[发明专利]对硝基杯芳烃的金属盐配合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于含能材料技术领域，具体涉及一种钝感含能燃料催化剂对硝基杯[4，6，8]芳烃金属盐配合物及其制备方法。

背景技术

能量是决定武器动能和做功能力的关键因素。含能材料是一类化学能源材料，它应用于陆、海、空军各类武器系统，是完成发射，推进和毁伤的能源。随着现代战争的爆发和现代军事科学技术的不断发展，对含能材料提出了越来越高的要求。然而，含能材料的能量特性和使用安全性能之间相互制约，对立统一。这几年来发生的灾难性事故和弹药处理，贮存，运输和使用过程发生的意外重大事故使人们深刻认识到必须研制高能量低感度的含能材料才能降低事故发生率。

目前，降低感度的方法主要是通过添加钝感剂，这种方法虽然能够较好地降低感度值，但却同时降低了能量。另外也有采用非含能金属盐催化剂，如铅盐、铜盐等催化剂等，大多为惰性催化剂的方法来降低感度，虽然能够在一定程度上降低感度，但是这种惰性催化剂加入后也会降低含能材料的能量。

为了解决上述的问题，含能催化剂便成为了一个新的研究方向。目前在国内外含能催化剂的研究虽然取得了一定的进展，合成了一些含能催化剂，如NTO盐类催化剂等，但是，在高温高压条件下，其对含能材料的燃烧特性仍然有一定的限制，使得含能材料的燃烧效能降低，另外，目前的含能催化剂在制备的过程中的副产物较多，不适于工业化生产。

发明内容

为了解决现有技术中的含能催化剂所存在的不足，本发明提供了一种感度值低、能量水平高、可作为高能高压下燃烧催化剂的对硝基杯芳烃的金属盐配合物。

同时，为了解决现有技术中的含能催化剂在制备过程中副产物较多的问题，本发明还提供了一种对硝基杯芳烃的金属盐配合物的制备方法。

解决上述技术问题采用的技术方案是：用通式M_nC_7aH_m+2jN_aO_3a+j表示的材料组成，式中，M为一种或两种正二价的可溶性过渡金属离子；

a为4，n为1，m为18，j为4；a为4，n为2，m为16，j为8；

a为6，n为1，m为28，j＝4；a为6，n为2，m为26，j为8；a为6，n为3，m为24，j为12；

a为8，n为1，m为38，j为4；a为8，n为2，m为36，j为8；a为8，n为3，m为34，j为12；a为8，n为4，m为32，j为16。

上述对硝基杯芳烃的金属盐配合物的制备方法包括步骤如下：

1)溶解

称取制备好的对硝基杯芳烃溶于N，N-二甲基甲酰胺中至其完全溶解，对硝基杯芳烃的浓度为0.083mol/L；

2)混匀反应

在步骤1)中对硝基杯芳烃的N，N-二甲基甲酰胺溶液中滴加浓度为0.2mol/L的可溶性过渡金属盐水溶液，对硝基杯芳烃与可溶性过渡金属盐的摩尔比为1∶1～4的整数，在转速为200～250r/min，滴加速度为5～10ml/min边搅拌边滴加，50～85℃加热搅拌至混合液反应完全；

3)后处理

待反应完全后冷却至室温，静置1～2小时，抽滤，再用去离子水洗涤至反应生成物的pH为6～8，40～60℃真空干燥3～6小时，制备成对硝基杯芳烃的金属盐配合物。

上述步骤1)的对硝基杯芳烃的制备方法具体是：将对叔丁基杯芳烃加入体积比为1∶2.3～4.6的硝酸和冰醋酸混合液中至反应完全，对叔丁基杯芳烃与硝酸的摩尔比为1∶100～150，经抽滤，洗涤，干燥后得到对硝基杯芳烃。

上述的可溶性过渡金属是铜或铅或镉或锌或镍或其任意两者的组合物。

上述对硝基杯芳烃是对硝基杯[4]芳烃或对硝基杯[6]芳烃或对硝基杯[8]芳烃。

上述的对叔丁基杯芳烃是对叔丁基杯[4]芳烃或对叔丁基杯[6]芳烃或对叔丁基杯[8]芳烃。

本发明的对硝基杯芳烃的金属盐配合物是通过对硝基杯芳烃与可溶性过渡金属盐反应得到本发明的含能基团的含能化合物，即对硝基杯[4，6，8]芳烃含能金属盐配合物，充分利用了杯芳烃的易合成、易修饰、熔点高、热稳定性好和化学稳定性好的特点，其作为含能材料在高能高压条件下的燃烧催化剂，在一定程度上降低了含能材料的感度值，而且还协同增效，提高了含能材料的含能量。本发明的制备方法步骤少，制备方法简单，副产物少，适于工业化生产。

附图说明

图1为实施1中的对硝基杯[8]芳烃及其铜盐配合物的红外光谱图。

图2为实施1中的对硝基杯[8]芳烃铜盐配合物和推进剂主组分黑索金的DSC图。