[发明专利]超细微球形TEX晶体的制备方法

说明书

本发明公开了一种超细微球形TEX晶体的制备方法。所述方法先在80～100℃下将TEX加入到二甲亚砜中，搅拌至完全溶解制成饱和溶液，再在冰浴条件下，将四丁基溴化铵与水混合得到混合溶液，最后按二甲亚砜与水的体积比为1:15～30，将TEX饱和溶液缓慢滴加到混合溶液中，制得超细TEX粉体。本发明制备的超细微球形化TEX炸药晶体产品近球状，棱角少，表面光滑，热稳定性显著提高，机械感度降低。本发明通过改变工艺条件可制得不同粒径大小的TEX晶体，可作为含能钝感剂为混合炸药颗粒级配提供原料支撑。

技术领域

本发明涉及一种制备超细微球形TEX晶体的方法，属于含能材料领域。

背景技术

4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.0^5,9.0^3,11]十二烷，简称为TEX，属于多硝基异伍尔兹烷笼型含能材料。直接合成的TEX原料是一种棱角分明的长方体晶体，表面缺陷明显，中值粒径在140μm左右，而经过细化的炸药不仅具有粒径变小，比表面积增大，晶体缺陷减少，纯度更高，能量释放更完全等优点，同时也可提高炸药的热稳定性，降低炸药的感度。另外，改变TEX的晶体形貌和粒径大小可以为混合炸药颗粒级配提供原料支撑，可将其作为含能钝感剂对其他高感度的含能材料进行表面包覆。因此，制备形貌规则、粒径分布均一的超细微球形TEX晶体很有研究意义。

目前超细炸药的制备有很多方法，如溶剂非溶剂重结晶法、蒸发结晶法、冷却结晶法、微乳液法、喷雾法、超临界流体法、喷射细化法等。喷射结晶法和超临界流体法通常用来制备纳米级颗粒，而蒸发结晶法和冷却结晶法用来制备溶解度随温度变化较大的固体。

现有关于TEX晶体形貌的研究报道不多，主要是集中在常用含能材料如RDX、HMX、CL-20以及TATB的改性研究中。如Bayat Yadollah团队利用溶剂非溶剂法制备出了亚微米级HMX，通过改变溶液浓度、表面活性剂种类、浆料温度、进口空气流速、浆料流速、非溶剂温度，得到了不同粒径的HMX晶体(Bayat Y,et al.Control of the particle size ofsubmicron HMX explosive by spraying in non-solvent[J].J Energ Mater,2010,28(4):273)，但是未对细化前后HMX的性能表现做出比较。

发明内容

本发明的目的是提供一种超细微球形化TEX晶体的制备方法，该方法一方面进一步降低TEX的感度提升其性能表现，另一方面改善原料形貌、减小原料粒径，为混合炸药颗粒级配提供原料支撑。

实现本发明目的的技术解决方案为：

超细微球形TEX晶体的制备方法，包括以下步骤：

第一步，80～100℃下将TEX加入到二甲亚砜中，搅拌至完全溶解制成饱和溶液；

第二步，冰浴条件下，将四丁基溴化铵与水混合，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；

第三步，按二甲亚砜与水的体积比为1:15～30，将TEX饱和溶液缓慢滴加到混合溶液中，得到细粒度TEX的白色悬浊液，搅拌，过滤、洗涤、干燥得到超细TEX粉体。

优选地，第三步中，所述的搅拌速率为400～800r/min。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明采用溶剂非溶剂结晶法，有效的制备出了超细微球形化的TEX炸药晶体，在最佳工艺条件下制备出的TEX中值粒径为4.532μm，粒径分布均匀且形貌规整，操作简单，反应条件温和，绿色高效并容易实现产业化。