[发明专利]六硝基六氮杂异伍兹烷晶体悬浮液、所述悬浮液的生产以及烟火物品的生产

说明书

技术领域

本发明涉及：

-六硝基六氮杂异伍兹烷(hexanitrohexaazaisowurtzitane)晶体在液相中的悬浮液(包含用于所述六硝基六氮杂异伍兹烷的新型非溶剂)；

-生产所述悬浮液的方法；以及

-利用该悬浮液制造烟火物品(pyrotechnic objects)。

本发明属于特别是在军火(armaments)工业中使用的粉末、推进剂(propellants)以及爆炸物(explosives)等领域。

背景技术

若干年来，有许多出版物涉及了2，4，6，8，10，12-六硝基-2，4，6，8，10，12-六氮杂四环并(5.5.0.0^5，9.0^3，11)十二烷，又称为六硝基六氮杂异伍兹烷或CL20。这些出版物描述了以下内容：这一化合物的多种多晶型(这是因为已知可以下述四种晶体多晶型获得六硝基六氮杂异伍兹烷：β、α、γ和ε)；这一化合物的物理性质、化学性质和起爆性质；以及所述化合物在用于武器的爆炸组合物、推进剂或粉末中的用途。

所述化合物的ε多晶型(CL20ε)具有最高的密度(2.04g/cm³)，因此特别是在用于烟火组合物中最受关注。

专利申请EP 0913374描述了根据以下反应阶段生产CL20ε的方法：

-首先，在混合物中制备任意多晶型(优选除ε多晶型以外)的CL20饱和溶液，所述混合物包含：一方面为用于CL20的有机溶剂，所述有机溶剂选自于由酯、腈、醚、酮(除丙酮以外)以及它们的混合物所组成的组；另一方面为用于CL20的非溶剂，所述非溶剂选自于由脂肪烃、芳香烃以及它们的混合物所组成的组；所述用于CL20的溶剂比所述非溶剂更易挥发(即，具有比非溶剂更低的饱和蒸气压)，并且所述溶剂和所述非溶剂可按所使用的比例混溶(用于所述溶液和所述混合物的制备)；

-随后，用少量CL20ε晶体向这一饱和溶液植入晶种(seeding)；然后

-通过将溶剂完全或部分蒸发对溶液进行浓缩，产生CL20ε晶体，所述晶体以悬浮形式保持于在非溶剂中富集后的混合物中。

随后，可通过任何常规方法、如过滤将这些晶体回收。

作为可根据所述方法使用的用于CL20的有机溶剂的实例，可提及甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙腈、乙酸乙酯/乙腈混合物、四氢呋喃(THF)以及甲乙酮。

作为用于CL20的非溶剂的实例，可提及：甲苯；二甲苯；链烷烃，如己烷、庚烷和辛烷；特别是氯代脂肪烃，如1，2-二氯乙烷。

溶剂/非溶剂对：特别优选乙酸乙酯/甲苯。

溶剂/非溶剂的体积比通常在10/90和50/50之间，优选在15/85和35/65之间。

在通过蒸发有机溶剂对溶液进行浓缩期间，温度优选不超过50℃，这与所期望的CL20ε晶体的纯度有关。

在实施EP 0913374所述方法后，获得了CL20ε晶体在非溶剂中或在溶剂/非溶剂混合物(在非溶剂中富集后)中的悬浮液，所述非溶剂选自脂肪烃、芳香烃以及它们的混合物，特别是由上述化合物中的至少一种、特别是甲苯组成。该非溶剂是可燃的(flammable)。

因此，虽然在CL20的工业生产方面令人满意，但EP 0913374的方法显示出使用可燃非溶剂的缺点。这使所述方法的实现变得复杂，尤其是对于所述方法的后续阶段而言：对所制得CL20进行贮存、运输和使用的阶段(按绝对意义而言，所述贮存和运输的阶段仅为任选)。因此在申请EP 0913374中，方法结束时不能以悬浮形式将CL20贮存于选定的非溶剂(或溶剂/非溶剂混合物)中。由于这一原因，在EP 0913374的方法结束时，通常用水对CL20ε悬浮液进行洗涤以除去所述非溶剂(或所述混合物)。随后，为对其进行运输和贮存，通常用水对所制得的CL20(以大约20％的水平)进行减敏(phlegmatized)。在烟火物品制造期间，后续的除水步骤复杂(通常通过在床中干燥来进行)，并且残余的痕量水能够导致与所述烟火物品配方中的某些成分、特别是与粘合剂中的交联剂(如聚异氰酸酯)发生不希望的反应。