本發(fā)明屬于含能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球的制備方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代戰(zhàn)爭對提高武器毀傷威力提出了更高要求，而使用性能優(yōu)異的高能單質(zhì)炸藥則是炸藥高能化、提升武器毀傷威力的最根本途徑。六硝基六氮雜異伍茲烷(cl-20)是現(xiàn)今實(shí)際應(yīng)用能量最高的單質(zhì)炸藥，其能量輸出比奧克托今(hmx)高10～15％，將其應(yīng)用于火炸藥領(lǐng)域能夠顯著提高武器彈藥毀傷能力。

空心和多孔結(jié)構(gòu)含能材料由于有著高的比表面積，能夠顯著提高火炸藥的燃燒速率，而球形結(jié)構(gòu)能夠使得填充量增大從而提高火炸藥的能量密度。王萍等(含能材料，2015，11，1107-1110)利用溶劑浸析法制備了硝化棉微孔球，制得的微孔球表面光滑，粒徑在20μm左右，球形度為0.89。王江等(火炸藥學(xué)報(bào)，2015，1，16-21)利用噴霧干燥的方法研究了入口溫度、進(jìn)料速率、噴霧氣體流速和溶液濃度對rdx顆粒形貌的影響，最終得到2.8μm，表面光滑的球形rdx顆粒，球形rdx的撞擊感度比原材料明顯降低。沈金鵬等(cn103044173b，2012)采用晶體形貌控制劑輔助，發(fā)明了一種有序多孔含能晶體材料的制備方法。藺向陽等(cn201410029365.7，2014)溶劑-非溶劑法發(fā)明了一種制備硝化棉微球的連續(xù)化制備方法。陳華雄等(cn200910090462.6，2010)采用晶型輔助劑的方法制備了尺寸為20-500μm的球形六硝基六氮雜異伍茲烷，毋文莉等(cn201511000272.2，2016)采用稀釋溶液結(jié)晶的方法制備了高品質(zhì)的六硝基六氮雜異伍茲烷晶體。這些技術(shù)對微米孔狀球體含能材料的制備以及高品質(zhì)和球形化的六硝基六氮雜異伍茲烷的制備具有一定借鑒意義。

從已有的公開資料來看，目前有一些制備含能材料微米球體的方法，但已有的方法存在工藝復(fù)雜、分散性差，并且對六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球炸藥的制備描述較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球的制備方法，本發(fā)明的核心內(nèi)容是利用靜電噴霧霧化快速結(jié)晶，利用霧化形成的帶電小液滴相互排斥，最后液滴中的溶劑完全揮發(fā)，從而形成單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球炸藥。考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

單分散六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球的制備方法，包括以下步驟：

a.稱取一定量六硝基六氮雜異伍茲烷，加入至有機(jī)溶劑中，加熱、攪拌使其完全溶解；

b.將步驟a中的溶液吸入帶平頂針頭的注射器中，將注射器固定在微推進(jìn)泵上，設(shè)置好參數(shù)，調(diào)節(jié)好針頭到收集器的距離，調(diào)節(jié)好針頭和收集器上的電壓，使針頭保持泰勒錐，一定時(shí)間后即可得到單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球。

進(jìn)一步的，所述的六硝基六氮雜異伍茲烷溶解后濃度為5.5wt％～38.9wt％；

進(jìn)一步的，所述的有機(jī)溶劑為丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮和二甲基甲酰胺中的一種；

進(jìn)一步的，所述的，攪拌速度為300rpm～700rpm，攪拌直至炸藥顆粒完全溶解；

進(jìn)一步的，所述的注射器為5ml醫(yī)用注射器、金屬針頭為19g～27g的平頂針頭、帶微推進(jìn)泵和高壓電源的靜電噴霧裝置，收集器為鋁箔；

進(jìn)一步的，所述的推進(jìn)泵流速為0.05mm/s～0.2mm/s，針頭到收集器的距離為10cm～25cm，負(fù)電壓為-7kv～-10kv，正電壓為5kv～8kv，儀器內(nèi)部環(huán)境設(shè)置溫度為25℃～35℃；

進(jìn)一步的，制備的單分散六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥直徑為2μm～8μm，產(chǎn)品純度大于99％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是：產(chǎn)品顆粒形貌均為球形，顆粒尺寸分布窄，微球顆粒都由納米顆粒組成，在起爆藥等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。且本發(fā)明工藝流程簡單，制成的微球顆粒不需要進(jìn)一步后處理，實(shí)驗(yàn)條件溫和，安全性好。

附圖說明

為了更清楚的說明本申請文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對本申請文件中一些實(shí)施例的參考，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的單分散六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥2000倍掃描電鏡圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的單分散六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥5000倍掃描電鏡圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的單分散六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥1000倍掃描電鏡圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的單分散六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥2500倍掃描電鏡圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥1000倍掃描電鏡圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

在室溫下稱取六硝基六氮雜異伍茲烷0.5g，量取乙酸丁酯9g攪拌速度為500rpm，使其完全溶解為澄清溶液。將所得的溶液快速裝入5ml塑料注射器中，將注射器置換上27g的平頂金屬針頭，然后將注射器安裝在環(huán)境溫度為30℃的靜電噴霧裝置里的推進(jìn)泵上，設(shè)定好推進(jìn)泵的流速為0.05mm/s，將正高壓連接在金屬平頂針頭上。將作為收集器的鋁箔固定在一絕緣平板上，并連接到負(fù)高壓電源上。調(diào)節(jié)平頂針頭到收集器的距離為20cm。打開推進(jìn)泵的開關(guān)，先調(diào)節(jié)負(fù)電壓到-10kv，然后調(diào)節(jié)正電壓到6kv，此時(shí)平頂針頭出現(xiàn)泰勒錐。穩(wěn)定一段時(shí)間后關(guān)閉儀器，即可得到單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球炸藥。圖1和圖2分別為根據(jù)本實(shí)施例所得的單分散六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥的2000倍和5000倍掃描電鏡圖。炸藥顆粒尺寸約為2μm-5μm，產(chǎn)品純度為99.1％。

實(shí)施例2

在室溫下稱取六硝基六氮雜異伍茲烷10g，量取丙酮20ml，攪拌速度為300rpm，使其完全溶解為澄清溶液。將所得的溶液快速裝入5ml塑料注射器中，將注射器置換上19g的平頂金屬針頭，然后將注射器安裝在環(huán)境溫度為20℃的靜電噴霧裝置里的推進(jìn)泵上，設(shè)定好推進(jìn)泵的流速為0.2mm/s，將正高壓連接在金屬平頂針頭上。將作為收集器的鋁箔固定在一絕緣平板上，并連接到負(fù)高壓電源上。調(diào)節(jié)平頂針頭到收集器的距離為10cm。打開推進(jìn)泵的開關(guān)，先調(diào)節(jié)負(fù)電壓到-7kv，然后調(diào)節(jié)正電壓到6kv，此時(shí)平頂針頭出現(xiàn)泰勒錐。穩(wěn)定一段時(shí)間后關(guān)閉儀器，即可得到單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球炸藥。圖3分別為根據(jù)本實(shí)施例所得的單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥的1000倍掃描電鏡圖。炸藥顆粒尺寸約為3μm-6μm，產(chǎn)品純度為99.0％。

實(shí)施例3

在室溫下稱取六硝基六氮雜異伍茲烷2g，量取二甲基甲酰胺10ml，攪拌速度為700rpm，使其完全溶解為澄清溶液。將所得的溶液快速裝入5ml塑料注射器中，將注射器置換上23g的平頂金屬針頭，然后將注射器安裝在環(huán)境溫度為35℃的靜電噴霧裝置里的推進(jìn)泵上，設(shè)定好推進(jìn)泵的流速為0.075mm/s，將正高壓連接在金屬平頂針頭上。將作為收集器的鋁箔固定在一絕緣平板上，并連接到負(fù)高壓電源上。調(diào)節(jié)平頂針頭到收集器的距離為25cm。打開推進(jìn)泵的開關(guān)，先調(diào)節(jié)負(fù)電壓到-10kv，然后調(diào)節(jié)正電壓到8kv，此時(shí)平頂針頭出現(xiàn)泰勒錐。穩(wěn)定一段時(shí)間后關(guān)閉儀器，即可得到單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球炸藥。圖4分別為根據(jù)本實(shí)施例所得的單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥的2500倍掃描電鏡圖。炸藥顆粒尺寸約為1μm～6μm，產(chǎn)品純度為99.2％。

實(shí)施例4

在室溫下稱取六硝基六氮雜異伍茲烷3g，量取乙酸乙酯10ml，攪拌速度為400rpm，使其完全溶解為澄清溶液。將所得的溶液快速裝入5ml塑料注射器中，將注射器置換上25g的平頂金屬針頭，然后將注射器安裝在環(huán)境溫度為25℃的靜電噴霧裝置里的推進(jìn)泵上，設(shè)定好推進(jìn)泵的流速為0.1mm/s，將正高壓連接在金屬平頂針頭上。將作為收集器的鋁箔固定在一絕緣平板上，并連接到負(fù)高壓電源上。調(diào)節(jié)平頂針頭到收集器的距離為15cm。打開推進(jìn)泵的開關(guān)，先調(diào)節(jié)負(fù)電壓到-7kv，然后調(diào)節(jié)正電壓到8kv，此時(shí)平頂針頭出現(xiàn)泰勒錐。穩(wěn)定一段時(shí)間后關(guān)閉儀器，即可得到單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球炸藥。圖5分別為根據(jù)本實(shí)施例所得的單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微球炸藥的1000倍掃描電鏡圖。炸藥顆粒尺寸約為4μm～8μm，產(chǎn)品純度為99.3％。

實(shí)施例5

在室溫下稱取六硝基六氮雜異伍茲烷20g，量取丁酮30ml，攪拌速度為600rpm，使其完全溶解為澄清溶液。將所得的溶液快速裝入5ml塑料注射器中，將注射器置換上21g的平頂金屬針頭，然后將注射器安裝在環(huán)境溫度為32℃的靜電噴霧裝置里的推進(jìn)泵上，設(shè)定好推進(jìn)泵的流速為0.15mm/s，將正高壓連接在金屬平頂針頭上。將作為收集器的鋁箔固定在一絕緣平板上，并連接到負(fù)高壓電源上。調(diào)節(jié)平頂針頭到收集器的距離為22cm。打開推進(jìn)泵的開關(guān)，先調(diào)節(jié)負(fù)電壓到-10kv，然后調(diào)節(jié)正電壓到6kv，此時(shí)平頂針頭出現(xiàn)泰勒錐。穩(wěn)定一段時(shí)間后關(guān)閉儀器，即可得到單分散的六硝基六氮雜異伍茲烷微米空心球炸藥。炸藥顆粒尺寸約為2μm～6μm，產(chǎn)品純度為99.1％。

在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一個(gè)實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

盡管這里參照發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。