[发明专利]一种包覆RDX和HMX的方法及其包覆材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种包覆RDX和HMX的包覆材料及其包覆RDX和HMX的制备方法，属于应用化学领域。

背景技术

硝胺类炸药的主要代表是黑索今(RDX)和奥克托今(HMX)。它们具有爆轰稳定、爆速高等优点，均广泛用于弹药装药，或作为发射药和火箭推进剂的重要部分。上世纪后期，硝胺炸药已经成为最引人注目的一类炸药，由于硝胺炸药的爆炸气态产物生成量较高，具有很高的作功能力和能量水平，但是其对外界的撞击及摩擦反应较敏感，这给推进剂的研制、贮运及使用增加了严重的安全风险，一定程度上限制了硝胺炸药的进一步应用。

目前，改善RDX和HMX感度的方法有两种：一是在其合成的过程中控制晶体生长，使颗粒尽可能接近于球形，进而减少颗粒表面的晶体缺陷，以达到降感的目的；二是以某类材料对其进行表面包覆。后者已成为RDX和HMX降感的主要手段，原因是可采用的包覆材料较多，能进行不同工艺上的筛选，以达到其应用目的。

包覆RDX和HMX的材料可分为含能材料和非含能材料：含能材料主要包括有TNT、NTO和TATB等；非含能材料主要包括键合剂类、惰性聚氨酯类、钝感材料(如硬脂酸、石墨等)和其他高分子材料，如氟橡胶等。非含能材料包覆的RDX和HMX具有一定的能量损失，而以TNT、NTO等含能材料包覆后的RDX和HMX尽管能量损失较小，但在降低感度方面依然有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够包覆RDX和HMX的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物作为包覆材料的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种包覆RDX和HMX的包覆材料，所述的包覆材料为2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物，所述包覆材料加入量为RDX或HMX质量分数的3～5%。

所述的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物为2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四月桂酸酯(BHDBTL)、2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硬脂酸酯(BHDBTS)或2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四(12-羟基硬脂酸)酯(BHDBTHS)中任意一种。

所述包覆材料的化学结构式分别如下：

一种包覆RDX和HMX的制备方法，包括以下步骤：

将RDX或HMX、2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物加入丙酮或DMSO中，充分搅拌，加热至50℃，将其混合液用保温滴管滴入快速搅拌的水中，过滤后干燥。

所述的包覆材料的添加量为RDX或HMX质量分数的3～5%。

所述的干燥温度不高于50℃。

本发明的优点是：

1.与传统的惰性材料相比，BHDBTL、BHDBTS、BHDBTHS是分子结构对称且均含有两个硝基的脂肪酸酯，用其包覆后的RDX和HMX的性能会有一定的改善。

2.BHDBTL、BHDBTS、BHDBTHS包覆的RDX的撞击感度和摩擦感度均显著低于单质RDX的撞击感度和摩擦感度。

3.BHDBTL、BHDBTS、BHDBTHS包覆的HMX的撞击感度均显著低于单质HMX的撞击感度，摩擦感度有下降的趋势。

具体实施方式

下述实施例中的2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的脂肪酸酯类化合物及其制备方法已在专利201310081488.0中被保护。

实施例1

BHDBTL的制备

2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇（1mmol，0.24g），月桂酸（6mmol，1.2g），二氯甲烷10mL，DCC（5mmol，1.03g），DMAP（0.2mmol，0.024g），室温搅拌，TLC跟踪，待2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇反应完全时，停止反应。100mL(2×50mL)CHCl₃对产物提取，收集CHCl₃相，减压浓缩，粗产物经甲醇重结晶，再用丙酮重结晶。收率为78.8%。

3%BHDBTL包覆RDX的制备

将5gRDX加入30mL的丙酮中，加入0.15g BHDBTL，50℃下搅拌0.5h，将其混合液用保温滴管滴入快速搅拌的水中，滴加完毕后，搅拌5min，过滤后50℃下干燥得到改性过的RDX-3%BHDBTL。

实施例2

4%BHDBTL包覆RDX的制备