一種十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化制備方法，屬于含能材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]多面體硼氫化合物由于具有硼籠電子的離域作用而具有芳香性、耐熱性能及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，應(yīng)用于高能燃料、功能材料、生物醫(yī)藥及催化劑等多個(gè)領(lǐng)域。十氫十硼酸四乙基銨亞銅由于分子中含有亞銅離子與籠形結(jié)構(gòu)的十氫十硼酸根離子，用于固體推進(jìn)劑或燃料空氣炸藥中既具有鋁粉燃燒催化功能，又由于高熱值而具有提高熱值的功能，因而是一種應(yīng)用價(jià)值較高的多面體硼氫化合物。但現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成得到的十氫十硼酸四乙基銨亞銅粒度較小，外形不規(guī)則，大多呈柱狀晶體，長(zhǎng)徑比較大，為2-5，應(yīng)用于推進(jìn)劑配方時(shí)存在工藝性能及力學(xué)性能變差等問(wèn)題。球形化結(jié)晶可改善火炸藥力學(xué)性能、加工性能(流變性能)以及填充密度等。因此，為提高該化合物的應(yīng)用性能，需對(duì)其球形化結(jié)晶技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。固體顆粒球形化的表征可采用其長(zhǎng)徑比來(lái)表示其與球形接近程度。
[0003]文獻(xiàn)[張倫，張國(guó)敏等，武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)1989，2，67-70]中公開(kāi)了一種采用十氫十硼酸雙四乙基銨與氯化銅水溶液進(jìn)行反應(yīng)合成十氫十硼酸四乙基銨亞銅的合成方法，但未提到該化合物的球形化制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的產(chǎn)品顆粒長(zhǎng)徑比高，球形化程度低的不足，提供一種長(zhǎng)徑比接近1，球形化程度高的十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化顆粒制備方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化制備方法，包括如下步驟:
[0006](I)在O?200°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于溶劑A，溶劑A為二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈或N-甲基吡咯烷酮；其中，十氫十硼酸四乙基銨亞銅與溶劑A的質(zhì)量比為1:0.5?50。
[0007](2)在O?150°C溫度下，攪拌下向步驟⑴所得的溶液中加入溶劑B ;溶劑B為乙醇、甲醇、異丙醇、正丁醇、水或丙酮；其中，十氫十硼酸四乙基銨亞銅與溶劑B的質(zhì)量比為 1:0.5 ?200。
[0008](3)攪拌下將步驟(2)所得的混合溶液降溫至_15°C?50°C，再過(guò)濾、洗滌、干燥，得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，顆粒長(zhǎng)徑比1.1?1.3。
[0009]本發(fā)明的十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化制備方法的優(yōu)選方案，包括以下步驟:
[0010](I)在90°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于乙腈中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與的乙腈質(zhì)量比為1:2。
[0011](2)在90°C溫度下，攪拌下向步驟⑴所得的溶液中加入甲醇，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與甲醇的質(zhì)量比為1:30。
[0012](3)攪拌下將步驟(2)所得的混合溶液降溫至-10°C，再過(guò)濾、洗滌、干燥，得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為100微米，長(zhǎng)徑比為1.1o
[0013]發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0014]本發(fā)明制備的十氫十硼酸四乙基銨亞銅球形化顆粒長(zhǎng)徑比為1.1，相比現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)徑比為2?5的合成產(chǎn)品，球形化程度較高，用于固體推進(jìn)劑中，工藝性能好，易于流平，降低了粘結(jié)劑等的用量。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化結(jié)晶
[0016](I)在90°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于乙腈中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與的乙腈質(zhì)量比為1:2。
[0017](2)在90°C溫度下，攪拌情況下向步驟(I)所得的溶液中加入甲醇，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與甲醇的質(zhì)量比為1:30。
[0018](3)攪拌情況下將步驟(2)所得的混合體系進(jìn)行降溫至_10°C，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥即得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為100微米，長(zhǎng)徑比為1.1o
[0019]實(shí)施例2十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化結(jié)晶
[0020](I)在(TC溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1:50。
[0021](2)在0°C溫度下，攪拌情況下向步驟(I)所得的溶液中加入乙醇，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與乙醇的質(zhì)量比為1:200。
[0022](3)攪拌情況下將步驟(2)所得的混合體系進(jìn)行降溫至_15°C，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥即得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為200微米，長(zhǎng)徑比為1.2。
[0023]實(shí)施例3十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化結(jié)晶
[0024](I)在200°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于二甲亞砜中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與的二甲亞砜質(zhì)量比為1:0.5。
[0025](2)在150°C溫度下，攪拌情況下向步驟(I)所得的溶液中加入水，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與水的質(zhì)量比為1:0.5。
[0026](3)攪拌情況下將步驟(2)所得的混合體系進(jìn)行降溫至50°C，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥即得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為50微米，長(zhǎng)徑比為1.2。
[0027]實(shí)施例4十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化結(jié)晶
[0028](I)在50°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于N-甲基吡咯烷酮中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1:12。
[0029](2)在50°C溫度下，攪拌情況下向步驟(I)所得的溶液中加入異丙醇，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與異丙醇的質(zhì)量比為1:50。
[0030](3)攪拌情況下將步驟(2)所得的混合體系進(jìn)行降溫至(TC，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥即得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為150微米，長(zhǎng)徑比為1.2。
[0031]實(shí)施例5十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化結(jié)晶
[0032](I)在120°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于二甲亞砜中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與二甲亞砜的質(zhì)量比為1:1。
[0033](2)在120°C溫度下，攪拌情況下向步驟(I)所得的溶液中加入正丁醇，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與正丁醇的質(zhì)量比為1:10。
[0034](3)攪拌情況下將步驟(2)所得的混合體系進(jìn)行降溫至20°C，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥即得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為230微米，長(zhǎng)徑比為1.3。
[0035]實(shí)施例6十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化結(jié)晶
[0036](I)在150°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于二甲亞砜中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與二甲亞砜的質(zhì)量比為1:0.8。
[0037](2)在150°C溫度下，攪拌情況下向步驟⑴所得的溶液中加入丙酮，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與丙酮的質(zhì)量比為1:15。
[0038](3)攪拌情況下將步驟(2)所得的混合體系降溫至25°C，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥即得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為270微米，長(zhǎng)徑比為1.2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化制備方法，包括如下步驟: (1)在O?200°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于溶劑A，溶劑A為二甲亞砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈或N-甲基吡咯烷酮；其中，十氫十硼酸四乙基銨亞銅與溶劑A的質(zhì)量比為1:0.5?50 ; (2)在O?150°C溫度下，攪拌下向步驟⑴所得的溶液中加入溶劑B;溶劑B為乙醇、甲醇、異丙醇、正丁醇、水或丙酮；其中，十氫十硼酸四乙基銨亞銅與溶劑B的質(zhì)量比為1:0.5 ?200 ; (3)攪拌下將步驟(2)所得的混合溶液降溫至_15°C?50°C，再過(guò)濾、洗滌、干燥，得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，顆粒長(zhǎng)徑比1.1?1.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化制備方法，包括步驟如下: (1)在90°C溫度下，將十氫十硼酸四乙基銨亞銅溶解于乙腈中，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與的乙腈質(zhì)量比為1:2 ; (2)在90°C溫度下，攪拌下向步驟(I)所得的溶液中加入甲醇，其中十氫十硼酸四乙基銨亞銅與甲醇的質(zhì)量比為1:30 ; (3)攪拌下將步驟(2)所得的混合溶液降溫至-10°C，再過(guò)濾、洗滌、干燥，得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，其平均粒徑為100微米，長(zhǎng)徑比為1.1o
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化制備方法，包括以下步驟：(1)將十氫十硼酸四乙基銨亞銅在0～200℃溶解于0.5～50倍質(zhì)量的溶劑A，溶劑A為二甲亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈或N-甲基吡咯烷酮；(2)在0～150℃溫度下，攪拌下向步驟(1)所得的溶液中加入0.5～200倍質(zhì)量的溶劑B，并攪拌至混合均勻完全。溶劑B為乙醇、甲醇、異丙醇、正丁醇、水、丙酮；(3)攪拌下將步驟(2)所得的混合體系降至-15℃～50℃溫度，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥即得到球形化的十氫十硼酸四乙基銨亞銅，長(zhǎng)徑比達(dá)到1.1，收率達(dá)到95％。本發(fā)明用于十氫十硼酸四乙基銨亞銅的球形化顆粒制備過(guò)程，產(chǎn)品作為高熱值、高燃速功能化燃料用于固體推進(jìn)劑或富燃料炸藥中。
【IPC分類(lèi)】C07F5-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104592277
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510075728
【發(fā)明人】薛云娜, 呂劍, 李嬌毅, 萬(wàn)洪, 郝志軍, 杜詠梅, 李春迎, 陸居有, 孫道安, 王志軒, 張建偉
【申請(qǐng)人】西安近代化學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日