[發(fā)明專利]一種超臨界氣體抗溶劑法進(jìn)行高氯酸銨改性工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711147397.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN107986922A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)慶;李召環(huán);趙利軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李國(guó)慶
• 主分類號(hào): C06B29/22
• 分類號(hào): C06B29/22
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 王瑞玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高氯酸銨細(xì)化及包覆改性方法，具體為一種超臨界氣體抗溶劑法進(jìn)行高氯酸銨改性工藝。

背景技術(shù)

高氯酸銨（AP）是一種氧化劑，可作為固體推進(jìn)劑，爆破炸藥、煙火藥等含能材料的一種組分。超細(xì)高氯酸銨（AP）的粒度降至10μm以下，推進(jìn)劑的燃速隨粒度的減小而急劇增大。除在推進(jìn)劑中占有重要地位以外，超細(xì)AP在反坦克武器的開發(fā)、汽車安全氣囊及煙幕彈等研究領(lǐng)域中的應(yīng)用也發(fā)揮重要作用。

然而高氯酸銨具有較強(qiáng)的吸水性，易導(dǎo)致超細(xì)粉團(tuán)聚，尤其是亞微米及納米粒級(jí)的粉體，這影響了超細(xì)高氯酸銨性能的發(fā)揮。為此，研究者們?cè)诔?xì)高氯酸銨包覆改性方面開展了許多工作。北京理工大學(xué)的楊榮杰等人采用液相分離法，用P-200高分子材料對(duì)AP表面進(jìn)行包覆，但這種包覆法仍存在后處理問(wèn)題；南京理工大學(xué)張付清等人采用攪拌研磨使高氯酸銨與亞鉻酸銅形成復(fù)合粒子（小于1μm），使亞鉻酸銅粒子嵌入、粘附于AP粒子表面構(gòu)成復(fù)合粒子，較好解決了高氯酸銨與亞鉻酸銅的團(tuán)聚與混合不均勻的問(wèn)題（張付清，李春俊，劉宏英等. 亞鉻酸銅/高氯酸銨超細(xì)復(fù)合粒子的制備與性能研究[J].含能材料,1999,7(4):156-158.），但由于在復(fù)合前，先采用研磨法制備超細(xì)AP顆粒，會(huì)引起點(diǎn)陣晶格畸變和物料污染問(wèn)題；南京理工大學(xué)的鄧國(guó)棟等人用硝化棉進(jìn)行高氯酸銨表面改性，將溶有硝化棉和硅烷偶聯(lián)劑KH-550的乙醇/丙酮混合溶液與高氯酸銨加入捏合機(jī)中進(jìn)行充分混合，然后用烘箱干燥，使AP表面包有改性劑硝化棉，干燥后再用氣流粉碎法進(jìn)行超細(xì)化粉碎，形成了平均粒度為2.5μm的包覆有硝化棉的AP 細(xì)顆粒。由于是先包覆后采用氣流粉碎法進(jìn)行細(xì)化，會(huì)導(dǎo)致改性后的AP粒子硝化棉包覆層有破壞（鄧國(guó)棟,劉宏英. 超細(xì)高氯酸銨的防聚結(jié)技術(shù)[J].火炸藥學(xué)報(bào),2009,32(1):9-12.）；李鳳生等人用三種方法對(duì)超細(xì)AP進(jìn)行了表面改性：一是對(duì)原料進(jìn)行處理，在AP細(xì)化前加入防聚結(jié)劑；二是在粉體制備過(guò)程中加入防聚結(jié)劑；三是對(duì)制備好的粉體用防聚結(jié)劑進(jìn)行處理，由于第二和第三種工藝復(fù)雜，常用的是第一種方法，第一種方法的采用，也限制了細(xì)化工藝的選擇。

因此，要從根本上防止超細(xì)高氯酸銨團(tuán)聚，最有效的方法是在超細(xì)化過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行表面包覆與改性處理，使其一旦細(xì)化成小顆粒就處于良好的分散狀態(tài)，不形成團(tuán)聚。但是到目前為止，還對(duì)于超細(xì)高氯酸銨的包覆，還沒有一種行之有效的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有高氯酸銨細(xì)化及包覆改性技術(shù)均存在各自不同缺點(diǎn)的問(wèn)題，提供一種超臨界氣體抗溶劑法進(jìn)行高氯酸銨改性工藝。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種超臨界氣體抗溶劑法進(jìn)行高氯酸銨改性工藝，包括以下步驟：

（1）設(shè)定高壓釜恒溫水浴的溫度，待溫度穩(wěn)定在設(shè)定值25～31℃后，保持10～15分鐘；（2）將高氯酸銨溶解于丙酮溶劑中，配制濃度為1.0～1.3 g/100ml的高氯酸銨丙酮溶液，同時(shí)將包覆劑硬脂酸溶于丙酮溶劑中，配制濃度為0.8～1.3 g/100ml的硬脂酸丙酮溶液；（3）將上述配制好的高氯酸銨丙酮溶液和硬脂酸丙酮溶液以重量比為1：2～4的比例混合，攪拌均勻后置于高壓釜中預(yù)熱，待混合溶液溫度與高壓釜溫度一致后，向高壓釜中通入作為抗溶劑的超臨界二氧化碳?xì)怏w，進(jìn)氣速率為33～35 Kg/h；（4）當(dāng)高壓釜的壓力達(dá)到9～12MPa之間后，迅速泄壓至常壓，丙酮溶劑、二氧化碳抗溶劑通過(guò)減壓氣化完全去除，高氯酸銨細(xì)微粒首先從溶液中結(jié)晶析出，隨后包覆劑硬脂酸析出，均勻地包覆在高氯酸銨顆粒表面；（5）用干燥二氧化碳?xì)怏w吹洗高壓釜，收集被高壓釜內(nèi)金屬燒結(jié)過(guò)濾片截留并析出的高氯酸銨細(xì)顆粒，即為本發(fā)明所述的平均粒徑為2～5μm包覆有硬脂酸的高氯酸銨細(xì)顆粒。

二氧化碳?xì)怏w抗溶劑過(guò)程同時(shí)細(xì)化、包覆AP的原理：