三乙烯二胺高氯酸盐含能化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三乙烯二胺高氯酸盐含能化合物的制备方法，其步骤为：高氯酸铵经浓盐酸酸化后，加入三乙烯二胺和碱金属盐，经反应形成三乙烯二胺高氯酸盐，其中，碱金属盐选自氯化钾和氯化钠中的一种或两种。本发明专利技术制备的含能化合物在外界激发能的作用下能够被起爆，并且具有很好的输出威力，该方法具有工艺流程简单、产率高、母液可循环、废水处理量小、所制备产物能量可调控等特点。所制备产物能量可调控等特点。

【技术实现步骤摘要】
三乙烯二胺高氯酸盐含能化合物的制备方法


[0001]本专利技术属于含能化合物
，特别涉及一种三乙烯二胺高氯酸盐含能化合物的制备方法。

技术介绍

[0002]随着点火或起爆器材对耐温的要求越来越高，开发能够用于耐高温的药剂成为研究的热点之一。三乙烯二胺高氯酸盐(SE)为针状结晶炸药，带有一分子结晶水，不需要升温失水便具有爆炸特性，同时有制备简单的特点，但其在水中具有很大的溶解度，存在的不足是吸湿性大。且吸湿后损坏了应有的爆炸性能，这无疑限制了它的普遍应用。
[0003]国内外学者从合成钙钛矿的角度出发，先后合成了具有钙钛矿型结构的化合物(H2dabco)[Na(ClO4)3]、(H2dabco)[K(ClO4)3]，陈小明团队等发现该化合物能用于含能材料，专利技术人在研究解决三乙烯二胺高氯酸盐吸湿性的过程中，也意外的发现了该具有钙钛矿型结构的化合物，并且发现能够很好的解决三乙烯二胺高氯酸盐的吸湿性。对比之下，以前的合成工艺中采用成本较高，氧化性和腐蚀性均及强的高氯酸。除此之外，在合成步骤中最后加入高氯酸钠或者高氯酸钾，不仅使得成本增加，由于高氯酸钾难溶于水，因此导致化合温度很高。研究具有合成简单、且产率高、成本低、废水处理量少的工艺，对于该结构型的含能化合物推广应用具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种工艺制造简单、产率高、母液可循环、废水处理量小、所制备产物能量可调控的三乙烯二胺高氯酸盐起爆炸药的制备方法。
[0005]实现本专利技术的技术解决方案为：一种三乙烯二胺高氯酸盐含能化合物的制备方法，包括如下步骤：高氯酸铵经浓盐酸酸化后，加入三乙烯二胺和碱金属盐，经反应形成三乙烯二胺高氯酸盐，其中，碱金属盐选自氯化钾和氯化钠中的一种或两种。
[0006]较佳的，碱金属为氯化钠和氯化钾中的两种时，其摩尔比优选3～1:1，更优选1:1。
[0007]较佳的，高氯酸铵经浓盐酸酸化后，于65～80℃下向其滴加三乙烯二胺和碱金属盐的混合溶液，保温10min～20min经反应形成三乙烯二胺高氯酸盐。
[0008]较佳的，碱金属盐、三乙烯二胺、盐酸、高氯酸铵的摩尔比例为1:1:3:3。
[0009]较佳的，氯化钾、三乙烯二胺、盐酸、高氯酸铵的摩尔比例为1:2:6:6。
[0010]较佳的，经反应形成三乙烯二胺高氯酸盐，反应结束后，通过自然冷却、水冷或者制冷设备进行冷却析晶。
[0011]较佳的，经反应形成三乙烯二胺高氯酸盐，反应结束后，通过自然冷却、水冷或者制冷设备进行冷却析晶，抽滤所得母液加入一定量高氯酸铵后循环套用。
[0012]本专利技术与现有技术相比，其显著优点：(1)不含有机溶剂，原料三乙烯二胺、碱金属(氯化钾或者氯化钠)易得且成本较低。(2)采用一锅法直接制备三乙烯二胺高氯酸盐，工艺简单，安全，收率高，所得产品纯度高，无需重结晶。(3)使用浓盐酸按照摩尔比例1:1的方式
对高氯酸铵进行酸化，避免了高氯酸的使用。(4)母液能够循环利用，减少废液的处理量。(5)能够实现三乙烯二胺高氯酸盐起爆能力以及输出能量的调控。
具体实施方式
[0013]本专利技术在三乙烯二胺高氯酸盐的基础上，按照一定的比例引入合适的碱金属离子(氯化钾或氯化钠)形成含有碱金属的盐，在外界刺激能量的作用下，能够很好的被起爆且具有很好的爆炸输出威力。本专利技术具有工艺制造简单、产率高、母液可循环、废水处理量小、所制备产物能量可调控的特点
[0014]本专利技术制备的起爆炸药分别为三乙烯二胺高氯酸钠盐和三乙烯二胺高氯酸钾盐中的一种或两种，在外界激发能的作用下能够被起爆，并且具有很好的输出威力。
[0015]制备上述三乙烯二胺高氯酸盐的方法是在溶液状态下，高氯酸铵经浓盐酸酸化后，三乙烯二胺和氯化钾或氯化钠配成混合溶液后，于50～65℃下向浓盐酸酸化的高氯酸铵溶液中滴加，保温10min～20min形成三乙烯二胺高氯酸盐，反应结束后，通过自然冷却、水冷或者制冷设备进行冷却析晶。其中，氯化钠、三乙烯二胺、盐酸、高氯酸铵的摩尔比例为1:1:3:3；氯化钾、三乙烯二胺、盐酸、高氯酸铵的摩尔比例为1:2:6:6或1:1:3:3。
[0016]下面将通过实施例对本专利技术做进一步的阐述，而不是进行限制。
[0017]实施例1:
[0018]本实施例主要针对(H2dabco)[Na(ClO4)3]不同合成工艺产率进行对比。
[0019]本申请工艺：称取2.24g的三乙烯二胺和1.16g氯化钠配成30m的水溶液，称取7.05g的高氯酸铵配成溶液后加入6.24g的浓盐酸(AR，wt％:35％
‑
37％)，稀释成30ml的溶液，在磁力搅拌器上将浓盐酸酸化的高氯酸铵溶液加热到65℃后，加入三乙烯二胺和氯化钠的混合溶液，加料完毕后保温15min，随后缓慢冷却进行析晶，而后进行抽滤、洗涤、干燥、称重并计算产率，产率为91％。
[0020]文献中提供的工艺：称取2.24g的三乙烯二胺加入20ml的去离子水中，加入5.74g高氯酸(wt％:70％
‑
72％)后稀释成30ml后用作反应底液，在磁力搅拌器上将浓盐酸酸化的高氯酸铵溶液加热到65℃，称取2.45g的高氯酸钠溶解于去离子水中并稀释成30ml的溶液，在磁力搅拌器上将反应底液加热升温至65℃后，加入高氯酸钠溶液，加料完毕后保温15min，随后缓慢冷却进行析晶，而后进行抽滤、洗涤、干燥、称重并计算产率，在相同体积的反应液下，产率仅为67％。
[0021]相比较下，采用本申请的合成方式，产率将会大幅度提高。
[0022]实施例2:
[0023]本实施例主要针对(H2dabco)[K(ClO4)3]不同合成工艺产率进行对比。
[0024]本申请工艺：称取2.24g的三乙烯二胺和1.49g氯化钾配成50m的水溶液，称取7.05g的高氯酸铵配成溶液后加入6.24g的浓盐酸(wt％:35％
‑
37％)，稀释成50ml的溶液，在磁力搅拌器上将浓盐酸酸化的高氯酸铵溶液加热到65℃后，加入三乙烯二胺和氯化钾的混合溶液，加料完毕后保温15min，随后缓慢冷却进行析晶，而后进行抽滤、洗涤、干燥、称重并计算产率，产率为94％。
[0025]按照文献中的合成路线：称取2.24g的三乙烯二胺加入20ml的去离子水中，加入5.74g高氯酸(wt％:70％
‑
72％)后稀释成50ml后用作反应底液，在磁力搅拌器上将浓盐酸
酸化的高氯酸铵溶液加热到65℃，称取2.77g的高氯酸钠溶解于去离子水中并稀释成50ml的溶液，在磁力搅拌器上将反应底液加热升温至65℃后，加入高氯酸钾溶液，加料完毕后保温15min，随后缓慢冷却进行析晶，而后进行抽滤、洗涤、干燥、称重并计算产率，在相同体积的反应液下，实测产率仅约为80％。
[0026]相比较下，采用新的合成方式，产率将会大幅度提高。
[0027]实施例3:
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三乙烯二胺高氯酸盐含能化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：高氯酸铵经浓盐酸酸化后，加入三乙烯二胺和碱金属盐，经反应形成三乙烯二胺高氯酸盐，其中，碱金属盐选自氯化钾和氯化钠中的一种或两种。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，碱金属为氯化钠和氯化钾中的两种时，其摩尔比为3~1:1，更优选1:1。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，高氯酸铵经浓盐酸酸化后，于65~80℃下向其滴加三乙烯二胺和碱金属盐的混合溶液，保温10min~20min经反应形成三乙烯二胺高氯酸盐。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱顺官，陈世勇，张琳，易镇鑫，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：