[发明专利]一种六硝基六氮杂异伍兹烷与硝基咪唑共晶含能材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种CL‑20与DNI共晶含能材料及其制备方法，是以CL‑20、1,4‑DNI或2,4‑DNI为原料加入适当溶剂，配置成为CL‑20与DNI混合溶液，经过喷雾干燥法制备得到CL‑20与DNI共晶含能材料，通过调整溶液浓度和干燥温度等条件可以控制共晶颗粒形貌、尺寸，优化制备条件得到微纳米球形、尺寸较一致的共晶颗粒，可以明显降低CL‑20的机械感度，提高其安全性。产品用作起爆药使用，属于含能材料技术领域。

技术领域

本发明涉及一种CL-20与DNI共晶含能材料及其制备方法，是以CL-20与1,4-DNI或2,4-DNI为原料加入适当溶剂，配置成为CL-20与DNI混合溶液，经过喷雾干燥法制备得到CL-20与DNI共晶含能材料，用作起爆药使用，属于含能材料技术领域。

背景技术

六硝基六氮杂异伍兹烷CL-20是目前已经应用的爆炸性能最优异的单质炸药，但其由于感度较高不满足高能钝感炸药要求，限制了其广泛的应用。共晶技术在含能材料领域的应用,提供了新的思路。1,4-二硝基咪唑(1,4-DNI)是合成含能材料2,4-二硝基咪唑、2,4,5-三硝基咪唑的重要中间体，其具有良好的感度及适中的爆炸性能。2,4-二硝基咪唑(2,4-DNI)是一种较好的钝感炸药，摩擦感度、撞击感度、优于RDX和HMX，在含能材料领域被广泛研究。制备CL-20/1,4-DNI或CL-20/2,4-DNI共晶含能材料有望降低CL-20机械感度，为含能材料的发展提供基础。

此外，含能材料的颗粒尺寸和形貌是含能材料在制备、应用等领域的重要研究内容。研究表明，粒径在微纳尺度、形貌程球形的含能材料在提高装药密度、减少摩擦撞击中热点的形成有显著效果，导致其具有更好的爆炸性能及机械感度。喷雾干燥技术是一种简单、便捷的微纳米颗粒制备方法，并且可实现粒度分布和形貌可控等优势。

本发明在于提供一种以CL-20和硝基咪唑DNI为原料，加入适当溶剂，配置成为CL-20与DNI混合溶液，经过喷雾干燥法制备出微纳米球形，尺寸较一致的CL-20/DNI共晶含能材料。

发明内容

本发明在于提供一种以CL-20和DNI为原料，加入适当溶剂，配置成为CL-20与DNI混合溶液，经过喷雾干燥法制备出CL-20/DNI共晶含能材料。通过调整溶液浓度和干燥温度等条件可以控制共晶颗粒形貌、尺寸，优化制备条件得到微纳米球形、尺寸较一致的共晶颗粒，可以明显降低CL-20的机械感度，提高其安全性。

本发明的技术方案如下：

一种六硝基六氮杂异伍兹烷CL-20与硝基咪唑DNI共晶含能材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法的具体步骤为：

步骤一、CL-20与DNI混合溶液的制备

将CL-20与DNI按1:1的物质的量之比加入良性有机溶剂中，使用超声仪超声震荡10～30min，使得CL-20与DNI在溶剂中充分溶解；

步骤二、CL-20与DNI共晶含能材料的制备将CL-20与DNI混合溶液放入喷雾干燥设备，组装并启动喷雾干燥设备，设置干燥温度、旋风流量、抽料泵进料速率；CL-20与DNI混合溶液由料液槽经过滤器后由抽料泵送至喷雾干燥机顶端二流体喷嘴，并被喷成极小的雾状液滴，喷雾与旋风热空气在干燥塔内接触，溶剂迅速蒸发，得到CL-20与DNI共晶含能材料。

更进一步的方案是：步骤一中所述的硝基咪唑(DNI)是1,4-二硝基咪唑(1,4-DNI)或2,4-二硝基咪唑(2,4-DNI)。

更进一步的方案是：步骤一中所述的溶剂包括丙酮、乙醇、甲醇、乙酸乙酯中的一种或几种。

更进一步的方案是：步骤二设定干燥温度为70℃～100℃，旋风流量为0.25～0.40m³·min^-1，抽料泵进料速率为350～460mL·h^-1。