六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103435427 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103435427 A *CN103435427A* (21)申请号 201310359071.6 (22)申请日 2013.08.16 C06B 25/36(2006.01) C06B 21/00(2006.01) (71)申请人 中国工程物理研究院化工材料研究 所 地址 621000 四川省绵阳市绵山路 64 号 (72)发明人 杨宗伟 李洪珍 王玉平 周小清 张祺 聂福德 黄辉 (74)专利代理机构 四川省成都市天策商标专利 事务所 51213 代理人 刘兴亮 (54) 发明名称 六硝基六氮。

2、杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的 制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种六硝基六氮杂异伍兹烷与 对苯醌共晶炸药的制备方法， 首先使用结晶溶剂 制备六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌饱和溶液， 再通过恒温培养箱蒸发溶剂， 结晶制备六硝基六 氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药。本发明的有 益效果是 ： 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶 炸药其晶体密度高达 1.737g/cm3, 共晶炸药的熔 点为 132， 较纯组分 PBQ 显著提高 17， 而共 晶的分解温度均低于 CL-20 和 BQ， 比 PBQ 明显低 207， 因此通过共晶， 炸药的热分解行为得到了 显著的调控 ； 实现了炸药的共晶高效降感， 提高。

3、 了炸药的安全性， 该炸药在高能低敏感弹药中具 有较好的应用前景。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103435427 A CN 103435427 A *CN103435427A* 1/1 页 2 1. 一种六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备方法， 其特征在于 ： 包括以下步骤 ： （1） 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌饱和溶液的制备 将足量六硝基六氮杂异伍兹烷加入到结晶溶剂中， 温度为 30 -50， 溶解， 过滤， 得。

4、 到六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液 ； 将足量对苯醌加入到六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液 中溶解， 过滤， 得到六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌混合的饱和溶液 ； （2） 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备 将六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌混合的饱和溶液置于烧杯中， 然后静置于恒温培养 箱中， 蒸发溶剂， 依次经过晶核的形成， 晶粒长大， 晶体形成， 过滤， 干燥， 得到六硝基六氮杂 异伍兹烷与对苯醌共晶炸药。 2. 根据权利要求 1 所述的六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备方法， 其特 征在于 ： 步骤 （1） 所述的结晶溶剂是乙醇、 甲醇、 甲乙酮、 丙酮、 乙酸乙酯、 苯、 乙醚、。

5、 异丙醇、 叔丁醇、 四氢呋喃中的一种或几种混合。 3. 根据权利要求 1 所述的六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备方法， 其特 征在于 ： 步骤 （2） 中所述恒温培养箱的温度为 30 -45。 权 利 要 求 书 CN 103435427 A 2 1/4 页 3 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备方法 技术领域 0001 本发明属于含能材料领域， 具体涉及到六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的制备方法， 本发明在高能低敏感主装药中具有较好的应用前景。 背景技术 0002 六硝基六氮杂异伍兹烷 (CL-20)， 是一种笼状高能炸药 , 具有较高密度。

6、和能量， 在 高能装药和提高武器弹药高效毁伤方面具有重要意义。但其感度较高， 使其在低感弹药应 用方面受到极大限制。如何有效降低其感度， 成为相关研究者研究的热点与重点。采用通 常的降感方法， 如溶液重结晶、 高分子材料包覆等常规方法， 往往对其降感效果不明显。最 近， 共晶技术成为一种新兴的炸药改性方法， 它能够有效调节炸药间性能， 并赋予共晶炸药 新的性能， 为炸药改性提供一条新的更有效途径。目前共晶制备主要是靠大量溶剂和主客 体分子实验筛选获取， 有效合成子的获得比较困难。为了降低 CL-20 感度， 获得有效合成 子， 通过采用共晶技术， 将其与 PBQ 形成共晶， 实现共晶高效降感，。

7、 提高其安全性， 拓展它们 的应用范围。目前， 关于 CL-20-PBQ 共晶炸药的制备无公开文献报道。 发明内容 0003 本发明克服了现有技术的不足， 提供一种六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的制备方法的实施方式， 以期望可以解决的问题。 0004 为解决上述的技术问题， 本发明的一种实施方式采用以下技术方案 ： 0005 一种六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备方法， 包括以下步骤 ： 0006 （1） 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌饱和溶液的制备 0007 将足量六硝基六氮杂异伍兹烷加入到结晶溶剂中， 温度为 30 -50， 溶解， 过 滤， 得到六硝。

8、基六氮杂异伍兹烷饱和溶液 ； 将足量对苯醌加入到六硝基六氮杂异伍兹烷饱 和溶液中溶解， 过滤， 得到六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌混合的饱和溶液 ； 0008 （2） 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药的制备 0009 将六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌混合的饱和溶液置于烧杯中， 然后静置于恒温 培养箱中， 蒸发溶剂， 依次经过晶核的形成， 晶粒长大， 晶体形成， 过滤， 干燥， 得到六硝基六 氮杂异伍兹烷与对苯醌共晶炸药。 0010 更进一步的技术方案是 ： 步骤 （1） 所述的结晶溶剂是乙醇、 甲醇、 甲乙酮、 丙酮、 乙 酸乙酯、 苯、 乙醚、 异丙醇、 叔丁醇、 四氢呋喃中的一种或几种混合。

9、。 0011 更进一步的技术方案是 ： 步骤 （2） 中所述恒温培养箱的温度为为 30 -45。 0012 与现有技术相比， 本发明的有益效果之一是 ： 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 共晶炸药其晶体密度高达 1.737g/cm3, 共晶炸药的熔点为 132， 较纯组分 PBQ 显著提高 17， 而共晶的分解温度均低于 CL-20 和 PBQ， 比 PBQ 明显低 207， 因此通过共晶， 炸药的 热分解行为得到了显著的调控 ； 实现了炸药的共晶高效降感， 提高了炸药的安全性， 该炸药 在高能低敏感弹药中具有较好的应用前景， 共晶炸药 “手拉手” 形的合成子， 能够有效指导 说 明 书 CN 1。

10、03435427 A 3 2/4 页 4 其它共晶设计， 节省人力物力。 附图说明 0013 图 1 为本发明六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的制备工艺 流程图。 0014 图 2 为本发明六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的分子结构 图。 0015 图 3 为本发明六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的合成子结 构图。 具体实施方式 0016 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 。

11、不用于限定本发明。 0017 图 1 示出了本发明六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的制备 工艺流程图。六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的制备过程如下 ： 0018 （1） 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 饱和溶液的制备 0019 将足量六硝基六氮杂异伍兹烷 （CL-20）加入到结晶溶剂中， 升高温度到 30 -50， 溶解， 过滤， 得到六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液 ； 将足量对苯醌 （PBQ） 加入 到六硝基六氮杂异伍兹烷饱和溶液中溶解， 过滤， 得到六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 饱和溶。

12、液 ； 结晶溶剂是乙醇、 甲醇、 甲乙酮、 丙酮、 乙酸乙酯、 苯、 乙醚、 异丙醇、 叔丁醇、 四氢呋喃中的任意一种或几种的混合物。 0020 （2） 六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药的制备 0021 将六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 饱和溶液置于烧杯中， 然后静置 于恒温培养箱中， 蒸发溶剂， 依次经过晶核的形成， 晶粒长大， 晶体形成， 过滤， 干燥， 得到六 硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药。在恒温培养箱中蒸发溶剂结晶的温 度为 30 -45。 0022 图 2 示出了六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-。

13、20-PBQ） 共晶炸药通过单击衍射 分析确认的分子结构。从单晶结果分析可知 ： 该共晶中， CL-20 分子与 PBQ 分子以 1:1（摩 尔比） 通过 N-OH 氢键和 作用等分子间相互作用形成。共晶分子式为 C12H10O14N12, 属正 交晶系， Pna21 空间群， 其晶体密度高达 1.737g/cm3, 较组分 PBQ（1.318g/cm3） 显著提高了 31.8%。 0023 图 3 示出了六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药分子相互作用 规律， 通过分析发现， 该共晶中的 CL-20 分子与 PBQ 分子通过 “手拉手” 型合成子， 在晶胞中 无限延。

14、伸形成。 0024 表 1 表示了六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药通过差热分析 （DSC） 测得的热性能参数。从表中可知 ： 共晶的熔点 132， 较纯组分 PBQ 显著提高 17， 有利于增加炸药的热稳定性 ； 而共晶的分解温度均低于CL-20和PBQ， 比PBQ明显低207， 可使炸药对热敏感， 应用于特殊火工品中。炸药共晶后熔点提高和分解温度降低表明通过 说 明 书 CN 103435427 A 4 3/4 页 5 共晶能够显著调控炸药的热分解行为。 0025 表 1 共晶与组分的热性能参数 0026 样品熔点 （）分解温度 （） CL-20无244 PBQ。

15、115442 CL-20-PBQ 共晶132235 0027 下面详述本发明六硝基六氮杂异伍兹烷与对苯醌 （CL-20-PBQ） 共晶炸药制备的具 体实施例。 0028 实施例 1 0029 在室温下， 将 60ml 乙醇加入三口烧瓶中， 然后在搅拌下加入足量 CL-20， 将温度升 高到 30， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入足量 PBQ， 搅拌， 溶解， 过滤， 所得 滤液为 CL-20-PBQ 饱和溶液。将滤液盛于烧杯中， 然后静止于 30的恒温箱中， 让溶剂蒸 发， 析出晶体， 干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0030 实施例 2 0031 在室温下，。

16、 将 50ml 甲醇加入三口烧瓶中， 然后在搅拌下加入足量 CL-20， 将温度升 高到 35， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入足量 PBQ， 搅拌， 溶解， 过滤， 所得 滤液为 CL-20-PBQ 饱和溶液。将滤液盛于烧杯中， 然后静止于 30的恒温箱中， 让溶剂蒸 发， 析出晶体。干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0032 实施例 3 0033 在室温下， 将 50ml 乙酸乙酯加入三口烧瓶中， 然后在搅拌下加入足量 CL-20， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入足量 PBQ， 搅拌， 溶解， 过滤， 所得滤液为 CL-20-PBQ 。

17、饱和溶液。将滤液盛于烧杯中， 然后静止于 30的恒温箱中， 让溶剂蒸发， 析出 晶体， 干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0034 实施例 4 0035 在室温下， 将 100ml 四氢呋喃加入三口烧瓶中， 然后在搅拌下加入足量 CL-20， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入足量 PBQ， 搅拌， 溶解， 过滤， 所得滤液为 CL-20-PBQ 饱和溶液。将滤液盛于烧杯中， 然后静止于 35的恒温箱中， 让溶剂蒸发， 析出 晶体， 干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0036 实施例 5 0037 在室温下， 将 80ml 异丙醇加入三口烧瓶中， 然后在搅拌。

18、下加入足量 CL-20， 将温度 升高到 35， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入足量 PBQ， 搅拌， 溶解， 过滤， 所 得滤液为CL-20-PBQ饱和溶液。 将滤液盛于烧杯中， 然后静止于30的恒温箱中， 让溶剂蒸 发， 析出晶体。干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0038 实施例 6 0039 在室温下， 将 80ml 叔丁醇加入三口烧瓶中， 然后在搅拌下加入足量 CL-20， 将温度 升高到 40， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入足量 PBQ， 搅拌， 溶解， 过滤， 所 说 明 书 CN 103435427 A 5 4/4 页 。

19、6 得滤液为CL-20-PBQ饱和溶液。 将滤液盛于烧杯中， 然后静止于40的恒温箱中， 让溶剂蒸 发， 析出晶体。干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0040 实施例 7 0041 在室温下， 将 60ml 甲乙酮和丙酮 （体积比 1 ： 1） 混合溶剂加入三口烧瓶中， 然后在 搅拌下加入足量 CL-20， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入足量 PBQ， 将温度升 高到 50， 搅拌， 溶解， 过滤， 所得滤液为 CL-20-PBQ 饱和溶液。将滤液盛于烧杯中， 然后静 止于 45的恒温箱中， 让溶剂蒸发， 析出晶体， 干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0。

20、042 实施例 8 0043 在室温下， 将 60ml 异丙醇和甲醇 （体积比 1 ： 1） 混合溶剂加入三口烧瓶中， 然后在 搅拌下加入足量 CL-20， 将温度升高到 45， 溶解， 过滤， 得到 CL-20 的饱和溶液。然后加入 足量PBQ， 搅拌， 溶解， 过滤， 所得滤液为CL-20-PBQ饱和溶液。 将滤液盛于烧杯中， 然后静止 于 35的恒温箱中， 让溶剂蒸发， 析出晶体。干燥得到 CL-20-PBQ 共晶炸药。 0044 尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述， 但是， 应该理解， 本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式， 这些修改和实施方式将落在本申 请公开的原则范围和精神之内。更具体地说， 在本申请公开、 附图和权利要求的范围内， 可 以对主题组合布局的组成部件和 / 或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和 / 或布 局进行的变型和改进外， 对于本领域技术人员来说， 其他的用途也将是明显的。 说 明 书 CN 103435427 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103435427 A 7 。