[发明专利]一种超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法

说明书

本发明属于含能材料领域，具体涉及一种超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法。本发明提供的超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法，利用饱和溶液中加入特定粒径范围的晶种，然后液下快速加入非溶剂，使非溶剂与混合溶液快速混合均匀，形成整体范围内的均匀过饱和状态，实现了整体范围内晶种均匀生长。通过调整晶种的粒径，可制备得到平均粒径在400～600μm范围内的超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷晶体，而且实施例的结果表明，本发明实验量级最大可至50千克级，制备的六硝基六氮杂异伍兹烷晶体形貌一致性较好，且收率可达60％以上，实现了工业化批量生产的目标。

技术领域

本发明属于含能材料领域，具体涉及一种超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法。

背景技术

六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW，CL-20)，是一种白色结晶，具有笼型多环硝铵结构的高能量密度化合物，是目前已知能够实际应用的能量最高、威力最强的非核单质炸药，自1987年，被美国尼尔森(Nielsen)博士首次合成以来，就受到世人的广泛关注。

在实际应用中，特别是在浇注配方中，要获得高能量，就需要用不同粒度的颗粒，尤其需要大颗粒的CL-20进行级配，以获得高固相含量的浇注配方。

中国专利CN101624394提供了一种球形化的ε型六硝基六氮杂异伍兹烷晶体及其制备方法。通过向饱和溶液中加入晶体生产控制剂，并加入反溶剂以形成过饱和溶液，随后向上述过饱和溶液中加入晶种，继续滴加反溶剂直至溶液中的CL-20全部析出生产球形化的ε型六硝基六氮杂异伍兹烷。所述球形化的晶体不具有尖锐的棱角，具有多面球体的外形，粒度约20～500μm。

中国专利CN103539800A提供了一种大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法。通过向饱和溶液中加入非溶剂以形成过饱和溶液，随后向上述过饱和溶液中加入晶种，继续滴加非溶剂，滴加完成，搅拌，过滤，洗涤，干燥，制备得平均粒径大于350μm的六硝基六氮杂异伍兹烷。

上述两种方法虽然能够制备特定粒度范围的六硝基六氮杂异伍兹烷晶体，但实验量级最大只有百克级，工艺放大至千克级时，制备的六硝基六氮杂异伍兹烷晶体容易出现孪晶现象，形貌一致性较差，且收率较低，不易实现工业化批量生产的目标。

发明内容

本发明的目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法，本发明提供的制备方法实验量级可至50千克级，制备得到的六硝基六氮杂异伍兹烷晶体平均粒径在400～600μm范围内，形貌一致性好，收率可达60％以上，能够实现工业化批量生产的目标。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将六硝基六氮杂异伍兹烷溶解于重结晶溶剂中，得到六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液；

(2)向所述六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液中加入大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷晶种，得到六硝基六氮杂异伍兹烷悬浊液，所述大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷晶种的平均粒径范围为250～300μm；

(3)以自然流加的方式向所述六硝基六氮杂异伍兹烷悬浊液中加入非溶剂，保温后，固液分离，得到超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷，所述非溶剂的流加速度为20～40L/min，所述非溶剂的加入位置位于所述六硝基六氮杂异伍兹烷悬浊液液面以下；所述非溶剂的密度小于重结晶溶剂的密度；所述超大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷的平均粒径范围为400～600μm。

优选的，所述步骤(2)中大颗粒六硝基六氮杂异伍兹烷晶种的制备方法，包括以下步骤：

a)将六硝基六氮杂异伍兹烷溶解于重结晶溶剂中，得到初始六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液；

b)向所述初始六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液中加入六硝基六氮杂异伍兹烷晶种，得到初始六硝基六氮杂异伍兹烷悬浊液；所述六硝基六氮杂异伍兹烷晶种的平均粒径范围为125～180μm；