一种α-HMX到β-HMX的转晶方法

摘要

本发明公开了一种α-HMX到β-HMX的转晶方法，是将分散在液体介质中的α-HMX固体采用超声波处理技术，将α-HMX全部转化为β-HMX，具体步骤如下：步骤(1)：将α-HMX固体加到液体介质中；步骤(2)：将加入了α-HMX固体的液体介质进行超声波处理；步骤(3)：将上一步骤所得过滤，洗涤，所得固体物质为β-HMX。本发明工艺简单，容易实现，极大地提高了HMX转晶速率和β-HMX的纯度；溶剂使用量小，节约了大量的成本，减少了转晶过程中废液的产生。

说明书

技术领域

本发明属于含能晶体材料制备领域，具体涉及一种α-HMX到β-HMX的转晶 方法。

背景技术

奥克托今（HMX）醋酐法制造奥克托今（HMX）是国内普遍采用的HMX 生产方法。由醋酐法合成得到的HMX粗品是α-HMX。但在HMX的四种晶型中只 有β-HMX室温下最稳定，晶体密度最大，机械感度最小，是炸药使用的常用晶 型。因此，由醋酐法合成的α-HMX粗品必须经过转晶，得到高纯度的β-HMX才 能被广泛使用。

目前国内外α-HMX转化为β-HMX的制备方法主要有硝酸转晶、废酸转晶和 有机溶剂转晶。其中硝酸转晶是将α-HMX加到70%或98%的硝酸中，于70℃～ 80℃加热溶解，然后降温结晶。废酸转晶（李巧玲等，奥克托今的精制新工艺， 兵工学报，2002年第4期；叶玲等，HMX废酸转晶工艺研究，火炸药学报，2000 年第1期；美国专利USP3133045，1964年），是将含α-HMX的硝解液加到过量 的废醋酸中，98℃～100℃高温溶解，然后降温结晶。以上两种转晶方法实际是 将α-HMX溶解再结晶得到的β-HMX，溶剂用量大，且产品含酸量高。有机溶剂 转晶（曹端林等，溶剂结晶法直接制备HMX粒度分级产品，火炸药学报2002年 第4期）是采用丙酮，丙酮-乙酸乙酯或丙酮-乙酸乙酯-水混合溶剂做为转晶溶剂， α-HMX与混合溶剂的投料质量比为1∶6～1∶12，先是将部分湿料α-HMX加入丙 酮-乙酸乙酯混合溶剂中高温溶解，接下来降温析晶，并滴加不良溶剂使晶体生 长结晶，然后再将部分α-HMX加入固液混合体中加热搅拌转晶。该过程操作复 杂，整个过程用时很长，约3～8小时。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速、溶剂用量小的α-HMX到β-HMX的转晶方 法。

为了解决上述的技术问题，本发明采取以下的技术方案：

一种α-HMX到β-HMX的转晶方法，是将分散在液体介质中的α-HMX固 体采用超声波处理技术，将α-HMX全部转化为β-HMX，具体步骤如下：步骤 (1)：将α-HMX固体加到液体介质中；步骤(2)：将加入了α-HMX固体的液体介 质进行超声波处理；步骤(3)：将上一步骤所得过滤，洗涤，所得固体物质为 β-HMX。步骤(2)中加入了α-HMX固体的液体介质进行超声波处理的过程可以 选择搅拌或不搅拌。

进一步的技术方案是：所述的液体介质是对α-HMX有一定溶解性的单一或 混合溶剂，其溶解度不小于0.2g/100g溶剂，提高液体溶剂对α-HMX的溶解能 力可进一步提高转晶速率。所述的液体介质可以是丙酮、乙酸乙酯、丁内酯、 二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、硝酸、醋酸中的一种，也可以是上述任意两组分 或多组分混合溶剂，也可以是上述任意两组分或多组分与水或乙醇的混合溶剂。

进一步的技术方案是：步骤(1)加入到液体介质中的α-HMX固体量大于液体 介质对α-HMX的最大溶解量。

进一步的技术方案是：步骤(2)所述的超声波的频率为15kHz~120kHz。

本发明的有益效果是：本发明工艺简单，容易实现，极大地提高了HMX转 晶速率和β-HMX的纯度；溶剂使用量小，节约了大量的成本，减少了转晶过程 中废液的产生。

附图说明

图1为针状的α-HMX的显微镜照片。

图2为实施例1制备的β-HMX显微镜照片。

图3为实施例3制备的β-HMX显微镜照片。

图4为实施例4制备的β-HMX显微镜照片。

图5为实施例5制备的β-HMX显微镜照片。

图6为对比实施例1转晶24小时后的产品显微镜照片。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方 式不限于此。

实施例1：

α-HMX在丙酮溶剂中的转晶，具体步骤如下：

步骤(1)：在室温下，将5g针状的α-HMX和10ml丙酮加入25ml带盖的比 色管中；步骤(2)：将比色管放在100W、35kHz的5L超声波清洗池中，超声处 理1小时；步骤(3)：过滤，洗涤，经显微镜观察，全部为颗粒状β-HMX（见图 2），已无针状颗粒，表明转化完全。

实施例2：

α-HMX在乙酸乙酯溶剂中的转晶，具体步骤如下：

步骤(1)：在室温下，将5g针状的α-HMX和10ml乙酸乙酯加入25ml带盖 的比色管中；步骤(2)：将比色管放在300W、28kHz的10L超声波清洗池中，超 声处理2小时；步骤(3)：过滤，洗涤，经显微镜观察，全部为颗粒状β-HMX， 已无针状颗粒，表明转化完全。

实施例3：

α-HMX在二甲基亚砜-乙醇混合溶剂中的转晶，具体步骤如下：

步骤(1)：在室温下，将20g针状的α-HMX加入装有30ml二甲基亚砜-乙醇 （二者质量比1:1）混合溶剂的三颈瓶中；步骤(2)：将三颈瓶放在300W、68kHz 的10L超声波清洗池中，超声并搅拌处理，30min后；步骤(3)：过滤，洗涤， 经显微镜观察，全部为颗粒状β-HMX（见图3），已无针状颗粒，表明转化完全。

实施例4：

α-HMX在二甲基亚砜-水混合溶剂中的转晶，具体步骤如下：

步骤(1)：在室温下，将20g针状的α-HMX加入装有40ml二甲基亚砜-水(二 者质量比1:1）混合溶剂的三颈瓶中；步骤(2)：将三颈瓶放在300W、80kHz的 10L超声波清洗池中，超声并搅拌处理，1小时后；步骤(3)：过滤，洗涤，经显 微镜观察，全部为颗粒状β-HMX（见图4），已无针状颗粒，表明转化完全。

实施例5：

α-HMX在丁内酯-水混合溶剂中的转晶，具体步骤如下：

步骤(1)：在室温下，将10g针状的α-HMX加入装有20g丁内酯-水（质量 比3:1）溶剂的三颈瓶中；步骤(2)：将三颈瓶放在400W、120kHz的10L超声波 清洗池中50℃搅拌加热，并超声处理，半小时后；步骤(3)：过滤，洗涤，经显 微镜观察，全部为颗粒状β-HMX（见图5），已无针状颗粒，表明转化完全。

对比实施例1：

α-HMX在二甲基亚砜-水混合溶剂中无超声处理转晶，具体步骤如下：

在室温下，将20g针状的α-HMX加入装有20ml二甲基亚砜-水（二者质量 比1:1）混合溶剂的三颈瓶中，搅拌24小时后，过滤，显微镜观察，仍有较多 针状颗粒（见图6），表明转化不完全。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。