的燃速，并在8MPA12MPA压力范围内显著降低压力指数，说明该化合物是一种高效平台燃烧催化剂。说明书CN104130148A1/1页8图1图2说明书附图CN104130148A。