一种特质3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及炸药领域，特别涉及一种特质3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮的制备方法。【背景技术】
[0002] 3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(ΝΤ0 )，是一种能量接近环三亚甲基三硝胺，感度接近三 氨基三硝基苯的高能钝感炸药。20世纪80年代以来，国内外对3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的 合成、性能、结构及混合炸药配方开展了广泛的研究，研究表明3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的 爆轰性能和感度大小与晶体形貌关系密切。
[0003] 3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮存在两种晶型:α和β，α晶型为稳定的三斜晶系，α晶型为 不稳定的三斜晶系，典型的晶体呈棒状，而且容易团聚，产品的粒径大，晶体缺陷多，导致感 度提高，限制使用范围。
[0004] 合成反应过程直接得到的3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮呈典型的棒状结构，长径比约 为3:1，对冲击波敏感，成型性能差，在铸装炸药中会导致装药时的粘度增高，不利于浇铸， 在3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的使用中，必须解决由于3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮结晶形貌导 致的成型困难的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种特质3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制备方法，本发明提 供的制备方法得到的特质3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮粒度大、晶体表面圆滑、无明显菱角。
[0006] 本发明提供了一种特质3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制备方法，包括以下步骤：
[0007] 提供3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液；
[0008]通过冷却介质对所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液进行冷却结晶，得到特质3-硝 基-1，2,4-三唑-5-酮。
[0009] 优选的，所述冷却介质为醇类溶剂。
[0010] 优选的，所述冷却介质为乙二醇或乙醇。
[0011] 优选的，所述冷却介质的温度为-20°C~-27°c。
[0012] 优选的，所述冷却结晶的冷却速率为6°C/min~8°C/min。
[0013] 优选的，所述冷却结晶过程中的冷却速率先高后低。
[0014] 优选的，所述冷却结晶的起始温度为60°C~68°C，所述冷却结晶的终止温度低于0 〇C。
[0015] 优选的，所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液的质量浓度为7%~8%。
[0016] 优选的，所述3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮溶液中的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
[0017]优选的，所述冷却结晶后还包括：
[0018] 将所述冷却结晶得到的物料进行固液分离。
[0019] 本发明提供了一种特质3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制备方法，包括以下步骤:提 供3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液;通过冷却介质对所述3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液进行 冷却结晶，得到特质3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮。本发明通过冷却介质对3-硝基-1，2，4-三 唑-5-酮溶液进行冷却结晶，采用重结晶技术提高单质炸药晶体密度，减少晶体内部缺陷， 消除表面瑕疵，表面光滑密实，控制晶体形状和粒度，从而提高单质炸药品质，满足成型性 能。实施例实验结果表明，得到的特质3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮颗粒尺寸达180微米，形貌 呈球形，圆度值达0.9,降低冲击波感度低，长短轴比值为1.05~1.1，晶体表面光滑，棱角 少，类球形有利于降低炸药感度。
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例1用到的3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮制备原料显微结构图；
[0021]图2为本发明实施例1提供的特质3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮显微结构图。
【具体实施方式】
[0022] 本发明提供了一种特质3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制备方法，包括以下步骤： [0023] 提供3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液；
[0024] 通过冷却介质对所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液进行冷却结晶，得到特质3-硝 基-1，2,4-三唑-5-酮。。
[0025] 本发明提供的方法，通过冷却介质对3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮溶液进行冷却结 晶，采用重结晶技术提高单质炸药晶体密度，减少晶体内部缺陷，消除表面瑕疵，表面光滑 密实，控制晶体形状和粒度，从而提高单质炸药品质，满足成型性能。
[0026] 本发明采用冷却介质对3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液进行冷却结晶。在本发明 中，所述3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液中的溶剂优选包括N-甲基吡咯烷酮，更优选为N-甲 基吡咯烷酮水溶液。本发明对所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液的配制方法没有特殊的限 制，采用本领域技术人员孰知的溶液配制技术方案即可。本发明的实施例，采用N-甲基吡咯 烷酮水溶液溶解3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮，具体在搅拌的条件下，加速溶解3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的溶解。在本发明中，所述N-甲基吡咯烷酮水溶液中N-甲基吡咯烷酮与水的体积 比优选为(0.8~1.5): 3，进一步优选为1: 3;本发明中所述溶解温度优选为60°C~70°C，进 一步优选为65°C~68°C。
[0027] 在本发明中，所述3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液的质量分数优选为7%~8%，进 一步优选为7.2%~7.5%。
[0028] 得到提供3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液后，本发明通过冷却介质对所述3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮溶液进行冷却结晶，得到特质3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮。在本发明中，所 述冷却介质优选为醇类溶剂，进一步优选为乙二醇或乙醇。本发明中冷却介质使用量优选 为150~200L，更优选为165~185L。
[0029]在本发明中，所述冷却介质的温度优选为_20°C~_27°C，更优选为_22°C~25°C， 本发明中冷却介质的温度优选通过冷却装置控制，对所述冷却装置没有特殊要求，采用本 领域技术人员所熟知的冷却装置即可，本申请实施例中采用河南巩义市予华仪器有限公司 生产的型号为SL-20L的玻璃釜;在本申请的实施例中，所述冷却介质的温度可具体为-21 。(3、-23。(3、-24。(3或-26。(3。
[0030] 在本发明中，所述冷却结晶的冷却速率优选为6°C/min~8°C/min，更优选为6.5 °C/min~7.5°C/min;在本申请的实施例中，所述冷却速率可具体为6°C/min、7°C/min或8 °C/min〇
[0031]本发明中，所述冷却结晶过程优选冷却速率先高后低，本发明中通过控制冷却介 质的温度来控制冷却速率，本发明实施例中冷却结晶时间优选为l〇min~15min，进一步优 选为llmin~13min〇
[0032] 本发明中，所述冷却结晶的起始温度优选为60°C~68°C，更优选为62°C~65°C;所 述冷却结晶的终止温度优选为〇°C以下，更优选为-10°c~-4°c，本申请实施例中冷却终止 温度可具体为_8°C、_5°C或_4°C〇
[0033] 本发明中，冷却结晶过程优选采用双层蛇管结晶釜，对所述双层蛇管结晶釜的容 量没有特殊要求，本申请实施例中双层蛇管结晶釜的容量优选为200L。本发明使用的双层 蛇管结晶釜主体形状为半球形，具有蛇形盘状结构的冷凝管，冷却结晶面积大于0.5m2,在 冷却结晶过程中能缓和由于釜体长径比过大造成的物料分配不均的问题;搅拌速度可调选 用三叶推进式搅拌，可促进双层蛇管结晶釜内物料在径向、轴向之间的传质、传热;双层蛇 管结晶釜内壁光洁度高;有利于冷却结晶过程中晶体均匀成长，得到外观形状较好的晶体， 有效控制粒度成长速度，改善粒度分布状况。
[0034]完成所述结晶后，本发明优选将所述结晶后的物料进行固液分离，得到特质3-硝 基-1，2,4-三唑-5-酮。本发明对所述固液分离的方法没有特殊的限制，采用本领