CN101870607A - 一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂及其制备方法 - Google Patents

一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于农业化肥生产技术领域，具体涉及一种复合肥(复混肥)用防结块剂及其制备方法。一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于它由脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯组成，各组分所占质量百分数为：脂肪酸84.5％-90％，阴离子表面活性剂2％-3％，阳离子表面活性剂0.2％-1％，聚醚高分子表面活性剂0.5％-1.5％，脂肪酸酯5％-10％。所制备的防结块剂在自然环境下可以完全降解，防结效果好。

Description

一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂及其制备方法
技术领域
本发明属于农业化肥生产技术领域，具体涉及一种复合肥(复混肥)用防结块剂及其制备方法。
背景技术
复合肥(复混肥)结块问题是化肥工业长期以来致力于解决的问题。结块严重影响了肥效，并给贮存、运输和使用带来了不少困难。复合肥(复混肥)主要按照吸湿、颗粒表面的液体、水分蒸发而结晶析出、颗粒向桥接的循环水、经过一定时间而发生结块。一股认为颗粒度、颗粒强度、吸湿性、含水量、外界环境是影响结块的主要因素。
为防止结块，除了在生产工艺、包装和贮存过程中采取防范措施外，添加防结块剂是有效的方法。常用的有四种防结块剂：①惰性粉末类，如高岭土，滑石粉等。②无机盐类，如硫酸铝，多磷酸铵。③石油类化合物，如石蜡，聚烃树脂。④表面活性剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂及其制备方法，所制备的防结块剂在自然环境下可以完全降解。
为实现本发明目的，本发明所采取的技术方案是：一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于它由脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯组成，各组分所占质量百分数为：脂肪酸84.5％-90％，阴离子表面活性剂2％-3％，阳离子表面活性剂0.2％-1％，聚醚高分子表面活性剂0.5％-1.5％，脂肪酸酯5％-10％。
所述的脂肪酸的碳原子数为16或18，脂肪酸具体为：硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
所述的阴离子表面活性剂的碳原子数不少于18，阴离子表面活性剂具体为：十八烷基苯基磺酸钠、油酸盐、硬脂酸盐、十八醇硫酸盐、十八烷基苯基磺酸盐、壬基酚基聚氧乙烯(EO)20醚硫酸盐中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
所述的阳离子表面活性剂的碳原子数不少于18，阳离子表面活性剂具体为：十八胺基二甲基氯化铵、十八胺基二甲基溴化铵中的任意一种或任意二种、的混合，任意二种、混合时为任意配比。
所述的聚醚高分子表面活性剂的碳原子数不少于18，聚醚高分子表面活性剂具体为：十八烷基(EO)60醚、十八烷基(EO)40(PO)10醚、十八烷基(EO)40醚、十八烷基(EO)60(PO)20醚中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
所述的脂肪酸酯的碳原子数为18-24，脂肪酸酯具体为：硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸异丙酯、油酸甲酯、油酸乙酯、亚油酸甲酯、亚油酸乙酯、亚油酸异丙酯中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
上述一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)配料：按各组分所占质量百分数为：脂肪酸84.5％-90％，阴离子表面活性剂2％-3％，阳离子表面活性剂0.2％-1％，聚醚高分子表面活性剂0.5％-1.5％，脂肪酸酯5％-10％，选取脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯，备用；
2)将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至55～65℃(60℃±5)，搅拌，然后加入聚醚高分子表面活性剂，搅拌均匀，再加入阳离子表面活性剂和脂肪酸酯，保温搅拌20～40分钟，即得到一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂。
上述一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂在复合肥(复混肥)生产中应用，用量为复合肥(复混肥)总重量的1‰～3‰。
本发明与传统的防结块剂的作用原理不同，本发明利用阴/阳离子表面活性剂的相互作用，可以大大降低油/水表面的表面张力，使脂肪酸/脂肪酸酯在肥料表面更容易润湿而铺展，有效地将颗粒表面隔开，其阴/阳离子表面活性剂复配而更能阻止肥料表面的结晶及结晶生长，而防止其结块发生。
相对于传统的防结块剂，本发明的有益效果是：其一、全生物降解型复合肥(复混肥)防结块剂全部采用可降解的材料组成，在自然环境下可以完全降解，其分解物也是作物的肥料组分；其二、传统防结块剂是将阴离子表面活性剂或者阳离子表面活性剂单独使用，而本发明是将阴/阳离子表面活性剂混合一起使用，相比单独使用，其表面张力更低，润湿性更强，在肥粒表面的铺展性更好。全生物降解型复合肥(复混肥)防结块剂的实际效果也比单独使用时好得多。
本发明的防结块剂在肥料成型干燥后颗粒表面外包裹一层，可以有效降低肥料结块的可能性，达到粉散的目的。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明的应用工艺。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
如图1所示，一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)配料：按各组分所占质量百分数为：
阴离子表面活性剂(十八烷基苯基磺酸钠)                    2％，
脂肪酸(油酸和硬脂酸，油酸与硬脂酸质量比为1∶1)          86.3％，
聚醚高分子表面活性剂[十八烷基(EO)40(PO)10醚]            1.2％，
阳离子表面活性剂(十八胺基二甲基溴化铵)                  0.5％，
脂肪酸酯(硬脂酸异丙酯)                                  10％，
选取脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯，备用：
其中，十八烷基(EO)40(PO)10醚的生产厂家为辽阳奥克化工股份有限公司；十八胺基二甲基溴化铵的生产厂家为江苏飞翔化工有限公司。
2)将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至65℃，搅拌10分钟，得到混合物，然后加入聚醚高分子表面活性剂，搅拌10分钟，再加入阳离子表面活性剂和脂肪酸酯，保温搅拌30分钟，得到一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂。
所得到的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂成品的降解实验：将所制备的防结块剂在自然环境下、室温下，放置7天后完全降解，说明所制备的防结块剂在自然环境下可以完全降解。
降解条件：
pH＝6.5-7.0
降解温度：25-30℃
振荡速率：60-75r/min
专性好氧菌。
实施例2：
一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)配料：按各组分所占质量百分数为：
阴离子表面活性剂(十八烷基苯基磺酸盐)                    2.3％，
脂肪酸(硬脂酸和油酸，硬脂酸与油酸的质量比为1∶1)        87.9％，
聚醚高分子表面活性剂[十八烷基(EO)60醚]                  1.5％，
阳离子表面活性剂(十八胺基二甲基氯化铵)                  0.3％，
脂肪酸酯(油酸甲酯)                                      8％，
选取脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯，备用：
其中，十八烷基(EO)60醚的生产厂家为辽阳奥克化工股份有限公司；十八胺基二甲基氯化铵的生产厂家为江苏飞翔化工有限公司；十八烷基苯基磺酸盐为十八烷基苯基磺酸钠。
2)将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至55℃，搅拌10分钟，得到混合物，然后加入聚醚高分子表面活性剂，搅拌10分钟，再加入阳离子表面活性剂和脂肪酸酯，保温搅拌20分钟，得到一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂。
所得到的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂成品的降解实验：将所制备的防结块剂在自然环境下、室温下，放置7天后完全降解，说明所制备的防结块剂在自然环境下可以完全降解。
降解条件：
pH＝6.5-7.0，
降解温度：25-30℃，
振荡速率：60-75r/min，
专性好氧菌。
实施例3：
一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)配料：按各组分所占质量百分数为：
阴离子表面活性剂[壬基酚基聚氧乙烯(EO)20醚硫酸盐]        3％
脂肪酸(油酸、亚油酸和硬脂酸，质量比为2∶1∶1)           84.7％
聚醚高分子表面活性剂[十八烷基(EO)60(PO)20醚]            1.5％
阳离子表面活性剂(十八胺基二甲基氯化铵)                  0.8％
脂肪酸酯(油酸乙酯)                                      10％
选取脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯，备用：
其中，壬基酚基聚氧乙烯(EO)20醚硫酸盐的生产厂家为湖南丽臣日用化工有限公司；十八烷基(EO)60(PO)20醚的生产厂家为辽阳奥克化工股份有限公司；十八胺基二甲基氯化铵的生产厂家为江苏飞翔化工有限公司。
2)将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至65℃，搅拌10分钟，得到混合物，然后加入聚醚高分子表面活性剂，搅拌10分钟，再加入阳离子表面活性剂和脂肪酸酯，保温搅拌40分钟，得到一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂。
所得到的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂成品的降解实验：将所制备的防结块剂在自然环境下、室温下，放置7天后完全降解，说明所制备的防结块剂在自然环境下可以完全降解。
降解条件：
pH＝6.5-7.0
降解温度：25-30℃
振荡速率：60-75r/min
专性好氧菌。
2、应用：
复合肥(复混肥)生产工艺中，在冷却滚筒后的包膜转鼓上用比例泵将本发明的防结块剂加热喷洒在肥粒表面上，在滚筒内包膜后进入下道工序。见附图2。
3、不同复合肥(复混肥)生产工艺的防结块剂结果。
1)高塔工艺
品种：30-5-5(N2∶P2O5∶K2O)
实施例1所得到的全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的用量：复合肥(复混肥)总量的2‰，结果见表1。粉散率的定义为(单位重量未结块肥料/单位重量肥料)×100％。
表1
  时间   第一周   第二周   第三周   第四周
  粉散率   98.5％   98％   96％   93.4％
压包条件：三层托盘，每盘8层，每层5袋，每袋40KG，一股覆膜编织袋。
表1说明本发明防结块效果好。
2)硫基复合肥
品种：15-15-15(N2∶P2O5∶K2O)
实施例2所得到的全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的用量：复合肥(复混肥)总量的1‰，结果见表2。粉散率的定义为(单位重量未结块肥料/单位重量肥料)×100％。
表2
  时间   第一周   第二周   第三周   第四周
  粉散率   98.9％   98％   97.7％   95％
压包条件：三层托盘，每盘8层，每层5袋，每袋40KG，一股覆膜编织袋。
表2说明本发明防结块效果好。
3)尿基复合肥
品种：16-16-16(N2∶P2O5∶K2O)
实施例3所得到的全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的用量：复合肥(复混肥)总量的2.5％，结果见表3。粉散率的定义为(单位重量未结块肥料/单位重量肥料)×100％。
表3
  时间   第一周   第二周   第三周   第四周
  粉散率   96.3％   96％   93.8％   90.1％
压包条件：三层托盘，每盘8层，每层5袋，每袋40KG，一股覆膜编织袋。
表3说明本发明防结块效果好。
实施例4：
一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)配料：按各组分所占质量百分数为：脂肪酸84.5％，阴离子表面活性剂3％，阳离子表面活性剂1％，聚醚高分子表面活性剂1.5％，脂肪酸酯10％，选取脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯，备用；
所述的脂肪酸为：硬脂酸；
所述的阴离子表面活性剂为：油酸盐(如油酸钠)；
所述的阳离子表面活性剂为：十八胺基二甲基氯化铵；
所述的聚醚高分子表面活性剂为：十八烷基(EO)60醚(生产厂家为辽阳奥克化学股份有限公司)；
所述的脂肪酸酯为硬脂酸甲酯；
2)将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至55℃，搅拌，然后加入聚醚高分子表面活性剂，搅拌均匀，再加入阳离子表面活性剂和脂肪酸酯，保温搅拌20分钟，即得到一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂。
实施例5：
一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)配料：按各组分所占质量百分数为：脂肪酸90％，阴离子表面活性剂2％，阳离子表面活性剂0.2％，聚醚高分子表面活性剂0.5％，脂肪酸酯7.3％，选取脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯，备用；
所述的脂肪酸为：软脂酸；
所述的阴离子表面活性剂为：硬脂酸盐(如硬脂酸钠)；
所述的阳离子表面活性剂为：十八胺基二甲基溴化铵(生产厂家为江苏飞翔化工有限公司)；
所述的聚醚高分子表面活性剂为：十八烷基(EO)40醚(生产厂家为辽阳奥克化学股份有限公司)；
所述的脂肪酸酯为：硬脂酸乙酯；
2)将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至60℃，搅拌，然后加入聚醚高分子表面活性剂，搅拌均匀，再加入阳离子表面活性剂和脂肪酸酯，保温搅拌40分钟，即得到一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (9)

1.一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于它由脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯组成，各组分所占质量百分数为：脂肪酸84.5％-90％，阴离子表面活性剂2％-3％，阳离子表面活性剂0.2％-1％，聚醚高分子表面活性剂0.5％-1.5％，脂肪酸酯5％-10％。
2.根据权利要求1所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于：所述的脂肪酸为硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
3.根据权利要求1所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂的碳原子数不少于18。
4.根据权利要求3所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂为：油酸盐、硬脂酸盐、十八醇硫酸盐、十八烷基苯基磺酸盐、壬基酚基聚氧乙烯(EO)20醚硫酸盐中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
5.根据权利要求1所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于：所述的阳离子表面活性剂为：十八胺基二甲基氯化铵、十八胺基二甲基溴化铵中的任意一种或任意二种的混合，任意二种混合时为任意配比。
6.根据权利要求1所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于：所述的聚醚高分子表面活性剂的碳原子数不少于18。
7.根据权利要求6所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于：聚醚高分子表面活性剂具体为：十八烷基(EO)60醚、十八烷基(EO)40(PO)10醚、十八烷基(EO)40醚或十八烷基(EO)60(PO)20醚中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
8.根据权利要求1所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，其特征在于：所述的脂肪酸酯为：硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸异丙酯、油酸甲酯、油酸乙酯、亚油酸甲酯、亚油酸乙酯、亚油酸异丙酯中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。
9.如权利要求1所述的一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)配料：按各组分所占质量百分数为：脂肪酸84.5％-90％，阴离子表面活性剂2％-3％，阳离子表面活性剂0.2％-1％，聚醚高分子表面活性剂0.5％-1.5％，脂肪酸酯5％-10％，选取脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯，备用；
2)将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至55～65℃，搅拌，然后加入聚醚高分子表面活性剂，搅拌均匀，再加入阳离子表面活性剂和脂肪酸酯，保温搅拌20～40分钟，即得到一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂。
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