一種有機氧化劑及其製備方法
2023-04-26 03:45:56 2
專利名稱：一種有機氧化劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種有機氧化劑及其製備方法，屬於煙火藥技術領域。
背景技術：
在煙火藥中，傳統的氧化劑有硝酸鹽、高氯酸鹽和氯酸鹽，以及比較少用的有機化氧化劑如硝酸胍和硝基胍、硝基高氯酸、鉻酸鹽、重鉻酸鹽等，除此之外還有一些鹼土金屬氧化物如Sr02，Ba02。氯酸鉀因其分解溫度低、感度高，尤其和硫配成煙火藥時危險性大，以至於被世界各國禁用。硝酸鹽和一些高氯酸鹽則需要更高的溫度才能使其分解，釋放出原子氧。為了實現綠色煙火，德國的T. EKlapotke等人提出煙火藥的發展應集中在富氮化合物上，與傳統的含能材料相比，這類物質不需要從氧化骨架碳或燃料以此來獲得能量。 作為煙火藥，這些高能高密度的材料起著潛在的推進劑，著色劑、氧化劑和燃料的作用，而且這些富氮材料有幾個優點僅有或大部分是氣體產物(無煙燃燒)、高生成熱、高效的推動力和高火焰溫度。綠色煙火應該首先避免高氯酸鹽和一些重金屬，在煙花中應用的化合物是應該是易得、便宜，且不吸水。高氮的含量對於煙和顆粒物質的減少是理想的，反應速率為了各自的目的應該是可調整的。但是通常高能材料是高感度成本高的唑類，疊氮類，硝基類等，也就限制它在煙火藥的進一步推廣應用。而高氯酸鹽之所以受到限制，除了成本外，還因為它溶於水，對微生物和人類有毒性，確切的說是和一些物質發生了化學反應。當某種不溶於水並不發生反應時，那樣的高氯酸化合物還是可以採用。
發明內容
本發明的目的是為了實現綠色煙火，解決當前一些煙火藥氧化劑有毒性，汙染環境，成本高，分解溫度高不易點燃、安全穩定性小等不足，提出一種有機氧化劑及其製備方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。本發明的一種有機氧化劑十八烷基三甲基高氯酸銨，分子結構式如式(1)所示
權利要求
1.一種有機氧化劑，其特徵在於該有機氧化劑為十八烷基三甲基高氯酸銨，其分子結構式如式(1)所示
2.一種有機氧化劑的製備方法，其特徵在於以十八烷基叔胺、一氯甲烷、高氯酸鈉為原料，異丙醇和蒸餾水為溶劑，氫氧化鉀或氫氧化鈉為催化劑，具體步驟為1)將十八烷基叔胺加入到盛有異丙醇和蒸餾水混合溶劑的反應器中，得到十八烷基叔胺的溶液，然後再加入催化劑，用氮氣置換反應器中的空氣後升溫至45 55°C，然後通入一氯甲烷，在0. 4 0. 5MPa下反應2 4h ；2)將高氯酸鈉加入步驟1)的反應器中，並攪拌，反應結束後，冷卻有晶體析出，過濾， 洗滌，乾燥，得到有機氧化劑十八烷基三甲基高氯酸銨；上述步驟1)中異丙醇和蒸餾水的體積比為1 1 3;十八烷基叔胺的濃度為0.04 0.lmol/L ；上述步驟1)和2)中十八烷基叔胺、一氯甲烷、催化劑和高氯酸鈉的摩爾比為1 1 2 0. 01 0. 03 1 3 ；上述步驟2)中反應時間為10 20h。
全文摘要
本發明涉及一種有機氧化劑及其製備方法，屬於煙火藥技術領域。該有機氧化劑的分子結構式為將十八烷基叔胺加入到盛有異丙醇和蒸餾水混合溶劑的反應器中，再加入氫氧化鉀或氫氧化鈉，用氮氣置換反應器中的空氣後升溫至45～55℃，然後通入一氯甲烷，在0.4～0.5MPa下反應2～4h；然後加入高氯酸鈉，並攪拌，反應結束後，冷卻有晶體析出，過濾，洗滌，乾燥，得到有機氧化劑十八烷基三甲基高氯酸銨。本發明製備的有機氧化劑吸溼性小，分解釋放能量比高氯酸鉀大，解決了含高氯酸鉀的煙火藥的易熄引問題，環境友好，安全可靠，成本低。
文檔編號C07C209/12GK102219702SQ201110105268
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月26日 優先權日2011年4月26日
發明者劉振翼, 徐厚材, 錢新明, 黃平 申請人:北京理工大學