一種特質(zhì)3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及炸藥領(lǐng)域，特別涉及一種特質(zhì)3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮的制備方法。【背景技術(shù)】
[0002] 3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(ΝΤ0 )，是一種能量接近環(huán)三亞甲基三硝胺，感度接近三 氨基三硝基苯的高能鈍感炸藥。20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的 合成、性能、結(jié)構(gòu)及混合炸藥配方開(kāi)展了廣泛的研究，研究表明3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的 爆轟性能和感度大小與晶體形貌關(guān)系密切。
[0003] 3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮存在兩種晶型:α和β，α晶型為穩(wěn)定的三斜晶系，α晶型為 不穩(wěn)定的三斜晶系，典型的晶體呈棒狀，而且容易團(tuán)聚，產(chǎn)品的粒徑大，晶體缺陷多，導(dǎo)致感 度提高，限制使用范圍。
[0004] 合成反應(yīng)過(guò)程直接得到的3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮呈典型的棒狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)徑比約 為3:1，對(duì)沖擊波敏感，成型性能差，在鑄裝炸藥中會(huì)導(dǎo)致裝藥時(shí)的粘度增高，不利于澆鑄， 在3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的使用中，必須解決由于3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮結(jié)晶形貌導(dǎo) 致的成型困難的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種特質(zhì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制備方法，本發(fā)明提 供的制備方法得到的特質(zhì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮粒度大、晶體表面圓滑、無(wú)明顯菱角。
[0006] 本發(fā)明提供了一種特質(zhì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制備方法，包括以下步驟：
[0007] 提供3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液；
[0008]通過(guò)冷卻介質(zhì)對(duì)所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到特質(zhì)3-硝 基-1，2,4-三唑-5-酮。
[0009] 優(yōu)選的，所述冷卻介質(zhì)為醇類(lèi)溶劑。
[0010] 優(yōu)選的，所述冷卻介質(zhì)為乙二醇或乙醇。
[0011] 優(yōu)選的，所述冷卻介質(zhì)的溫度為-20°C~-27°c。
[0012] 優(yōu)選的，所述冷卻結(jié)晶的冷卻速率為6°C/min~8°C/min。
[0013] 優(yōu)選的，所述冷卻結(jié)晶過(guò)程中的冷卻速率先高后低。
[0014] 優(yōu)選的，所述冷卻結(jié)晶的起始溫度為60°C~68°C，所述冷卻結(jié)晶的終止溫度低于0 〇C。
[0015] 優(yōu)選的，所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液的質(zhì)量濃度為7%~8%。
[0016] 優(yōu)選的，所述3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮溶液中的溶劑為N-甲基吡咯烷酮。
[0017]優(yōu)選的，所述冷卻結(jié)晶后還包括：
[0018] 將所述冷卻結(jié)晶得到的物料進(jìn)行固液分離。
[0019] 本發(fā)明提供了一種特質(zhì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制備方法，包括以下步驟:提 供3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液;通過(guò)冷卻介質(zhì)對(duì)所述3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液進(jìn)行 冷卻結(jié)晶，得到特質(zhì)3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮。本發(fā)明通過(guò)冷卻介質(zhì)對(duì)3-硝基-1，2，4-三 唑-5-酮溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，采用重結(jié)晶技術(shù)提高單質(zhì)炸藥晶體密度，減少晶體內(nèi)部缺陷， 消除表面瑕疵，表面光滑密實(shí)，控制晶體形狀和粒度，從而提高單質(zhì)炸藥品質(zhì)，滿(mǎn)足成型性 能。實(shí)施例實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，得到的特質(zhì)3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮顆粒尺寸達(dá)180微米，形貌 呈球形，圓度值達(dá)0.9,降低沖擊波感度低，長(zhǎng)短軸比值為1.05~1.1，晶體表面光滑，棱角 少，類(lèi)球形有利于降低炸藥感度。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1用到的3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮制備原料顯微結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的特質(zhì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮顯微結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明提供了一種特質(zhì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮的制備方法，包括以下步驟： [0023] 提供3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液；
[0024] 通過(guò)冷卻介質(zhì)對(duì)所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到特質(zhì)3-硝 基-1，2,4-三唑-5-酮。。
[0025] 本發(fā)明提供的方法，通過(guò)冷卻介質(zhì)對(duì)3-硝基-1，2,4-三唑-5-酮溶液進(jìn)行冷卻結(jié) 晶，采用重結(jié)晶技術(shù)提高單質(zhì)炸藥晶體密度，減少晶體內(nèi)部缺陷，消除表面瑕疵，表面光滑 密實(shí)，控制晶體形狀和粒度，從而提高單質(zhì)炸藥品質(zhì)，滿(mǎn)足成型性能。
[0026] 本發(fā)明采用冷卻介質(zhì)對(duì)3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶。在本發(fā)明 中，所述3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液中的溶劑優(yōu)選包括N-甲基吡咯烷酮，更優(yōu)選為N-甲 基吡咯烷酮水溶液。本發(fā)明對(duì)所述3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液的配制方法沒(méi)有特殊的限 制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員孰知的溶液配制技術(shù)方案即可。本發(fā)明的實(shí)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，具體在攪拌的條件下，加速溶解3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮的溶解。在本發(fā)明中，所述N-甲基吡咯烷酮水溶液中N-甲基吡咯烷酮與水的體積 比優(yōu)選為(0.8~1.5): 3，進(jìn)一步優(yōu)選為1: 3;本發(fā)明中所述溶解溫度優(yōu)選為60°C~70°C，進(jìn) 一步優(yōu)選為65°C~68°C。
[0027] 在本發(fā)明中，所述3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為7%~8%，進(jìn) 一步優(yōu)選為7.2%~7.5%。
[0028] 得到提供3-硝基-1，2，4_三唑-5-酮溶液后，本發(fā)明通過(guò)冷卻介質(zhì)對(duì)所述3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到特質(zhì)3-硝基-1，2,4_三唑-5-酮。在本發(fā)明中，所 述冷卻介質(zhì)優(yōu)選為醇類(lèi)溶劑，進(jìn)一步優(yōu)選為乙二醇或乙醇。本發(fā)明中冷卻介質(zhì)使用量?jī)?yōu)選 為150~200L，更優(yōu)選為165~185L。
[0029]在本發(fā)明中，所述冷卻介質(zhì)的溫度優(yōu)選為_(kāi)20°C~_27°C，更優(yōu)選為_(kāi)22°C~25°C， 本發(fā)明中冷卻介質(zhì)的溫度優(yōu)選通過(guò)冷卻裝置控制，對(duì)所述冷卻裝置沒(méi)有特殊要求，采用本 領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的冷卻裝置即可，本申請(qǐng)實(shí)施例中采用河南鞏義市予華儀器有限公司 生產(chǎn)的型號(hào)為SL-20L的玻璃釜;在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，所述冷卻介質(zhì)的溫度可具體為-21 。(3、-23。(3、-24。(3或-26。(3。
[0030] 在本發(fā)明中，所述冷卻結(jié)晶的冷卻速率優(yōu)選為6°C/min~8°C/min，更優(yōu)選為6.5 °C/min~7.5°C/min;在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，所述冷卻速率可具體為6°C/min、7°C/min或8 °C/min〇
[0031]本發(fā)明中，所述冷卻結(jié)晶過(guò)程優(yōu)選冷卻速率先高后低，本發(fā)明中通過(guò)控制冷卻介 質(zhì)的溫度來(lái)控制冷卻速率，本發(fā)明實(shí)施例中冷卻結(jié)晶時(shí)間優(yōu)選為l〇min~15min，進(jìn)一步優(yōu) 選為llmin~13min〇
[0032] 本發(fā)明中，所述冷卻結(jié)晶的起始溫度優(yōu)選為60°C~68°C，更優(yōu)選為62°C~65°C;所 述冷卻結(jié)晶的終止溫度優(yōu)選為〇°C以下，更優(yōu)選為-10°c~-4°c，本申請(qǐng)實(shí)施例中冷卻終止 溫度可具體為_(kāi)8°C、_5°C或_4°C〇
[0033] 本發(fā)明中，冷卻結(jié)晶過(guò)程優(yōu)選采用雙層蛇管結(jié)晶釜，對(duì)所述雙層蛇管結(jié)晶釜的容 量沒(méi)有特殊要求，本申請(qǐng)實(shí)施例中雙層蛇管結(jié)晶釜的容量?jī)?yōu)選為200L。本發(fā)明使用的雙層 蛇管結(jié)晶釜主體形狀為半球形，具有蛇形盤(pán)狀結(jié)構(gòu)的冷凝管，冷卻結(jié)晶面積大于0.5m2,在 冷卻結(jié)晶過(guò)程中能緩和由于釜體長(zhǎng)徑比過(guò)大造成的物料分配不均的問(wèn)題;攪拌速度可調(diào)選 用三葉推進(jìn)式攪拌，可促進(jìn)雙層蛇管結(jié)晶釜內(nèi)物料在徑向、軸向之間的傳質(zhì)、傳熱;雙層蛇 管結(jié)晶釜內(nèi)壁光潔度高;有利于冷卻結(jié)晶過(guò)程中晶體均勻成長(zhǎng)，得到外觀形狀較好的晶體， 有效控制粒度成長(zhǎng)速度，改善粒度分布狀況。
[0034]完成所述結(jié)晶后，本發(fā)明優(yōu)選將所述結(jié)晶后的物料進(jìn)行固液分離，得到特質(zhì)3-硝 基-1，2,4-三唑-5-酮。本發(fā)明對(duì)所述固液分離的方法沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)