一种高能低感度含能化合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高能低感度含能化合物及其制备方法，其中，方法包括步骤：将4,4

【技术实现步骤摘要】
一种高能低感度含能化合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机含能材料
，尤其涉及一种高能低感度含能化合物及其制备方法。
技术背景
[0002]高能低感度化合物在国防和航空领域发挥着巨大的应用，尽管在过去的几十年间，高能钝感化合物得到了迅速的发展，但真正能够应用或者有巨大潜力的高能钝感化合物却十分稀少，主要是因为目前报道的高能钝感化合物自身存在以下缺陷：(1)含能化合物能量与安全性是一对自然对立的矛盾；(2)高能化合物普遍酸性较强，在其长期的储存和使用中，其会对金属外壳产生较大的腐蚀；(3)较强的酸性使得高能化合物在水中溶解度大，且由于含能化合物较难降解，当它们溶于水，渗透到地下水后会污染水源；(4)高能酸性化合物在结晶的过程中会与水结合成含能水合物，从而会降低自身的爆轰性能，其除水过程往往需要在高温环境下长时间加热才能去除，高温加热进一步引起安全隐患；(5)目前报道的绝大多数含能化合物合成工艺复杂，比如两种高能钝感炸药2，4，6
‑
三氨基
‑
3，5
‑
二硝基吡啶
‑1‑
氧化物(TADNPyO)和2，8
‑
二氨基
‑
3，7
‑
二硝基吡唑三嗪稠环化合物(DADNPT)，由于其合成步骤多达六步以上，造成其制造成本较高。
[0003]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高能低感度含能化合物及其制备方法，旨在解决现有高能低感度含能化合物的酸性较强、在水中溶解度较大、晶体含水、爆轰能量低的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种高能低感度含能化合物，其中，所述高能低感度含能化合物的结构式为：
[0007]一种高能低感度含能化合物的制备方法，其中，包括步骤：
[0008]将4,4
’
,5,5
’‑
四硝基
‑
2,2
’‑
联
‑
1氢
‑
咪唑分散在第一预定温度的第一溶剂中，制得TNBI热溶液；
[0009]将2,4,6
‑
三氨基
‑5‑
硝基吡啶
‑
1,3
‑
二氧分散在第二预定温度的第二溶剂中，制得TANPDO热溶液；
[0010]将所述TNBI热溶液和所述TANPDO热溶液混合，反应预定时间后，过滤制得高能低
感度含能化合物，所述高能低感度含能化合物的结构式为：
[0011]所述高能低感度含能化合物的制备方法，其中，所述TNBI溶液中，TNBI与第一溶剂的摩尔体积比为(0.05
‑
50)mmol：100ml。
[0012]所述高能低感度含能化合物的制备方法，其中，所述TANPDO溶液中，TANPDO与第二溶剂的摩尔体积比为(0.1
‑
30)mmol：100ml。
[0013]所述高能低感度含能化合物的制备方法，其中，所述第一溶剂和第二溶剂独立地选自水、DMSO、DMF、乙腈、甲醇和乙醇中的一种或多种。
[0014]所述高能低感度含能化合物的制备方法，其中，所述第一预定温度为40
‑
100℃，所述第二预定温度为40
‑
100℃。
[0015]所述高能低感度含能化合物的制备方法，其中，所述预定时间为5s
‑
2h。
[0016]有益效果：本专利技术提供了一种高能低感度含能化合物及其制备方法，所述高能低感度含能化合物(TNBI
‑
TANPDO)固体无酸性，在水中溶解度低约为21mg/100ml水、晶体中不含水、爆轰能量大、对撞击和摩擦均钝感。本专利技术提供的制备方法简单、反应条件温和，可使用水作为溶剂，对环境无污染，完全符合环保要求，且所述高能低感度含能化合物在水中生成，制备过程十分安全。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一种高能低感度含能化合物的制备方法流程图。
[0018]图2为本专利技术中涉及已报道的TNBI和TANPDO的合成路线图。
[0019]图3为本专利技术一种高能低感度含能化合物TNBI
‑
TANPDO的合成路线图。
[0020]图4为实施例1制备的高能低感度含能化合物的红外吸收光谱图。
[0021]图5为实施例1制备的高能低感度含能化合物的热重分析结果图。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种高能低感度含能化合物及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]现有技术中高能钝感化合物一般存在酸性高、在水中溶解度大、含水的问题。目前，仍使用TATB作为高能钝感炸药，但其爆轰能量仅为HMX(奥克托今)的65％，其已不能满足现代高能钝感炸药的使用需求，而HMX虽然具有很强的爆轰能量，但HMX机械感度高，容易造成事故。
[0024]基于此，本专利技术提供了一种高能低感度含能化合物的制备方法，如图1所示，其包括步骤：
[0025]S10、将4,4
’
,5,5
’‑
四硝基
‑
2,2
’‑
联
‑
1氢
‑
咪唑分散在第一预定温度的第一溶剂中，制得TNBI热溶液；
[0026]S20、将2,4,6
‑
三氨基
‑5‑
硝基吡啶
‑
1,3
‑
二氧分散在第二预定温度的第二溶剂中，
制得TANPDO热溶液；
[0027]S30、将所述TNBI热溶液和所述TANPDO热溶液混合，反应预定时间后，过滤制得高能低感度含能化合物，所述高能低感度含能化合物的结构式为：
[0028]具体来讲，超分子化合物一般是由具有对称性的弱酸性化合物和对称性的碱性化合物通过自组装而成(在路易斯酸点和路易斯碱点之间形成氢键)。由于紧凑的结构，使得超分子表现出优异的物理化学性能，例如良好的机械强度，韧性，较高的热分解温度等一系列优异的性能。而在含能材料中，酸性化合物一般会与碱性化合物成盐，然而当化合物的碱性进一步降低时，含能酸性化合物则很可能会与弱碱性化合物形成强氢键，以替代离子键。尤其是酸性含能水合物和弱碱性含能水合物，酸点和碱点往往与水结合成氢键，因此，若将具有对称性的酸性含能水合物和对称性的碱性含能水合物混在一起，酸点和碱点很可能会通过氢键直接相互结合，生成超分子含能材料。在超分子含能材料中水分子会被完全去除，含能化合物的酸性，结晶水，低能量密度的问题会被很好的解决。而且，由于在超分子结构中分子更加紧密的排列和结合，制备的超分子含能化合物往往会表现出较高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高能低感度含能化合物，其特征在于，所述高能低感度含能化合物的结构式为：2.一种高能低感度含能化合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：将4,4
’
,5,5
’‑
四硝基
‑
2,2
’‑
联
‑
1氢
‑
咪唑分散在第一预定温度的第一溶剂中，制得TNBI热溶液；将2,4,6
‑
三氨基
‑5‑
硝基吡啶
‑
1,3
‑
二氧分散在第二预定温度的第二溶剂中，制得TANPDO热溶液；将所述TNBI热溶液和所述TANPDO热溶液混合，反应预定时间后，过滤制得高能低感度含能化合物，所述高能低感度含能化合物的结构式为：3.根据权利要求2所述高能低感度含能化合物的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张计传，张嘉恒，王密，王振元，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：