[发明专利]2,4,6-三氨基-5-硝基嘧啶-1,3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料

说明书

本发明公开了2，4，6‑三氨基‑5‑硝基嘧啶‑1，3‑二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料，其制备方法包括以下步骤：(1)制得2，4，6‑三氨基‑5‑硝基嘧啶‑1，3‑二氧化物的高氯酸饱和水溶液；(2)2，4，6‑三氨基‑5‑硝基嘧啶‑1，3‑二氧化物的高氯酸饱和水溶液置于烧杯中，然后静置于恒温培养箱中，蒸发溶剂，依次经过晶核的形成，晶粒长大，晶体形成，过滤，干燥，得到2，4，6‑三氨基‑5‑硝基嘧啶‑1，3‑二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料。本发明的晶体材料具有燃烧速度快，燃烧火焰大，燃烧残渣少等优点，在高能固体推进剂中具有很强的应用前景。

技术领域

本发明属于含能材料领域，具体涉及到2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料、其制备方法及用途，本发明在高能固体推进剂方面具有良好应用前景。

背景技术

含能材料是一类由氧化剂和可燃物构成，并能独立进行氧化还原化学反应并输出能量的化合物或混合物。在传统的含能化合物，如六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、1，3，5，7-四硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷(HMX)、1，3，5-三硝基-1，3，5-三氮杂环己烷(RDX)的构筑中，氧化剂 (如硝基)和可燃物组分(如-CH₂-骨架)组分通常是集成在一个分子中。但是氧化剂和可燃组分本质上的不相容性使得氧化剂和可燃物在一个分子内的集成非常困难。通常情况下，含能化合物能量的提高是伴随着其稳定性降低和对环境敏感性的增加。因此，我们提出一种新的将氧化剂和可燃物组分通过分子间自组装形成含能晶体的方法。这种分子自组装含能晶体由于氧化组分和可燃组分布在不同分子中，其能量和安全具有更好的可调性。

高氯酸作为常见氧化剂，其铵盐(即高氯酸铵)已经广泛应用到各种武器弹药和推进剂配方中。但是将高氯酸与含能化合物通过自组装形成晶体材料的研究甚为稀少。目前，关于 2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料的制备无公开文献报道。该自组装含能晶体具有高密度、高能量和适合感度等优点，是具有很大潜在应用价值的高能炸药。此外，该材料还具有燃烧速度快，燃烧火焰大，燃烧残渣少等优点，在高能固体推进剂中具有很强的应用前景。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料及制备方法和用途，为发展新型含能材料提供新的方法和材料选择可能性。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料，其分子结构式为

更进一步的方案是：

其空间群为Pbca；晶胞体积为2015.2(7)；晶胞参数为：a＝12.410(2)，b＝9.9590(19)， c＝16.305(3)，alpha＝90，beta＝90，gamma＝90。

本发明还提供了上述2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物的高氯酸饱和水溶液制备

将足量2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物加入到一定浓度的高氯酸水溶液中，温度在0℃～70℃，溶解，过滤，得2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物的高氯酸饱和水溶液；

(2)2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料的制备

2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物的高氯酸饱和水溶液置于烧杯中，然后静置于恒温培养箱中，蒸发溶剂，依次经过晶核的形成，晶粒长大，晶体形成，过滤，干燥，得到2，4，6- 三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧化物与高氯酸自组装含能晶体材料。