專利名稱：一種相穩(wěn)定硝酸銨添加劑及其相穩(wěn)定硝酸銨制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種相穩(wěn)定硝酸銨添加劑及其相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法，屬于應用化學領域。
背景技術：
硝酸銨(AN)是國內(nèi)外普遍采用的工業(yè)炸藥及固體推進劑的氧化劑之一。但是，硝酸銨在常壓下存在五種熱力學上穩(wěn)定的晶型，每種晶型僅在一定溫度范圍內(nèi)存在。當由一種晶形轉變成另一種晶形時，體積將隨著晶體結構和晶格體積而改變。這種相轉變現(xiàn)象不利于硝酸銨的使用，如果溫度發(fā)生周期性變化，能量和晶體密度體積也會隨之變化，在室溫范圍內(nèi)這種變化尤為明顯，以致于硝酸銨的內(nèi)凝聚力發(fā)生變化，長時間存放較易結塊，影響了硝酸銨的使用。硝酸銨本身的多晶性、吸濕性和結塊性三者之間是相互關聯(lián)的。少量水分的存在是硝酸銨發(fā)生晶變的重要條件，硝酸銨吸濕后，鄰近顆粒之間就會形成的鹽橋，使得硝酸按的顆粒緊緊結合在一起，導致嚴重的結塊。如果溫度發(fā)生周期性的變化，也會導致硝酸銨藥柱的體積不斷變化且性能下降，影響了以硝酸銨為主要原料制成的固體推進劑和工業(yè)炸藥的爆炸性能，致使AN在工業(yè)炸藥及推進劑領域的應用受到限制。因此，采取有效的措施抑制或防止硝酸銨在使用溫度范圍內(nèi)發(fā)生相轉變即制備相穩(wěn)定的硝酸銨是十分必要的。
在制備相穩(wěn)定硝酸銨時，常用的相穩(wěn)定添加劑有無機鹽或金屬氧化物、表面活性劑及聚合物等，但過多雜質(zhì)的引入，會降低硝酸銨的純度，也使其能量上受到損失。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制硝酸銨II III相轉變的2，3-二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇的脂肪酸酯類化合物作為相穩(wěn)定添加劑及其相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是:一種相穩(wěn)定硝酸銨添加劑，所述的添加劑為2，3- 二羥甲基-2 ，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四月桂酸酯(BHDBTL)、2，3- 二羥甲基_2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四棕櫚酸酯(BHDBTP)或2，3- 二羥甲基_2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四硬脂酸酯(BHDBTS)，所述添加劑加入量為硝酸銨質(zhì)量分數(shù)的廣3%。
一種相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法，包括以下步驟:
將烘干研磨粉碎過篩后的硝酸銨、2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4_ 丁二醇的脂肪酸酯類化合物加入氯仿中，充分攪拌，回流，減壓蒸餾過濾后干燥，將其研磨后過篩，再烘干至恒重。
所述的化合物為2，3-二羥甲基-2，3-二硝基-1，4_丁二醇四月桂酸酯(BHDBTL)、2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四棕櫚酸酯(BHDBTP)或2，3- 二羥甲基_2，3- 二硝基-1，4-丁二醇四硬脂酸酯(BHDBTS)，所述的添加劑的添加量為硝酸銨質(zhì)量分數(shù)的I 3%。
所述硝酸銨的粒徑為40 60目。
1.與普通的有機物改性劑相比，BHDBTL、BHDBTP和BHDBTS是分子結構對稱且均含有兩個硝基的脂肪酸酯，用其制備的相穩(wěn)定硝酸銨的性能會有一定的改善。
2.BHDBTL, BHDBTP和BHDBTS分子結構中均含有極性基團羰基和硝基，通過靜電作用能與硝酸銨分子中的離子結合，使得相穩(wěn)定硝酸銨晶變溫度升高或者焓變減小，甚至可以使晶變數(shù)減少。
3.當添加量為1%_3%時，BHDBTL都有抑制硝酸銨III II相轉變的效果，當BHDBTL添加量為1%、2%時，使硝酸銨III II相轉變溫度分別提高至92.080C >93.22°C，當添加量為3%時，使III II的晶變峰消失。
4.當BHDBTP添加量為1%_3%時，使硝酸銨III II的晶變峰消失，均有抑制硝酸銨IIP II相轉變的效果。
5.當BHDBTS添加量為1%_3%時，使硝酸銨III II的晶變峰消失，均有抑制硝酸銨IIP II相轉變的效果。


圖1為實施例1 BHDBTL相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖2為實施例2 BHDBTL相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖3為實施例3 BHDBTL相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖4為實施例4 BHDBTP相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖5為實施例5 BHDBTP相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖6為實施例6 BHDBTP相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖7為實施例7 BHDBTS相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖8為實施例8 BHDBTS相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
圖9為實施例9 BHDBTS相穩(wěn)定硝酸銨的DSC曲線。
具體實施方式
實施例1
BHDBTL相穩(wěn)定硝酸銨的制備
硝酸銨用水重結晶后并干燥至恒重。將20g硝酸銨烘干研磨粉碎過篩￠0目)后的硝酸銨加入30mL的氯仿中，加入0.2g BHDBTL，攪拌，回流0.5h，減壓蒸餾，過濾后干燥，將其研磨后過篩(60目)，在80°C下烘干至恒重。得到BHDBTL改性過的硝酸銨AN115
表I當添加量為1%時，BHDBTL相穩(wěn)定硝酸銨的DSC數(shù)據(jù)
權利要求
1.一種相穩(wěn)定硝酸銨添加劑，其特征在于所述的添加劑為2，3-二羥甲基-2，3-二硝基-1，4- 丁二醇的脂肪酸酯類化合物，所述添加劑加入量為硝酸銨質(zhì)量分數(shù)的f 3%。
2.根據(jù)權利要求1所述的相穩(wěn)定硝酸銨添加劑，其特征在于所述的化合物為2，3-二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四月桂酸酯、2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四棕櫚酸酯或2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四硬脂酸酯。
3.一種相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法，其特征在于包括以下步驟:將烘干研磨粉碎過篩后的硝酸銨、2，3-二羥甲基-2，3-二硝基-1，4-丁二醇的脂肪酸酯類化合物加入氯仿中，充分攪拌，回流，減壓蒸餾過濾后干燥，將其研磨后過篩，再烘干至恒重。
4.根據(jù)權利要求3所述的相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法，其特征在于所述的化合物為2，3-二羥甲基-2，3-二硝基-1，4-丁二醇四月桂酸酯、2，3-二羥甲基-2，3-二硝基-1，4- 丁二醇四棕櫚酸酯或2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇四硬脂酸酯，所述的化合物的添加量為硝酸銨質(zhì)量分數(shù)的廣3%。
5.根據(jù)權利要求3所述的相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法，其特征在于所述硝酸銨的粒徑為40 60目。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相穩(wěn)定硝酸銨添加劑及其相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法，所述添加劑為2,3-二羥甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四月桂酸酯(BHDBTL)、2,3-二羥甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四棕櫚酸酯(BHDBTP)或2,3-二羥甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硬脂酸酯(BHDBTS)。相穩(wěn)定硝酸銨的制備方法為將烘干研磨粉碎過篩后的硝酸銨加入氯仿中，添加劑的加入量分別為硝酸銨質(zhì)量分數(shù)的1~3%，攪拌，回流0.5h，減壓蒸餾，過濾后干燥，將其研磨后過篩，再烘干至恒重。本發(fā)明采用的添加劑與普通的有機物改性劑相比，分子結構中均含有兩個硝基，用其制備的相穩(wěn)定硝酸銨的性能會有一定的改善。當添加量為1%-3%時，均有抑制硝酸銨Ⅲ~Ⅱ相轉變的效果，且BHDBTP、BHDBTS對硝酸銨改性的效果要優(yōu)于BHDBTL。
文檔編號C01C1/18GK103172086SQ201310117089
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權日2013年4月3日
發(fā)明者周新利, 王娟, 劉大斌 申請人:南京理工大學