六硝基芪的纯化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐热单质炸药六硝基芪的纯化方法，属于炸药制备领域。
【背景技术】
[0002]六硝基芪(HNS)是一种性能优良的耐热炸药，具有优良的起爆和传爆性能，适用于-200?250°C的高低温和真空环境。六硝基芪常用于制造耐热柔性导爆索、切割索和耐热炸药装药，用于耐热火工药剂和传爆药装药，在宇航、地下勘探开发中得到应用；而圆3也可用作铸装梯恩梯(TNT)的晶癖改良剂，以改善装药的力学性能，减少铸装大口径弹药中出现的底隙，提高发射安全性。
[0003]HNS由于它的高温(+300°C )和低温(_200°C )的工作特征及与聚四氟乙烯的相容性，可以制成用于美国NASA的高级阿波罗系统中阿波罗月球表面试验组件的大型塑料粘结炸药(PBX)装药，用来探测月球表面引起的地震波。目前国内外高温、超高温石油射孔弹的主体炸药装药是HNS。
[0004]HNS另一个非常重要的用途是用它制造结晶TNT。结晶TNT的实质是其内含有少量HNS的TNT混合炸药。1968年瑞典Bofors公司首先发明结晶TNT，在TNT中加入少量HNS作为成核剂抑制其过冷，从而得到精细结构优质装药。研究表明:结晶TNT不是TNT和HNS的简单混合物，其中部分HNS以配合物(TNT)2.HNS形式存在，这种配合物起成核剂和晶型改良剂的作用。HNS熔化在TNT中因其熔点很高而形成大量晶核，使TNT凝固成无序排列的细小晶体。
[0005]国内外制造的HNS的通用方法所得产品存在杂质偏多，熔点低，堆积密度小、批次质量一致性差，流散性不佳等质量问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种六硝基芪的纯化方法，得到高品质HNS产品，解决了以往产品存在的熔点低，堆积密度小、批次质量一致性差，流散性不佳等质量问题。
[0007]实现本发明目的的技术解决方案是:一种六硝基芪的纯化方法，包括如下步骤:
[0008](I)采用HNS粗品质量10-15倍的20 % -50 %的双氧水(H2O2)极性溶剂对HNS粗品进行氧化处理，除去水溶性杂质，其氧化处理温度为40-50°C ;
[0009](2)将第⑴步的过滤滤饼，采用与HNS粗品质量8-12倍的丙酮-乙醇非极性-极性混合溶剂，进行纯化处理，除去有机杂质，纯化处理温度为50-55 °C ;
[0010](3)将第⑵步的过滤物，采用与HNS粗品质量12-15倍的二甲基甲酰胺-二甲亚砜混合溶剂，进行重结晶，先升温到60-70°C，后慢慢降温至50±2.5°C，此过程循环反复6-10 次；
[0011](4)最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到HNS产品。
[0012]步骤(I)中，氧化处理时间为l_2h。
[0013]步骤⑵中，丙酮-乙醇非极性-极性混合溶剂中丙酮与乙醇的质量比为0.8-1:1 ;纯化处理时间为l-2ho
[0014]步骤(3)中，二甲基甲酰胺-二甲亚砜混合溶剂中二甲基甲酰胺与二甲亚砜质量比为 0.7-0.85:0.15-0.3。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点是:
[0016](I)通过对HNS粗品进行极性溶剂氧化处理、极性-非极性混合溶剂纯化处理、以及专用混合溶剂高低温扰动重结晶处理的方法，得到高品质HNS产品，其熔点达到317-318。。;纯度 99.5% 以上;堆积密度提高 20% -30%，达到 0.60-0.75g/cm3。
[0017](2)产品颗粒分布均匀，表面光滑，流散性提高30% -45%。
[0018](3)产品质量一致性明显改善。
【具体实施方式】
[0019]首先，采用HNS粗品质量10-15倍的30% -50%的双氧水极性溶剂氧化处理，除去水溶性杂质，其氧化处理温度40-50°C，氧化时间l_2h ;第二步，将第一步的过滤滤饼，采用与HNS质量8-12倍的丙酮-乙醇(质量比0.8-1:1)非极性-极性混合溶剂，进行纯化处理，除去有机杂质，纯化处理温度50-55°C，纯化处理时间l_2h ;第三步，将第二步的过滤物，采用HNS质量12-15倍的专用二甲基甲酰胺-二甲亚砜混合溶剂(质量比0.7-0.85:
0.15-0.3)、窄范围高低温扰动重结晶处理的方法，重结晶处理时，先升温至60-70°C，再慢慢降温至50±2.5°C，此降温、升温过程轮流进行6-10次其目的是扰动干扰重结晶过程，促进HNS颗粒表面光滑与颗粒粒度分布的均匀；第四步，最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到尚品质HNS广品。
[0020]上述处理之后，得到高品质HNS产品，解决了以往产品存在的熔点低，堆积密度小、批次质量一致性差，流散性不佳的质量问题。
[0021]实例I制备1g级HNS
[0022]采用10ml 50 %的双氧水(H2O2)极性溶剂氧化处理，氧化处理温度40°C，氧化时间Ih ;第二步，将第一步的过滤滤饼，采用40ml丙酮-40ml乙醇组成的混合溶剂，进行纯化处理，纯化处理温度55°C，纯化处理时间Ih ;第三步，将第二步的过滤物，采用60ml 二甲基甲酰胺-40ml 二甲亚砜混合溶剂进行重结晶处理，处理温度70°C，慢慢降温至50°C，在50±2.5°C范围内，进行降温、升温6次轮流进行的扰动干扰，促进HNS颗粒表面光滑与颗粒粒度分布的均匀；第四步，最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到高品质HNS产品。
[0023]实施效果:其熔点317-318°C ;纯度99.7% ;堆积密度；0.69g/cm3;产品颗粒分布均匀，表面光滑，流散性提高38 %。
[0024]实例2制备10g级HNS
[0025]采用1000ml40%的双氧水(H2O2)极性溶剂氧化处理，氧化处理温度50°C，氧化时间Ih ;第二步，将第一步的过滤滤饼，采用400ml丙酮-400ml乙醇组成的混合溶剂，进行纯化处理，纯化处理温度55°C，纯化处理时间Ih ;第三步，将第二步的过滤物，采用600ml 二甲基甲酰胺-400ml 二甲亚砜混合溶剂进行重结晶处理，处理温度70°C，慢慢降温至50°C，在50±2.5°C范围内，进行降温、升温10次轮流进行的扰动干扰，促进HNS颗粒表面光滑与颗粒粒度分布的均匀；第四步，最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到高品质HNS产品。
[0026]实施效果:其熔点317-318°C;纯度99.7%;堆积密度0.72g/cm3 ;产品颗粒分布均匀，表面光滑，流散性提高41 %。
[0027]实例3制备10g级HNS
[0028]采用IlOOml 30 %的双氧水(H2O2)极性溶剂氧化处理，氧化处理温度50°C，氧化时间1.5h ;第二步，将第一步的过滤滤饼，采用500ml丙酮-300ml乙醇组成的混合溶剂，进行纯化处理，纯化处理温度50°C，纯化处理时间Ih;第三步，将第二步的过滤物，采用650ml 二甲基甲酰胺-350ml 二甲亚砜混合溶剂进行重结晶处理，处理温度70°C，慢慢降温至50 °C，在50 ± 2.5 °C范围内，进行降温、升温8次轮流进行的扰动干扰，促进HNS颗粒表面光滑与颗粒粒度分布的均匀；第四步，最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到高品质HNS产品O
[0029]实施效果:熔点317-318°C ;纯度99.6% ;堆积密度0.73g/cm3 ;产品颗粒分布均匀，表面光滑，流散性提高45 %。
[0030]实例4以I kg级HNS的高品质制备
[0031 ] 采用15L 30 %的双氧水(H2O2)极性溶剂氧化处理，氧化处理温度50°C，氧化时间2h;第二步，将第一步的过滤滤饼，采用4L丙酮-4L乙醇组成的混合溶剂，进行纯化处理，纯化处理温度55°C，纯化处理时间2h ;第三步，将第二步的过滤物，采用8L 二甲基甲酰胺-2L二甲亚砜混合溶剂进行重结晶处理，处理温度70°C，慢慢降温至50°C，在50±2.5°C范围内，进行降温、升温8次轮流进行的扰动干扰，促进HNS颗粒表面光滑与颗粒粒度分布的均匀；第四步，最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到高品质HNS产品。
[0032]实施效果:熔点达到317-318°C;纯度99.7%;堆积密度0.72g/cm3 ;产品颗粒分布均匀，表面光滑，流散性提高41 %。
【主权项】
1.一种六硝基芪的纯化方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)采用HNS粗品质量10-15倍的20%-50%的双氧水极性溶剂对HNS粗品进行氧化处理，除去水溶性杂质，其氧化处理温度为40-50°C ; (2)将第⑴步的过滤滤饼，采用与HNS粗品质量8-12倍的丙酮-乙醇非极性-极性混合溶剂，进行纯化处理，除去有机杂质，纯化处理温度为50-55 °C ; (3)将第⑵步的过滤物，采用与HNS粗品质量12-15倍的二甲基甲酰胺-二甲亚砜混合溶剂，进行重结晶，先升温到60-70°C，后慢慢降温至50±2.5°C，此过程循环反复6_10次； (4)最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到HNS产品。2.如权利要求1所述的六硝基芪的纯化方法，其特征在于，步骤(I)中，氧化处理时间为 l_2h03.如权利要求1所述的六硝基芪的纯化方法，其特征在于，步骤(2)中，丙酮-乙醇非极性-极性混合溶剂中丙酮与乙醇的质量比为0.8-1:1 ;纯化处理时间为l_2h。4.如权利要求1所述的六硝基芪的纯化方法，其特征在于，步骤(3)中，二甲基甲酰胺-二甲亚砜混合溶剂中二甲基甲酰胺与二甲亚砜质量比为0.7-0.85:0.15-0.3。
【专利摘要】本发明公开了一种六硝基芪的纯化方法，采用HNS粗品质量10-15倍的20％-50％的双氧水极性溶剂对HNS粗品进行氧化处理，除去水溶性杂质，其氧化处理温度为40-50℃；将第(1)步的过滤滤饼，采用与HNS粗品质量8-12倍的丙酮-乙醇非极性-极性混合溶剂，进行纯化处理，除去有机杂质，纯化处理温度为50-55℃；将第(2)步的过滤物，采用与HNS粗品质量12-15倍的二甲基甲酰胺-二甲亚砜混合溶剂，进行重结晶，先升温到60-70℃，后慢慢降温至50±2.5℃，此过程循环反复6-10次；最后慢慢降温至室温，过滤，干燥，得到HNS产品。本发明通过对HNS粗品进行极性溶剂氧化处理、极性-非极性混合溶剂纯化处理、以及专用混合溶剂高低温扰动重结晶处理的方法，得到高品质HNS产品。
【IPC分类】C07C201/16, C07C205/06
【公开号】CN105001093
【申请号】CN201510379994
【发明人】陆明, 周新利, 王鹏程, 李斌栋
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月1日