专利名称：硝酸溶蚀制备球形化黑索今的方法
技术领域：
本发明涉及一种球形化黑索今(RDX)的制备方法，具体涉及一种采用硝酸溶蚀黑 索今从而实现球形化的方法。
背景技术：
球形化晶体与其它形状如棱柱状、针状、棒状晶体相比，有较好的堆积效果，加工 过程中与液体溶剂或高分子粘液混合时具有很好的流动性，加工成型性能更好。用球形化 的RDX与其它高分子粘结材料、添加剂等成分制成含能材料时，可以起到提含能化合物的 固含量、提高其能量，改善含能材料的加工性能等作用。Antoine E. D. M. van der Heijden 禾口 Richard H. B. Bouma(Crystallization and Characterization of RDX, HMX,and CL-20. CRYSTAL GROWTH &DESIGN, 2004, Vol. 4,NO. 5 999 1007)报道了用含水环己酮重结晶RDX可以改善RDX晶体的球形化效果，并分析了少 量水对于环己酮重结晶RDX的影响作用。本发明采用浓硝酸作为溶剂，在合适的温度、搅拌速率、硝酸浓度等条件下，利用 硝酸的溶蚀、以及溶解_结晶动态平衡作用，对RDX进行球形化，制备球形化RDX晶体，结果 大大提高了 RDX产品的松装密度，球形化RDX与液体石蜡混合物的粘度大大降低。本发明涉及的技术方案均采用浓硝酸作为溶剂进行处理，这样有利于减少有机溶 剂对环境的污染，可以利有现有RDX生产设备对硝酸进行回收，加之硝酸的价格便宜，因此 能带来低污染、成本低的效果。
发明内容
本发明涉及一种球形化黑索今的制备方法，具体包括以下步骤(1)取150至400千克当量RDX加入结晶釜中，加入500至1500升当量重量浓度 为80%至90%的硝酸，在室温下(25 °C )以200-400转/分钟的速率搅拌30分钟；(2)以2_3°C /分钟的速率将以上混合体系升温至60°C，保温，以300-500转/分 钟的速率搅拌2 4小时；(3)以1_2°C /分钟的速率将以上混合体系降至室温；(4)过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。本发明中使用的RDX是工厂出产的符合使用标准的产品，在经过处理以后，只改 变RDX形状，通过激光粒度仪测得的平均粒度降低5-15%，其化学纯度不发生改变，测得 RDX的松装密度增加10-40%，球形化RDX与液体石蜡混合体系的粘度相对未处理RDX与石 蜡混合体系的粘度下降15-45%。球形化处理前后的RDX晶体颗粒用扫描电子显微镜表征 其外观形貌。处理之前的RDX晶体颗粒如附图1所示，晶体粒子不是很规则，呈现块状，有 较多的棱角。球形化处理后的RDX晶体几乎没有棱角，形状也显得规则，呈现球形。球形化 处理后的RDX具有了规则的形状。本发明没有采用有机溶剂，减少了对环境的污染，技术设备可以利有现有RDX生
3产设备，还可以经济有效地对硝酸进行回收。本发明还涉及一种使用回收的RDX硝酸溶液进行球形化处理RDX的方法，其包 括(1)取150至400千克当量RDX加入结晶釜中，加入800至1500升当量重量硝酸溶 液，所述硝酸溶液是室温下(25°C )饱和或不饱和的RDX溶液，其中硝酸的重量浓度为80% 至90%，在室温下以200-400转/分钟的速率搅拌30分钟；(2)以2-3°C /分钟的速率将以上混合体系升温至60°C，保温，以300-500转/分 钟的速率搅拌2 4小时；(3)以1_2°C /分钟的速率将以上混合体系降至室温；(4)过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。
图1为球形化处理之前的RDX粒子的形貌。图2为球形化处理之后的RDX粒子的形貌。
具体实施方案在本发明的一个具体实施方案中，采用以下步骤制备球形化RDX (1)取150至400千克当量RDX加入结晶釜中，加入500至1500升当量重量浓度 为80%至90%的硝酸，在25 °C以200-400转/分钟的速率搅拌30分钟；(2)以2_3°C /分钟的速率将以上混合体系升温至60°C，保温，以300-500转/分 钟的速率搅拌2 4小时；(3)以1_2°C /分钟的速率将以上混合体系降至室温；(4)过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。经过处理以后，通过激光粒度仪测得的平均粒度降低5-15%，测得RDX的松装密 度增加10-40%，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降15-45%。球形化处理后的RDX晶 体几乎没有棱角，形状也显得规则，呈现球形。球形化处理后的RDX具有了规则的形状。本发明中所述的当量是一种比例关系，可以按这个比例放大，即RDX与硝酸的用 量为 150-400 千克500-1500 升。在本发明的另一个具体实施方案中，所用方法同上一实施方案，但是所用硝酸的 重量浓度为85%至90%，经过处理以后，通过激光粒度仪测得的平均粒度降低10-15%，测 得RDX的松装密度增加30-40%，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降35-45%。球形化 处理后的RDX晶体几乎没有棱角，形状也显得规则，呈现球形。球形化处理后的RDX具有了 规则的形状。在本发明的再一个具体实施方案中，所用方法同上一实施方案，但是所用硝酸的 重量浓度为85%至90%，在第(2)步中，以400-500转/分钟的速率搅拌3 4小时，经过 处理以后，通过激光粒度仪测得的平均粒度降低5-8%，测得RDX的松装密度增加35-45%， RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降40-45%。在本发明的一个具体实施方案中，使用回收的RDX硝酸溶液进行球形化处理RDX， 其包括
(1)取150至400千克当量RDX加入结晶釜中，加入800至1500升当量重量硝酸 溶液，所述硝酸溶液是25°C时的饱和RDX溶液，其中硝酸的重量浓度为80 %至90 %，在室温 下以200-400转/分钟的速率搅拌30分钟；(2)以2_3°C /分钟的速率将以上混合体系升温至60°C，保温，以300-500转/分 钟的速率搅拌2 4小时；(3)以1_2°C /分钟的速率将以上混合体系降至室温；(4)过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。经处理后，平均粒度由320 ii m降低5_10 %，测得RDX的松装密度增加30_40 %， RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降35-50%。球形化处理后的RDX晶体几乎没有棱角， 形状也显得规则，呈现球形。球形化处理后的RDX具有了规则的形状。在本发明的又一个具体实施方案中，所用方法同上一实施方案，但是所用硝酸的 重量浓度为85%至90%，经过处理以后，通过激光粒度仪测得的平均粒度降低5-10%，测 得RDX的松装密度增加45-50%，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降40-45%。在本发明的再又一个具体实施方案中，所用方法同上一实施方案，但是所用硝酸 的重量浓度为85%至90%，在第(2)步中，以400-500转/分钟的速率搅拌3 4小时，经 过处理以后，通过激光粒度仪测得的平均粒度降低5%，测得RDX的松装密度增加45-50%， RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降40-45%。球形化处理后的RDX晶体几乎没有棱角， 形状也显得规则，呈现球形。球形化处理后的RDX具有了规则的形状。本发明中所述的室温是在20°C 25°C，搅拌、过滤工艺没有特殊的要求，使用本 领域常用的设备和方法。本发明中的粒度是通过激光粒度仪进行测定的，其中平均粒度是 测试结果中给出的体积平均粒度。本发明中的粘度是用旋转式粘度计测定，具体的方法是 将50克RDX样品与100毫升液体石蜡进行混合，测定RDX与石蜡混合体系的粘度，用球形 化RDX-石蜡混合体系粘度相对球形化前RDX-石蜡混合体系粘度的降低来定量表征球形化 后的效果。为了更好理解本发明，以下列出几个具体的实施例，而不是用来限制本发明。实施例1在室温下将150g RDX加入2000ml结晶釜中，加入500ml重量浓度为80%的硝酸， 在25°C以200转/分钟的速率搅拌30分钟；再以2V /分钟的速率将以上混合体系升温至 60°C，保温，以300转/分钟的速率搅拌2小时；以1°C /分钟的速率将以上混合体系降至 室温；然后过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。经过处理以后，通过法国CILAS激光粒度仪测定粒度，结果测得的体积平均粒度 由230 ii m降至215 u m,测得RDX的松装密度增加10%，球形化的RDX与液体石蜡混合体系 相对球形化之前的RDX粘度下降15%。球形化处理后的RDX晶体几乎没有棱角，形状也显 得规则，呈现球形。球形化处理后的RDX具有了规则的形状。实施例2在室温下将400千克当量RDX加入2000ml结晶釜中，加入500ml重量浓度为90% 的硝酸，在25°C以400转/分钟的速率搅拌30分钟；再以2°C /分钟的速率将以上混合体 系升温至60°C，保温，以300转/分钟的速率搅拌4小时；以2°C /分钟的速率将以上混合 体系降至室温；然后过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。经过处理以后，通过法
5国CILAS激光粒度仪测定粒度，结果测得的体积平均粒度由230 u m降至210 u m,测得RDX 的松装密度增加20%，RDX与液体石蜡混合体系的粘度下降25%。球形化处理后的RDX晶 体几乎没有棱角，形状也显得规则，呈现球形。球形化处理后的RDX具有规则的形状。实施例3在室温下将400g RDX加入2000ml结晶釜中，加入1500ml重量浓度为90%的硝 酸，在25°C以400转/分钟的速率搅拌30分钟；再以2°C /分钟的速率将以上混合体系升温 至60°C，保温，以300转/分钟的速率搅拌4小时；以2°C /分钟的速率将以上混合体系降 至室温；然后过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。经过处理以后，通过法国CILAS 激光粒度仪测定粒度，结果测得的体积平均粒度由230 y m降至210 y m,测得RDX的松装密 度增加50%，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降45%。实施例4取150g RDX加入2000ml结晶釜中，加入800ml重量硝酸溶液，所述硝酸溶液是 25°C时的饱和RDX溶液，其中硝酸的重量浓度为80%，在室温下以200转/分钟的速率搅拌 30分钟；以2°C /分钟的速率将以上混合体系升温至60°C，保温，以300转/分钟的速率搅 拌2小时；再以2V /分钟的速率将以上混合体系降至室温；过滤、用蒸馏水清洗后干燥得 球形化RDX晶体。经处理后，通过法国CILAS激光粒度仪测定粒度，结果测得的体积平均粒度由 280 u m降至275 u m,测得RDX的松装密度增加30%，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下 降35%。球形化处理后的RDX晶体几乎没有棱角，形状也显得规则，呈现球形。球形化处理 后的RDX具有了规则的形状。实施例5取400g RDX加入2000ml结晶釜中，加入1500ml重量硝酸溶液，所述硝酸溶液是 25°C时的饱和RDX溶液，其中硝酸的重量浓度为80%，在室温下以400转/分钟的速率搅拌 30分钟；以;TC /分钟的速率将以上混合体系升温至60°C，保温，以500转/分钟的速率搅 拌4小时；再以2V /分钟的速率将以上混合体系降至室温；过滤、用蒸馏水清洗后干燥得 球形化RDX晶体。经处理后，通过法国CILAS激光粒度仪测定粒度，结果测得的体积平均粒度由 280 u m降至270 u m,测得RDX的松装密度增加40%，RDX与液体石蜡混合体系的粘度下降 45%。球形化处理后的RDX晶体几乎没有棱角，形状也显得规则，呈现球形。球形化处理后 的RDX具有了规则的形状。球形化处理后的RDX具有规则的形状。
权利要求
一种球形化黑索今的制备方法，包括(1)取150至400千克当量RDX加入结晶釜中，加入500至1500升当量重量浓度为80％至90％的硝酸，以200 400转/分钟的速率搅拌30分钟；(2)以2 3℃/分钟的速率将以上混合体系升温至60℃，保温，以300 500转/分钟的速率搅拌2 4小时；(3)以1 2℃/分钟的速率将以上混合体系降至室温；(4)过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体；经过处理以后，RDX平均粒度较处理前降低在5 15％，松装密度增加10 40％，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降15 45％，球形化处理后的RDX具有了规则的球形。
2.根据权利要求1所述的方法，其中硝酸的重量浓度为85%至90%，经过处理以后， RDX的平均粒度降低10-15%，松装密度增加30-40%，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下 降 35-45%
3.根据权利要求1所述的方法，其中硝酸的重量浓度为85%至90%，在第⑵步中，以 400-500转/分钟的速率搅拌3 4小时，经过处理以后，RDX的平均粒度降低5_8%，松装 密度增加35-45%，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降40-45%。
4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中加入的硝酸溶液是饱和或不饱和的 RDX硝酸溶液。
5.根据权利要求4所述的方法，其中硝酸的重量浓度为85%至90%。
6.根据权利要求4所述的方法，其中在第(2)步中，以400-500转/分钟的速率搅拌 3 4小时，经过处理以后，RDX的平均粒度降低5%，松装密度增加45-50%，RDX与液体石 蜡中混合体系的粘度下降40-45%。
全文摘要
本发明涉及一种硝酸溶蚀制备球形化黑索今的方法,球形化RDX制备方法(1)取150至400克当量RDX加入结晶釜中，加入500至1500毫升当量重量浓度为80％至90％的硝酸，在25℃以200-400转/分钟的速率搅拌30分钟；(2)以2-3℃/分钟的速率将以上混合体系升温至60℃，保温，以300-500转/分钟的速率搅拌2～4小时；(3)以1-2℃/分钟的速率将以上混合体系降至室温；(4)过滤、用蒸馏水清洗后干燥得球形化RDX晶体。经过处理以后，平均粒度降低5-15％，测得RDX的松装密度增加10-40％，RDX与液体石蜡中混合体系的粘度下降15-45％。球形化处理后的RDX晶体几乎没有棱角，形状也显得规则，呈现球形。
文档编号C07D251/06GK101979384SQ20101028470
公开日2011年2月23日 申请日期2010年12月4日 优先权日2010年12月4日
发明者刘云飞, 李丽洁, 李燕月, 金韶华, 陈华雄, 陈树森 申请人:北京理工大学