專利名稱：一種α-HMX到β-HMX的轉(zhuǎn)晶方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含能晶體材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種a -HMX到β -HMX的轉(zhuǎn)晶方法。
背景技術(shù)：
奧克托今(HMX)醋酐法制造奧克托今(HMX)是國內(nèi)普遍采用的HMX生產(chǎn)方法。由醋酐法合成得到的HMX粗品是a -HMX。但在HMX的四種晶型中只有β -HMX室溫下最穩(wěn)定，晶體密度最大，機(jī)械感度最小，是炸藥使用的常用晶型。因此，由醋酐法合成的a-HMX粗品必須經(jīng)過轉(zhuǎn)晶，得到高純度的β -HMX才能被廣泛使用。目前國內(nèi)外a-HMX轉(zhuǎn)化為β -HMX的制備方法主要有硝酸轉(zhuǎn)晶、廢酸轉(zhuǎn)晶和有機(jī)溶劑轉(zhuǎn)晶。其中硝酸轉(zhuǎn)晶是將a -HMX加到70%或98%的硝酸中，于70°C 80°C加熱溶解，然后降溫結(jié)晶。廢酸轉(zhuǎn)晶(李巧玲等，奧克托今的精制新工藝，兵工學(xué)報，2002年第4期；葉玲等，HMX廢酸轉(zhuǎn)晶工藝研究，火炸藥學(xué)報，2000年第I期；美國專利USP3133045，1964年)， 是將含a-HMX的硝解液加到過量的廢醋酸中，98°C 100°C高溫溶解，然后降溫結(jié)晶。以上兩種轉(zhuǎn)晶方法實際是將a-HMX溶解再結(jié)晶得到的β-ΗΜΧ，溶劑用量大，且產(chǎn)品含酸量高。有機(jī)溶劑轉(zhuǎn)晶(曹端林等，溶劑結(jié)晶法直接制備HMX粒度分級產(chǎn)品，火炸藥學(xué)報2002年第4期)是采用丙酮,丙酮-乙酸乙酯或丙酮-乙酸乙酯-水混合溶劑做為轉(zhuǎn)晶溶劑，a -HMX與混合溶劑的投料質(zhì)量比為I : 6 I : 12，先是將部分濕料a-HMX加入丙酮-乙酸乙酯混合溶劑中高溫溶解，接下來降溫析晶，并滴加不良溶劑使晶體生長結(jié)晶，然后再將部分a -HMX加入固液混合體中加熱攪拌轉(zhuǎn)晶。該過程操作復(fù)雜，整個過程用時很長，約3 8小時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種快速、溶劑用量小的a -HMX到β -HMX的轉(zhuǎn)晶方法。為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案一種a -HMX到β -HMX的轉(zhuǎn)晶方法，是將分散在液體介質(zhì)中的a -HMX固體采用超聲波處理技術(shù)，將a-HMX全部轉(zhuǎn)化為β-ΗΜΧ，具體步驟如下步驟(I):將a-HMX固體加到液體介質(zhì)中；步驟(2):將加入了 α-ΗΜΧ固體的液體介質(zhì)進(jìn)行超聲波處理；步驟(3):將上一步驟所得過濾，洗滌，所得固體物質(zhì)為β-ΗΜΧ。步驟⑵中加入了 α-ΗΜΧ固體的液體介質(zhì)進(jìn)行超聲波處理的過程可以選擇攪拌或不攪拌。進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的液體介質(zhì)是對a -HMX有一定溶解性的單一或混合溶劑，其溶解度不小于O. 2g/100g溶劑，提高液體溶劑對a -HMX的溶解能力可進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)晶速率。所述的液體介質(zhì)可以是丙酮、乙酸乙酯、丁內(nèi)酯、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、硝酸、醋酸中的一種，也可以是上述任意兩組分或多組分混合溶劑，也可以是上述任意兩組分或多組分與水或乙醇的混合溶劑。進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟(I)加入到液體介質(zhì)中的a -HMX固體量大于液體介質(zhì)對a -HMX的最大溶解量。
進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟(2)所述的超聲波的頻率為15kHz 120kHz。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明工藝簡單，容易實現(xiàn)，極大地提高了 HMX轉(zhuǎn)晶速率和β-HMX的純度；溶劑使用量小，節(jié)約了大量的成本，減少了轉(zhuǎn)晶過程中廢液的產(chǎn)生。


圖I為針狀的a -HMX的顯微鏡照片。圖2為實施例I制備的β -HMX顯微鏡照片。圖3為實施例3制備的β -HMX顯微鏡照片。圖4為實施例4制備的β -HMX顯微鏡照片。
圖5為實施例5制備的β -HMX顯微鏡照片。圖6為對比實施例I轉(zhuǎn)晶24小時后的廣品顯微鏡照片。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例I :α-ΗΜΧ在丙酮溶劑中的轉(zhuǎn)晶，具體步驟如下步驟(I):在室溫下，將5g針狀的α-ΗΜΧ和IOml丙酮加入25ml帶蓋的比色管中；步驟(2):將比色管放在100W、35kHz的5L超聲波清洗池中，超聲處理I小時；步驟(3):過濾，洗滌，經(jīng)顯微鏡觀察，全部為顆粒狀β-ΗΜΧ (見圖2)，已無針狀顆粒，表明轉(zhuǎn)化完全。實施例2:α-ΗΜΧ在乙酸乙酯溶劑中的轉(zhuǎn)晶，具體步驟如下步驟(I):在室溫下，將5g針狀的a -HMX和IOml乙酸乙酯加入25ml帶蓋的比色管中；步驟(2):將比色管放在300W、28kHz的IOL超聲波清洗池中，超聲處理2小時；步驟
(3):過濾，洗滌，經(jīng)顯微鏡觀察，全部為顆粒狀β-ΗΜΧ，已無針狀顆粒，表明轉(zhuǎn)化完全。實施例3 a -HMX在二甲基亞砜-乙醇混合溶劑中的轉(zhuǎn)晶，具體步驟如下步驟(I):在室溫下，將20g針狀的α-ΗΜΧ加入裝有30ml 二甲基亞砜-乙醇(二者質(zhì)量比1:1)混合溶劑的三頸瓶中；步驟(2):將三頸瓶放在300W、68kHz的IOL超聲波清洗池中，超聲并攪拌處理，30min后；步驟(3):過濾，洗滌，經(jīng)顯微鏡觀察，全部為顆粒狀β-ΗΜΧ (見圖3)，已無針狀顆粒，表明轉(zhuǎn)化完全。實施例4 α-ΗΜΧ在二甲基亞砜-水混合溶劑中的轉(zhuǎn)晶，具體步驟如下步驟(I):在室溫下，將20g針狀的α-ΗΜΧ加入裝有40ml 二甲基亞砜-水(二者質(zhì)量比I: I)混合溶劑的三頸瓶中；步驟(2):將三頸瓶放在300W、80kHz的IOL超聲波清洗池中，超聲并攪拌處理，I小時后；步驟(3):過濾，洗滌，經(jīng)顯微鏡觀察，全部為顆粒狀β-ΗΜΧ(見圖4)，已無針狀顆粒，表明轉(zhuǎn)化完全。實施例5 a -HMX在丁內(nèi)酯-水混合溶劑中的轉(zhuǎn)晶，具體步驟如下
步驟⑴在室溫下，將IOg針狀的α-ΗΜΧ加入裝有20g 丁內(nèi)酯-水(質(zhì)量比3:1)溶劑的三頸瓶中；步驟(2):將三頸瓶放在400W、120kHz的IOL超聲波清洗池中50°C攪拌加熱，并超聲處理，半小時后；步驟(3):過濾，洗滌，經(jīng)顯微鏡觀察，全部為顆粒狀β-ΗΜΧ (見圖5)，已無針狀顆粒，表明轉(zhuǎn)化完全。對比實施例I :a -HMX在二甲基亞砜-水混合溶劑中無超聲處理轉(zhuǎn)晶，具體步驟如下在室溫下，將20g針狀的α-ΗΜΧ加入裝有20ml 二甲基亞砜-水(二者質(zhì)量比1:1)混合溶劑的三頸瓶中，攪拌24小時后，過濾，顯微鏡觀察，仍有較多針狀顆粒(見圖6)，表明轉(zhuǎn)化不完全。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替換、組合、簡化，均 應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種a-HMX到β-HMX的轉(zhuǎn)晶方法，其特征在于將分散在液體介質(zhì)中的a-HMX固體采用超聲波處理技術(shù)，將a-HMX全部轉(zhuǎn)化為β-ΗΜΧ，具體步驟如下步驟(I):將a-HMX固體加到液體介質(zhì)中；步驟(2):將加入了 a-HMX固體的液體介質(zhì)進(jìn)行超聲波處理；步驟(3):將上一步驟所得過濾，洗滌，所得固體物質(zhì)為β-ΗΜΧ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種a-HMX到β-HMX的轉(zhuǎn)晶方法，其特征在于所述的液體介質(zhì)是對a -HMX有一定溶解性的單一或混合溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種a-HMX到β-HMX的轉(zhuǎn)晶方法，其特征在于所述的液體介質(zhì)對a -HMX的溶解度不小于O. 2g/100g溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種a-HMX到β -HMX的轉(zhuǎn)晶方法，其特征在于步驟(I)加入到液體介質(zhì)中的a-HMX固體量大于液體介質(zhì)對a-HMX的最大溶解量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種a-HMX到β -HMX的轉(zhuǎn)晶方法，其特征在于步驟(2)所述超聲波的頻率為15kHz 120kHz。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種α-HMX到β-HMX的轉(zhuǎn)晶方法，是將分散在液體介質(zhì)中的α-HMX固體采用超聲波處理技術(shù)，將α-HMX全部轉(zhuǎn)化為β-HMX，具體步驟如下步驟(1)將α-HMX固體加到液體介質(zhì)中；步驟(2)將加入了α-HMX固體的液體介質(zhì)進(jìn)行超聲波處理；步驟(3)將上一步驟所得過濾，洗滌，所得固體物質(zhì)為β-HMX。本發(fā)明工藝簡單，容易實現(xiàn)，極大地提高了HMX轉(zhuǎn)晶速率和β-HMX的純度；溶劑使用量小，節(jié)約了大量的成本，減少了轉(zhuǎn)晶過程中廢液的產(chǎn)生。
文檔編號C07D257/02GK102924396SQ20121042749
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者黃輝, 徐瑞娟, 康彬, 聶福德, 陳婭, 夏云霞, 馬軍, 姜燕, 劉渝 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所