含能硝化棉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含能硝化棉及其制备方法，属于火炸药领域。含能硝化棉的制备，将原材料粉碎后经过酯化、驱酸置换、煮洗、精洗、混合配制、脱水的步骤得到含能硝化棉。本发明专利技术的制备方法较现有生产工艺，提前将纤维素粉碎至所需粒径范围，减少了后续细断过程，缩短了含能硝化棉制造流程，大幅度的降低了含能硝化棉生产能耗，可有效解决现有含能硝化棉的制备工艺复杂，生产能耗高的问题。生产能耗高的问题。生产能耗高的问题。

【技术实现步骤摘要】
含能硝化棉及其制备方法


[0001]本专利技术属于火炸药领域，具体涉及一种含能硝化棉及其制备方法。

技术介绍

[0002]硝化纤维素(又叫硝化棉，英文Nitrocellulose，缩写NC)是单基药、双基药、三基药、改性双基、交联改性双基及复合改性双基推进剂的主要成分。
[0003]目前含能硝化棉有两种制备方法：一种是传统硝化棉生产，以精制棉为主要原料。精制棉以棉短绒精制而成，其外形酷似棉花，由于疏解后的精制棉假密度低，导致酯化反应过程须使用较大的酸棉比，以确保酯化质量和物料流动。另一种是以浆粕为原材料，其中木浆粕以木纤维为原料，棉浆粕以棉纤维为原料，其纤维素通过精制、打浆、压板制成一定厚度、宽度的浆粕卷，然后在硝化前须将浆粕卷切片至一定规格尺寸的块状颗粒再送至硝化器与混酸进行酯化反应。由于浆粕物料假密度大，酯化反应所需酸棉比较小，但混酸中硝酸含量高、反应温度高，导致酯化过程硝酸挥发损失大。酯化后的酸棉混合物经驱酸、洗涤、煮洗后送至细断机，硝化纤维素在细断机的作用力下被剪切和分丝帚化，并控制一定细断粒度，细断后的硝化纤维素经洗涤、混同、脱水后进行包装，送至后续发射药制造。细断过程是含能硝化棉的耗能大户，其电耗约占硝化纤维素整个生产过程的50％。
[0004]浆粕硝化棉通常在产品质量上具有优势，但因浆粕致密片状的形态导致其硝化反应相对困难，需要的反应温度高、反应时间长、硝酸浓度高，工艺条件要求较高。目前以浆粕为原材料生产高品质硝化棉主要是采用切片机对原材料浆粕进行预处理，切片机为国外进口设备，造价高，且对浆粕物理指标(如:基重、密度、厚度)要求严格，切刀的使用寿命短，使用维护成本高。
[0005]2011年8月5日CN201110223454.1公开了一种木浆硝化棉生产方法。该方法中驱水过程加酒精(酒精的浓度>95％)控制木浆硝化棉润湿剂含量35％，润湿剂为酒精和水的总量，润湿剂含量过高会升高用户使用成本，润湿剂含量过低不符合国家安全储存及运输要求。该技术采用的生产工艺条件要求高，其反应温度高、反应时间长、硝酸浓度高。
[0006]2015年9月24日CN201510616171.1公开了一种硝化棉及其生产方法。该方法针对木浆粕硝化棉的制备，预先对木浆粕进行绒化处理，同时为了克服原料容易结块无法充分硝化的缺陷，需要在硝化过程中进行打散处理。因此该方法仍然无法完全解决现有技术的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是现有含能硝化棉的制备工艺复杂，生产能耗高的问题。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：含能硝化棉的制备方法，将原材料粉碎后经过酯化、驱酸置换、煮洗、精洗、混合配制、脱水的步骤得到含能硝化棉。
[0009]上述含能硝化棉的制备方法，具体包括如下步骤：
[0010]a.预处理：根据含能硝化棉生产品种的细断度要求，将原料粉碎为一定粒径范围的粉状物料；
[0011]b.酯化处理：用混酸对步骤a得到的粉状物料进行酯化处理，所述混酸按质量百分比为硝酸20
‑
25％，水7
‑
18％，氧化氮≤2.0％，其余为硫酸；
[0012]c.将步骤b处理后的物料经驱酸置换、煮洗、精洗、混合配制、脱水后得到含能硝化棉。
[0013]上述步骤a中，采用粉碎机根据实际需要的含能硝化棉生产品种的细断度要求对原料进行粉碎，粉碎机筛网可选用对应的筛网精度(粉碎机筛网精度与硝化棉细断度的对照关系如图1所示)。
[0014]上述原料为精制棉和/或木浆粕。
[0015]上述步骤b中，酯化处理的酸棉比(混酸与原料的质量比)为30
‑
35。
[0016]上述步骤b中，酯化处理的温度为20
‑
35℃。
[0017]上述步骤b中，酯化处理的时间为25
‑
30min。
[0018]上述步骤b中，所述硝酸的质量分数为98％，硫酸质量分数为98％。
[0019]含能硝化棉，由上述含能硝化棉的制备方法制备得到。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将原料粉碎的方式制备含能硝化棉产品。粉碎后的纤维素物料形态均匀，可提高物料在混酸中反应均匀性。粉碎纤维素较精制棉而言，在混酸中的分散性和流动性更好，同时可降低酸棉比(现有技术中，精制棉酸棉比一般为40
‑
60)减少了混酸投入量，更容易实现输送过程的在线计量。粉碎纤维素较浆粕而言，其粉体物料表面积大，酯化效果更充分，降低了酯化反应难度，减少了酯化过程硝酸挥发，降低了混酸中硝酸含量和反应温度，反应过程中硝酸损耗更低(现有技术中，浆粕混酸中硝酸含量约50％，酯化温度约50
‑
55℃，酯化时间60～70分钟)。
[0021]酯化后的硝化纤维素经驱酸、洗涤，控制一定的物料残酸度，送至搅拌煮洗釜内完成安定处理和控制粘度。由于粉状物料具有良好的流动性，因此，煮洗釜出料可实现自动出料，较精制棉而言，降低了煮洗人工出料劳动强度。
[0022]本专利技术的制备方法较现有生产工艺，提前将纤维素粉碎至所需粒径范围，减少了后续细断过程，缩短了含能硝化棉制造流程，大幅度的降低了含能硝化棉生产能耗。
附图说明
[0023]图1为粉碎机筛网精度与硝化棉细断度的对照关系图；
[0024]图2为本专利技术技术方案的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0025]本专利技术的技术方案，具体可以按照以下方式实施。
[0026]含能硝化棉的制备方法：将原材料粉碎后经过酯化、驱酸置换、煮洗、精洗、混合配制、脱水的步骤得到含能硝化棉。
[0027]上述含能硝化棉的制备方法，具体包括如下步骤：
[0028]a.预处理：根据含能硝化棉生产品种的细断度要求，将原料粉碎为一定粒径范围的粉状物料；
[0029]b.酯化处理：用混酸对步骤a得到的粉状物料进行酯化处理，所述混酸按质量百分比为硝酸20
‑
25％，水7
‑
18％，氧化氮≤2.0％，其余为硫酸；
[0030]c.将步骤b处理后的物料经驱酸置换、煮洗、精洗、混合配制、脱水后得到含能硝化棉。
[0031]优选的，上述步骤a中，采用粉碎机根据实际需要的含能硝化棉生产品种的细断度要求对原料进行粉碎，粉碎机筛网可选用对应的筛网精度(粉碎机筛网精度与硝化棉细断度的对照关系如图1所示)。
[0032]更优选的是，上述原料为精制棉和/或木浆粕。
[0033]本专利技术的制备方法同时适用于精制棉硝化棉和浆粕硝化棉两种硝化棉的制备，用于精制棉硝化棉生产时由于粉碎物料具有良好的流动性，因此减小了酯化反应所需酸棉比；同时由于粉碎物料面积更大，反应会更加充分，本专利技术在保证产品的质量的基础上极大程度的降低了生产能耗。
[0034]用于木浆粕和精制棉制备硝化棉时，浆粕粉末形态使其硝化反应变得容易，需要的反应温度降低、反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含能硝化棉的制备方法，其特征在于：将原材料粉碎后经过酯化、驱酸置换、煮洗、精洗、混合配制、脱水的步骤得到含能硝化棉。2.根据权利要求1所述的含能硝化棉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：a.预处理：根据含能硝化棉生产品种的细断度要求，将原料粉碎为一定粒径范围的粉状物料；b.酯化处理：用混酸对步骤a得到的粉状物料进行酯化处理，所述混酸按质量百分比为硝酸20
‑
25％，水7
‑
18％，氧化氮≤2.0％，其余为硫酸；c.将步骤b处理后的物料经驱酸置换、煮洗、精洗、混合配制、脱水后得到含能硝化棉。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仁旭，姜鲲，邱清海，林宏，马君，余跃海，阳洪，袁满，王源，程从勇，章大杰，孟先利，刘偲粲，
申请(专利权)人：中国万宝工程有限公司，
类型：发明
国别省市：