[发明专利]三聚氰胺氮氧化物与氧化剂自组装的含能晶体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三聚氰胺氮氧化物与氧化剂自组装的含能晶体材料的制备方法，包括：步骤1、三聚氰胺氮氧化物的制备：将足量三聚氰胺加入适量三氟乙酸中，溶解,滴入过氧化氢水溶液，反应，过滤得到白色沉淀。将白色沉淀溶于适量水中，加碱中和至pH为7，过滤得到三聚氰胺氮氧化物；步骤2、含能晶体材料的制备：将三聚氰胺氮氧化物分别与过氧化氢水溶液、硝酸或高氯酸溶解，并通过一系列操作得到三聚氰胺氮氧化物与氧化剂自组装的含能晶体材料。本发明中，三聚氰胺氮氧化物及其与过氧化氢、硝酸、高氯酸自组装的含能晶体材料具有制备工艺简单，原料成本低廉，密度高，爆轰性能高和感度适宜等优点，是具有很大潜在应用价值的高能炸药。

技术领域

本发明涉及一种含能材料及其制备方法，具体涉及三聚氰胺氮氧化物与过氧化氢、硝酸、高氯酸自组装的含能晶体材料及其制备方法，本发明在高能炸药、推进剂方面具有较好应用前景。

背景技术

含能晶体材料是一类由氧化剂和可燃物构成，能自供氧进行剧烈氧化还原化学反应并对外作功的化合物或混合物。

一般的高能含能化合物，如六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)和1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(HMX)，具有原材料成本较高，制备工艺较为复杂，且氧化剂(如硝基)和可燃物组分(如-CH₂-骨架)组分通常是集成在一个分子中，存在能量与感度的矛盾难以有效调和等缺陷。因此不适用于在某些对于能量、感度等均有严格要求的领域。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种三聚氰胺氮氧化物与氧化剂自组装的含能晶体材料及其制备方法，为发展新型含能晶体材料提供新的方法。

本发明具体是这样实现的：

一种三聚氰胺氮氧化物与氧化剂自组装的含能晶体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、三聚氰胺氮氧化物的制备

将足量三聚氰胺加入适量三氟乙酸中，在25℃-70℃下溶解,滴入足量的过氧化氢水溶液，反应6-24小时，过滤得到白色沉淀。将白色沉淀溶于适量水中，加碱中和至pH为7，过滤得到三聚氰胺氮氧化物；

步骤2、含能晶体材料的制备

1)三聚氰胺氮氧化物与过氧化氢自组装含能晶体材料的制备

向三聚氰胺氮氧化物中加入适量过氧化氢水溶液，充分搅拌后，过滤得到饱和溶液，静置于恒温烘箱中，溶剂挥发，依次经过晶核的形成,晶粒长大,晶体形成,过滤,干燥,得到三聚氰胺氮氧化物与过氧化氢自组装含能晶体材料。

2)三聚氰胺氮氧化物与硝酸自组装含能晶体材料的制备

将三聚氰胺氮氧化物溶于适量的硝酸，在25℃-70℃下完全溶解后，在干燥通风环境下，溶剂挥发，过滤，干燥后得到三聚氰胺氮氧化物与硝酸自组装含能晶体材料。

3)三聚氰胺氮氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料的制备

在25℃-70℃加热条件下，将三聚氰胺氮氮氧化物溶于适量高氯酸中，待完全溶解后，自然冷却至室温，过滤，干燥后得到三聚氰胺氮氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料。

更进一步的方案是：

所述过氧化氢水溶液浓度为30-50％。

更进一步的方案是：

步骤1中加入的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠，碳酸钾或碳酸氢钾。

更进一步的方案是：

所述硝酸质量分数30-97.5％。

更进一步的方案是：

所述高氯酸质量浓度为30-70％。