专利名称：：叠氮肼镍制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种起爆药的制备方法，特别是一种叠氮肼镍化合物的制备方法。
背景技术：
：当前，用作起爆药的药剂有叠氮化铅(LA)、斯蒂芬酸铅(LTNR)、二硝基重氮酚(DDNP)、高氯酸碳酰肼镉(GTG)和硝酸肼镍(NHN)。后两种药剂与叠氮肼镍一起，同属含能配合物。它们的威力大小次序为LA〉GTG〉NHN〉DDNP>LTNR，而火焰感度次序恰好与之相反。处于两头的叠氮化铅、高氯酸碳酰肼镉和斯蒂芬酸铅，在实际应用中，或因火焰感度太低而需要装填点火药，或因威力小而无法单独使用。同时，存在着叠氮化铅机械感度很高、斯蒂芬酸铅静电火花感度过高、硝酸肼镍起爆力偏弱和二硝基重氮酚制造废水严重污染环境等问题。尽管采取共沉淀的办法，企图实现性能的互补，比如叠氮化铅和斯蒂芬酸铅形成的共沉淀起爆药(D，S)，获得一定的成效，但感度方面所暴露的不足仍然存在。.叠氮肼镍作为一种含能配合物，具有较优良的综合性能。最突出的性能在于火焰感度极好，起爆能力大，流散性好，不染色。同时还具有机械感度低、静电积累小、静电火花感度低、耐光、耐压、不吸湿等性能。在大规模试生产中已表现出完全胜任民用起爆药，可装配于各种规格的工程雷管中，并在军用小雷管上尝试用作高威力起爆药，适应了新一代火工器件对药剂的发展需求。现有技术如叠氮肼镍，其制备方法和作为起爆药的用途(专利申请号为200510095639.3)以硝酸镍、氮化钠和水合肼为原料，将硝酸镍和氮化钠配成水性混合液，水合肼配成乙醇溶液，形成两种滴加液，再以50mL水或母液作底液，50'C下滴加反应液，加料时间为50min，反应过程中生成聚晶状叠氮肼镍。接着便是冷却、出料、洗涤、脱水和干燥等工艺过程。在上述制备过程中，存在的主要问题是(1)硝酸镍和氮化钠混合，容易因酸性偏高而释放出HN3毒性气体，对环境和人员造成污染和伤害；(2)硝酸镍和氮化钠的混合液，放置时间稍长时，会形成凝胶状物质，由此而影响到工艺的可行性和合理性，并容易造成管道堵塞；(3)化合过程的pH值不稳定，导致药剂质量的不一致。
发明内容本发明的目的在于提供一种叠氮肼镍制备方法，其反应方式更为合理可行，药剂的性能则进一步得以优化，操作与控制也较为简单。实现本发明目的的技术解决方案为一种叠氮肼镍制备方法，将可溶性镍盐作为底液，所形成的底液中用醋酸调整pH值，并用石墨作药剂的改性添加物，氮化钠溶液和水合肼溶液分别滴加到底液中进行化合反应，然后保温、冷却、抽滤、水洗、脱水、干燥，得到叠氮肼镍成品。本发明与现有技术相比，其显著优点(1)pH值的控制方法简单，且由弱酸和弱酸盐组成的缓冲溶液，更使pH值稳定，有效性更持久，保证了药剂组成的单一性，其起爆能力也显著提高，从而更适合其作为起爆药使用；(2)选用醋酸镍做原料，可避免使用硝酸盐而形成的少量硝酸肼镍物质，致使药剂性能变差或不稳定；G)由于滴加和时间差，保证氮化钠完全反应，叠氮肼镍得率高；(4)加入石墨可以降低药剂的静电积累和它的静电火花感度，同时机械感度降低，提高了安全性；(5)药剂的起爆能力明显提高，对虫胶造粒RDX的极限起爆药量由原来的50mg减少到25mg，起爆能力增大2.0倍。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。'附图是本发明叠氮肼镍制备方法的流程图。具体实施例方式结合附图，本发明叠氮肼镍制备方法，将可溶性镍盐作为底液，所形成的底液中用醋酸调整pH值，并用石墨作药剂的改性添加物，氮化钠溶液和水合肼溶液分别滴加到底液中进行化合反应，然后保温、冷却、抽滤、水洗、脱水、干燥，得到叠氮肼镍成品。选取水溶性的镍盐、氮化物和水合肼，以酸化的镍盐溶液为底液，加进石墨为性能改良剂；将氮化物和水合肼溶液，以双管加料的方式，在适当化合温度下加入到底液中；在反应过程中，由于适当酸度的遏制，使得晶核的生成与长大，达到较理想的匹配状态；同时，反应生成的钠盐，与存在着的醋酸一起，形成弱酸性缓冲溶液，避免了碱性物质的生成，也有利于小晶体的长大、团聚。经充分的反应，得到了均匀聚晶状态的叠氮肼镍产物。经抽滤、洗漆、干燥后，成为易流散的晶体颗粒，满足实际使用要求。将计量的可溶性醋酸镍溶于适量的纯水中，过滤后将此镍盐溶液置于化合器内，并量取定量的醋酸溶液，倒入化合器，再加入投料量1%的石墨；开启水浴使之升温，并开动搅拌；同时配制氮化钠溶液和水合肼溶液，过滤后分别倒入加料漏斗内。待化合器内温度升至5(TC7(TC的范围，可将叠氮化钠溶液和水合肼溶液一并加入化合器中。保持均匀的加料速度，控制氮化钠溶液的加料时间为30min35min左右，而水合肼溶液的加料时间为45min50min左右；料液加完后需继续反应6min10min;然后对化合器冷却，料液温度降至45i:以下，即进行出料、抽滤、水洗、脱水、干燥等工序，最终得到成品。实施例1:结合图1，原材料规格与要求水合肼(N2H^H20)AR，醋酸镍(NiAc2'4H20)CP，氮化钠(NaN3)CP，石墨1000目，醋酸(HAc)CP，乙醇(C2H5OH)CP，主要仪器及设备电动搅拌机；调压变压器；超级恒温水浴；高型烧杯(化合器)400mL，计量泵，布氏漏斗①65mm;过滤瓶1000mL，水浴烘箱，水循环式真空泵。按原料投料比(质量比)为Ni(Ac)2'4H20:NaN3:N2H4'H20=1.76:1:0.80，称取醋酸镍12.3g，用160mL纯水溶解，过滤后转入化合器内，再加进4.0mL醋酸和lOOmg石墨；再称取7.0g氮化钠和量取6.0mL水合肼，均用30mL纯水进行溶解和稀释，过滤后各自放入小烧杯内，备用。安装反应装置，标定好计量泵。在+亘温水浴中加热使底液升温至5(TC,同时开动搅拌器,调节电压至适当的搅拌状态。通过计量泵,缓慢、均匀、准确地滴加氮化钠和水合肼溶液，控制氮化钠加料时间为30min±5min，而水合肼的加料时间为45min±5min。加料完毕后恒温搅拌lOmin,然后进行水冷至35°C以下出料。上述制得的产品用布氏漏斗抽滤，并水洗23次，再用95%的乙醇浸洗1次。抽干后置于干燥盘中，室温下晾干，再放入55。C60。C水浴烘箱，干燥6h以上。所得叠氮肼镍为青色聚晶，处于49^im95pm之间的颗粒占到总颗粒数的67X以上，采用量筒和漏斗法，测得叠氮肼镍的假密度为0.58g/Cm30.63g/cm3。撞击感度10kg綞，55cm落高，20发试样，测得爆炸百分数。所测得性能参数见下表。摩擦感度70°摆角，1.23MPa，20发试样，测得爆炸百分数。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2:按原料投料比(质量比)为Ni(Ac)"H20:NaN3:N2H4'H20=1.76:1:0.80，称取醋酸镍14g，用120mL纯水溶解，过滤后转入化合器内，'再加进3.5mL醋酸和lOOmg石墨；再称取7.0g氮化钠和量取6.0mL水合肼，分别用卯mL和60mL纯水进行溶解和稀释，过滤后各自放入小烧杯内，备用。安装反应装置，标定好计量泵。在恒温水浴中加热使底液升温至70'C，同时开动搅拌器，调节电压至适当的搅拌状态。通过计量泵，缓慢、均匀、准确地滴加氮化钠和水合肼溶液，控制氮化钠加料时间为30min士5min，而水合肼的加料时间为45min士5min。加料完毕后恒温搅拌6min，然后进行水冷至35'C以下出料。实施例3:按原料投料比(质量比)为Ni(Ac)2'4H20:NaN3:N2H4.H20=1.76:1:0.80，称取醋酸镍12.3g，用120mL纯水溶解，过滤后转入化合器内，再加进3.5mL醋酸和100mg石墨；再称取7.0g氮化钠和量取5.6mL水合肼，分别用30mL和30mL纯水进行溶解和稀释，过滤后各自放入小烧杯内，备用。安装反应装置，标定好计量泵。在恒温水浴中加热使底液升温至65"C，同时开动搅拌器，调节电压至适当的搅拌状态。通过计量泵，缓慢、均匀、准确地滴加氮化钠和水合肼溶液，控制氮化钠加料时间为30min士2min，而水合肼的加料时间为45min±2min。加料完毕后恒温搅拌6min，然后进行水冷至35r以下出料。上述制得的产品用布氏漏斗抽滤，并水洗23次，再用95%的乙醇浸洗1次。抽干后置于干燥盘中，室温下晾干，再放入55'C60。C水浴烘箱，干燥6h以上。所得叠氮肼镍为深青色聚晶，处于66nm102pm之间的颗粒占到总颗粒数的65o乂以上，采用量筒和漏斗法，测得叠氮肼镍的假密度为0.62g/Cm30.71g/cm3，在高的化合温度和稀的反应溶液下，颗粒变大，假密度也增大，但得率会下降4%左右。经测试，叠氮肼镍的大致密度为2.12g/cm3，比硝酸肼镍(2.139g/cm3)略小一些。72h后的吸湿增重为0.019%，与斯蒂芬酸铅相近，所以其吸湿性同样很小。应用作为起爆药，测得的5s爆发点为193'C194'C，用普通导火索测取的50%发火的特征高度为46.3cm。撞击感度10kg落锤，55cm落高，测取20发试样的爆炸百分数为35%，而50。/。发火的特征落高为66.1cm;摩擦感度70'摆角，1.23MPa表压，测取20发试样的爆炸百分数为10%，分别低于太安炸药和K'D起爆药。静电火花感度按WJ1869-89标准，药量20mg，电容2000pF，串联电阻0，电压25kV，放电间隙0.18mm，点平；T=23°C，RH=48%。结果25发的爆炸百分数为0。对造粒黑索金的极限起爆药量铁加强帽时20mg，铝加强帽时25mg。叠氮肼镍的耐压性很好，压力在80MPa时，没有出现"压死"现象。权利要求1、一种叠氮肼镍制备方法，其特征在于将可溶性镍盐作为底液，所形成的底液中用醋酸调整pH值，并用石墨作药剂的改性添加物，氮化钠溶液和水合肼溶液分别滴加到底液中进行化合反应，然后保温、冷却、抽滤、水洗、脱水、干燥，得到叠氮肼镍成品。2、根据权利要求1所述的叠氮肼镍制备方法，其特征在于可溶性镍盐是醋酸镍或硝酸镍。3、根据权利要求1所述的叠氮肼镍制备方法，其特征在于氮化钠溶液的滴加时间为30i5min，水合肼溶液的滴加时间为45±5min，两者有50%的时间差。4、根据权利要求1的叠氮肼镍制备方法，其特征在于石墨改性添加物粒度在10pm以下。5、根据权利要求1所述的叠氮肼镍制备方法，其特征在于投料质量比Ni(Ac)2-4H20:NaN3:N2H4'H20=1.72.0:1:0.801.0。6、根据权利要求1所述的叠氮肼镍制备方法，其特征在于保温时间6min10min，冷却温度S45。C，水洗23次，乙醇脱水1次，干燥温度55°C60°C，干燥时间26h。7、根据权利要求1所述的叠氮肼镍制备方法，其特征在于反应温度为5(TC70°C。全文摘要本发明公开了一种叠氮肼镍制备方法。该方法将可溶性镍盐作为底液，所形成的底液中用醋酸调整pH值，并用石墨作药剂的改性添加物，氮化钠溶液和水合肼溶液分别滴加到底液中进行化合反应，然后保温、冷却、抽滤、水洗、脱水、干燥，得到叠氮肼镍成品。本发明pH值的控制方法简单，且由弱酸和弱酸盐组成的缓冲溶液，更使pH值稳定，有效性更持久，保证了药剂组成的单一性，其起爆能力也显著提高，从而更适合其作为起爆药使用；选用醋酸镍做原料，可避免使用硝酸盐而形成的少量硝酸肼镍物质，致使药剂性能变差或不稳定；由于滴加和时间差，保证氮化钠完全反应，叠氮肼镍得率高。文档编号C01B21/00GK101618866SQ200810122840公开日2010年1月6日申请日期2008年7月1日优先权日2008年7月1日发明者琳张,朱顺官,燕李,牟景艳申请人:南京理工大学