[发明专利]一种相稳定硝酸铵有机添加剂及其相稳定硝酸铵制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种相稳定硝酸铵有机添加剂及其相稳定硝酸铵的制备，属于应用化学领域。

背景技术

硝酸铵(AN)是国内外普遍采用的工业炸药及固体推进剂的氧化剂之一。但是，硝酸铵在常压下存在五种热力学上稳定的晶型，每种晶型仅在一定温度范围内存在。当由一种晶形转变成另一种晶形时，体积将随着晶体结构和晶格体积而改变。这种相转变现象不利于硝酸铵的使用，如果温度发生周期性变化，能量和晶体密度体积也会随之变化，在室温范围内这种变化尤为明显，以致于硝酸铵的内凝聚力发生变化，长时间存放较易结块，影响了硝酸铵的使用。硝酸铵本身的多晶性、吸湿性和结块性三者之间是相互关联的。少量水分的存在是硝酸铵发生晶变的重要条件，硝酸铵吸湿后，邻近颗粒之间就会形成的盐桥，使得硝酸按的颗粒紧紧结合在一起，导致严重的结块。如果温度发生周期性的变化，也会导致硝酸铵药柱的体积不断变化且性能下降，影响了以硝酸铵为主要原料制成的固体推进剂和工业炸药的爆炸性能，致使AN在工业炸药及推进剂领域的应用受到限制。因此，采取有效的措施抑制或防止硝酸铵在使用温度范围内发生相转变即制备相稳定的硝酸铵是十分必要的。

在制备相稳定硝酸铵时，常用的相稳定添加剂有无机盐或金属氧化物、表面活性剂及聚合物等，但过多杂质的引入，会降低硝酸铵的纯度，也使其能量上受到损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制硝酸铵Ⅱ～Ⅲ相转变的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物作为相稳定添加剂及其相稳定硝酸铵的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种相稳定硝酸铵有机添加剂，所述的添加剂为2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物，所述添加剂加入量为硝酸铵质量分数的1～3%。

所述的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物为2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四月桂酸酯(BHDBTL)、2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四棕榈酸酯(BHDBTP)、2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硬脂酸酯(BHDBTS)或2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四(12-羟基硬脂酸)酯(BHDBTHS)中任意一种。

一种相稳定硝酸铵的制备，包括以下步骤：

将烘干研磨粉碎过筛后的硝酸铵、2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物加入氯仿中，充分搅拌，回流，减压蒸馏过滤后干燥，将其研磨后过筛，再烘干至恒重。

所述的添加剂的添加量为硝酸铵质量分数的1～3%。

所述的干燥温度不高于100℃。

所述硝酸铵的粒径为40～60目。

所述的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物的化学结构式分别如下：

与现有技术相比，本发明的优点是：

1.与普通的有机物添加剂相比，BHDBTL、BHDBTP、BHDBTS和BHDBTHS是分子结构对称且均含有两个硝基的脂肪酸酯，用其制备的相稳定硝酸铵的性能会有一定的改善。

2.BHDBTL、BHDBTP和BHDBTS分子结构中均含有极性基团羰基和硝基，BHDBTHS的分子结构中还含有四个羟基，通过静电作用能与硝酸铵分子中的离子结合，使得相稳定硝酸铵晶变温度升高或者焓变减小，甚至可以使晶变数减少。

附图说明

图1为实施例1BHDBTL相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图2为实施例2BHDBTL相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图3为实施例3BHDBTL相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图4为实施例4BHDBTP相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图5为实施例5BHDBTP相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图6为实施例6BHDBTP相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图7为实施例7BHDBTS相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图8为实施例8BHDBTS相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图9为实施例9BHDBTS相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图10为实施例10BHDBTHS相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图11为实施例11BHDBTHS相稳定硝酸铵的DSC曲线。

图12为实施例12BHDBTHS相稳定硝酸铵的DSC曲线。

具体实施方式