[發明專利]一種高氯酸碳酰肼合鋅的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010173985.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111393334B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張同來;李志敏;楊利;李新銳
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C07C281/06
• 分類號: C07C281/06;C06B45/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

本發明涉及一種高氯酸碳酰肼合鋅的制備方法及應用，屬于起爆藥、民用爆破器材、含能材料技術領域。本發明所述方法通過硝酸鋅水溶液和碳酰肼水溶液先反應再與高氯酸鹽水溶液進行反應制得高氯酸碳酰肼合鋅產物或者通過高氯酸鹽水溶液與硝酸鋅水溶液先反應再與碳酰肼水溶液反應制得高氯酸碳酰肼合鋅產物，該方法避免了直接使用高氯酸，原料價廉易得，安全性高；采用該方法制備的高氯酸碳酰肼合鋅流散性好、粒度分布范圍窄、得率高，在起爆藥、火工藥劑、火藥、混合炸藥類含能材料、民用起爆器材中具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種高氯酸碳酰肼合鋅的制備方法及應用，屬于起爆藥、民用爆破器材、含能材料技術領域。

背景技術

高氯酸碳酰肼合鋅，是一種含能配合物，作為起爆藥已經在民用爆破器材行業廣泛使用，具有安全、無污染、高能、適用范圍廣泛的特點，適用于各種工業雷管的裝配使用、特別適用于當前興起的高新技術起爆器材——工業電子雷管的裝配使用，已經在國內多家企業工業規模生產使用多年。

在現行的高氯酸碳酰肼合鋅生產過程中需要直接使用到高氯酸。高氯酸是一種強氧化劑，具有強烈的腐蝕性和爆炸性，在生產、運輸、貯存和使用過程中易發生危險，已被國家多個部門列為嚴格管制的化工材料，給使用高氯酸帶來了難以克服的困難。同時，由于在高氯酸的生產過程中會產生氯氣、次氯酸等強氧化性副產物，對設備和周邊的環境產生嚴重的腐蝕和污染，國家多個部門對高氯酸的生產也采取了嚴格的管理和控制措施，使得高氯酸極難得，成了價格昂貴的緊缺物資。因此，急需要尋找取代高氯酸法制備高氯酸碳酰肼合鋅的技術路線和工藝過程，解決高氯酸碳酰肼合鋅起爆藥生產和使用的技術難題。

發明內容

針對制備高氯酸碳酰肼合鋅起爆藥現有技術中存在的不足和所面臨的原材料供應困難，本發明提供一種高氯酸碳酰肼合鋅的制備方法及應用，該方法通過硝酸鋅水溶液和碳酰肼(縮寫：CHZ)水溶液先反應再與高氯酸鹽水溶液進行反應或者通過高氯酸鹽水溶液與硝酸鋅水溶液先反應再與碳酰肼水溶液反應制得高氯酸碳酰肼合鋅產物，避免了直接使用高氯酸，原料價廉易得，安全性高；采用該方法制備的高氯酸碳酰肼合鋅流散性好、粒度分布范圍窄、得率高，在起爆藥、火工藥劑、火藥、混合炸藥類含能材料、民用起爆器材中具有很好的應用前景。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種高氯酸碳酰肼合鋅的制備方法，所述方法步驟如下：

(1)原料水溶液的配制

配制碳酰肼和含有晶形控制劑I的水溶液，記為碳酰肼溶液；在碳酰肼溶液中，碳酰肼的質量分數為5％～50％，晶形控制劑I的質量分數為0.001％～0.005％，pH值在5～6之間即可，晶形控制劑I為吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、羧甲基纖維素鈉、糊精和聚丙烯酰胺中的至少一種；

配制硝酸鋅和含有晶形控制劑Ⅱ的水溶液，記為硝酸鋅溶液；在硝酸鋅溶液中，硝酸鋅的質量分數為5％～30％，晶形控制劑Ⅱ的質量分數為0.001％～0.005％，pH值在3～6之間即可，晶形控制劑Ⅱ為吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、糊精和聚丙烯酰胺中的至少一種；

配制高氯酸鹽和含有晶形控制劑Ⅲ的水溶液，記為高氯酸鹽溶液；在高氯酸鹽溶液中，高氯酸鹽的質量分數為4％～30％，晶形控制劑Ⅲ的質量分數為0.001％～0.005％，pH值在4～6之間即可，晶形控制劑Ⅲ為吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、糊精和聚丙烯酰胺中的至少一種；

(2)化合過程

先將硝酸鋅溶液和碳酰肼溶液在40℃～80℃下攪拌反應20min～30min，形成硝酸碳酰肼合鋅溶液；再將硝酸碳酰肼合鋅溶液與高氯酸鹽溶液在40℃～80℃℃下攪拌反應10min～60min，冷卻、過濾、洗滌、干燥，得到高氯酸碳酰肼合鋅；

或者，