一种十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化制备方法，属于含能材料领域。
【背景技术】
[0002]多面体硼氢化合物由于具有硼笼电子的离域作用而具有芳香性、耐热性能及优异的化学稳定性，应用于高能燃料、功能材料、生物医药及催化剂等多个领域。十氢十硼酸四乙基铵亚铜由于分子中含有亚铜离子与笼形结构的十氢十硼酸根离子，用于固体推进剂或燃料空气炸药中既具有铝粉燃烧催化功能，又由于高热值而具有提高热值的功能，因而是一种应用价值较高的多面体硼氢化合物。但现有技术通过化学反应合成得到的十氢十硼酸四乙基铵亚铜粒度较小，外形不规则，大多呈柱状晶体，长径比较大，为2-5，应用于推进剂配方时存在工艺性能及力学性能变差等问题。球形化结晶可改善火炸药力学性能、加工性能(流变性能)以及填充密度等。因此，为提高该化合物的应用性能，需对其球形化结晶技术进行开发。固体颗粒球形化的表征可采用其长径比来表示其与球形接近程度。
[0003]文献[张伦，张国敏等，武汉大学学报(自然科学版)1989，2，67-70]中公开了一种采用十氢十硼酸双四乙基铵与氯化铜水溶液进行反应合成十氢十硼酸四乙基铵亚铜的合成方法，但未提到该化合物的球形化制备方法。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的产品颗粒长径比高，球形化程度低的不足，提供一种长径比接近1，球形化程度高的十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化颗粒制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供的一种十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化制备方法，包括如下步骤:
[0006](I)在O?200°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于溶剂A，溶剂A为二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈或N-甲基吡咯烷酮；其中，十氢十硼酸四乙基铵亚铜与溶剂A的质量比为1:0.5?50。
[0007](2)在O?150°C温度下，搅拌下向步骤⑴所得的溶液中加入溶剂B ;溶剂B为乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇、水或丙酮；其中，十氢十硼酸四乙基铵亚铜与溶剂B的质量比为 1:0.5 ?200。
[0008](3)搅拌下将步骤(2)所得的混合溶液降温至_15°C?50°C，再过滤、洗涤、干燥，得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，颗粒长径比1.1?1.3。
[0009]本发明的十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化制备方法的优选方案，包括以下步骤:
[0010](I)在90°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于乙腈中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与的乙腈质量比为1:2。
[0011](2)在90°C温度下，搅拌下向步骤⑴所得的溶液中加入甲醇，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与甲醇的质量比为1:30。
[0012](3)搅拌下将步骤(2)所得的混合溶液降温至-10°C，再过滤、洗涤、干燥，得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为100微米，长径比为1.1o
[0013]发明优点:
[0014]本发明制备的十氢十硼酸四乙基铵亚铜球形化颗粒长径比为1.1，相比现有技术中长径比为2?5的合成产品，球形化程度较高，用于固体推进剂中，工艺性能好，易于流平，降低了粘结剂等的用量。
【具体实施方式】
[0015]实施例1十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化结晶
[0016](I)在90°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于乙腈中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与的乙腈质量比为1:2。
[0017](2)在90°C温度下，搅拌情况下向步骤(I)所得的溶液中加入甲醇，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与甲醇的质量比为1:30。
[0018](3)搅拌情况下将步骤(2)所得的混合体系进行降温至_10°C，再进行过滤、洗涤、干燥即得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为100微米，长径比为1.1o
[0019]实施例2十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化结晶
[0020](I)在(TC温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1:50。
[0021](2)在0°C温度下，搅拌情况下向步骤(I)所得的溶液中加入乙醇，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与乙醇的质量比为1:200。
[0022](3)搅拌情况下将步骤(2)所得的混合体系进行降温至_15°C，再进行过滤、洗涤、干燥即得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为200微米，长径比为1.2。
[0023]实施例3十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化结晶
[0024](I)在200°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于二甲亚砜中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与的二甲亚砜质量比为1:0.5。
[0025](2)在150°C温度下，搅拌情况下向步骤(I)所得的溶液中加入水，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与水的质量比为1:0.5。
[0026](3)搅拌情况下将步骤(2)所得的混合体系进行降温至50°C，再进行过滤、洗涤、干燥即得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为50微米，长径比为1.2。
[0027]实施例4十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化结晶
[0028](I)在50°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于N-甲基吡咯烷酮中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:12。
[0029](2)在50°C温度下，搅拌情况下向步骤(I)所得的溶液中加入异丙醇，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与异丙醇的质量比为1:50。
[0030](3)搅拌情况下将步骤(2)所得的混合体系进行降温至(TC，再进行过滤、洗涤、干燥即得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为150微米，长径比为1.2。
[0031]实施例5十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化结晶
[0032](I)在120°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于二甲亚砜中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与二甲亚砜的质量比为1:1。
[0033](2)在120°C温度下，搅拌情况下向步骤(I)所得的溶液中加入正丁醇，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与正丁醇的质量比为1:10。
[0034](3)搅拌情况下将步骤(2)所得的混合体系进行降温至20°C，再进行过滤、洗涤、干燥即得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为230微米，长径比为1.3。
[0035]实施例6十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化结晶
[0036](I)在150°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于二甲亚砜中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与二甲亚砜的质量比为1:0.8。
[0037](2)在150°C温度下，搅拌情况下向步骤⑴所得的溶液中加入丙酮，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与丙酮的质量比为1:15。
[0038](3)搅拌情况下将步骤(2)所得的混合体系降温至25°C，再进行过滤、洗涤、干燥即得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为270微米，长径比为1.2。
【主权项】
1.一种十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化制备方法，包括如下步骤: (1)在O?200°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于溶剂A，溶剂A为二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈或N-甲基吡咯烷酮；其中，十氢十硼酸四乙基铵亚铜与溶剂A的质量比为1:0.5?50 ; (2)在O?150°C温度下，搅拌下向步骤⑴所得的溶液中加入溶剂B;溶剂B为乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇、水或丙酮；其中，十氢十硼酸四乙基铵亚铜与溶剂B的质量比为1:0.5 ?200 ; (3)搅拌下将步骤(2)所得的混合溶液降温至_15°C?50°C，再过滤、洗涤、干燥，得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，颗粒长径比1.1?1.3。
2.根据权利要求1所述的十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化制备方法，包括步骤如下: (1)在90°C温度下，将十氢十硼酸四乙基铵亚铜溶解于乙腈中，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与的乙腈质量比为1:2 ; (2)在90°C温度下，搅拌下向步骤(I)所得的溶液中加入甲醇，其中十氢十硼酸四乙基铵亚铜与甲醇的质量比为1:30 ; (3)搅拌下将步骤(2)所得的混合溶液降温至-10°C，再过滤、洗涤、干燥，得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，其平均粒径为100微米，长径比为1.1o
【专利摘要】本发明公开了一种十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化制备方法，包括以下步骤：(1)将十氢十硼酸四乙基铵亚铜在0～200℃溶解于0.5～50倍质量的溶剂A，溶剂A为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈或N-甲基吡咯烷酮；(2)在0～150℃温度下，搅拌下向步骤(1)所得的溶液中加入0.5～200倍质量的溶剂B，并搅拌至混合均匀完全。溶剂B为乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇、水、丙酮；(3)搅拌下将步骤(2)所得的混合体系降至-15℃～50℃温度，再进行过滤、洗涤、干燥即得到球形化的十氢十硼酸四乙基铵亚铜，长径比达到1.1，收率达到95％。本发明用于十氢十硼酸四乙基铵亚铜的球形化颗粒制备过程，产品作为高热值、高燃速功能化燃料用于固体推进剂或富燃料炸药中。
【IPC分类】C07F5-02
【公开号】CN104592277
【申请号】CN201510075728
【发明人】薛云娜, 吕剑, 李娇毅, 万洪, 郝志军, 杜咏梅, 李春迎, 陆居有, 孙道安, 王志轩, 张建伟
【申请人】西安近代化学研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月12日