CN102746068B

CN102746068B - 一种尿素防结块剂

Info

Publication number: CN102746068B
Application number: CN201210267776.0A
Authority: CN
Inventors: 宁忠培; 涂勇; 阳权富; 林朝阳; 戴志谦; 张饶; 周国成; 陈淑华
Original assignee: LUTIANHUA CO Ltd SICHUAN
Current assignee: LUTIANHUA CO Ltd SICHUAN
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: CN102746068A

Abstract

本发明涉及一种用于抑制尿素结块的外添加防结块剂，有效成分包括水溶性高分子聚合物、多元醇、表面活性剂及硫酸盐。本防结块剂对抑制尿素吸湿结块和粉化效果佳，尿素防结块率同时具有添加工艺简便、用量少、成本低、原料绿色环保等特点。

Description

一种尿素防结块剂

技术领域

本发明涉及一种添加剂，具体地说，涉及一种尿素防结块剂。

背景技术

由于尿素临界相对湿度较低，在南方潮湿天气情况下容易因吸湿导致结块和粉化，不仅给产品贮运带来困难，同时也严重影响销售和使用。因此，如何防止尿素结块、提高产品质量、降低添加成本，使尿素产品更易为用户接受和更具市场竞争力，己成为国内外厂家必须解决的问题。

为了防止尿素结块，除了在生产、包装和储存过程中采取防范措施外，在尿素成品中添加防结块剂是最有效、方法。目前国内外常用的四类防结块剂有：1、惰性粉末,此类如高龄土、二氧化硅、硅藻土和滑石粉等；2、有机疏水性有机化合物，此类如石蜡、聚烯烃与氯硅烷等；3、表面活性剂，如烷基磺酸盐、脂肪胺盐、聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯等；4、高分子与表面活性剂复配型，该类防结块剂是将水溶性或非水溶性高分子聚合物增溶于表面活性剂的浓溶液中形成络合物，高分子聚合物一般选择聚醋酸乙烯脂、聚乙烯酰胺，表面活性剂一般采用烷基硫酸盐、脂肪胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等。

上述这些防结块剂在使用上都存在一定弊端：惰性粉体防结块剂，虽然使用成本不高，但是效果差，使用中粉尘对环境污染大，同时，堆放2至3月后一般有较大粉化现象，袋内粉末明显增多；膏状有机疏水性防结块剂，需要在防结块添加工程中采取加热保温措施，不仅给工艺操作上带来极大地不便，且所使用材料无法降解，对农田造成污染；表面活性剂型防结块剂具有添加方便，但存在添加量大、防结块效果差等缺点；高分子与表面活性剂复配型防结块剂，具有防结块效果较好的优点，但存在添加后导致尿素颗粒表面生长出许多脆性很强的羽毛状晶体，不仅影响尿素产品外观，还极易粉化，造成大量粉尘。

针对目前防结块剂存在的缺点，本发明采用高分子聚合物、多元醇、表面活性剂及硫酸盐复配而成一种防结块效果优良、添加方式方便、环境友好的新型外添加防结块剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于防止尿素结块的外喷涂防结块剂，不仅能有效防止尿素结块和粉尘，同时在工艺操作上更加便捷易行。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的尿素防结块剂由水溶性高分子聚合物、多元醇、表面活性剂、硫酸盐及水组成。

所述水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚天冬氨酸中的一种或两种以上组合。

优选的，所述的水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇与丙烯酰胺。

更优选的，聚乙烯醇与聚丙烯酰胺质量比为7:3～4:1。

所述表面活性剂为十二烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十八伯胺醋酸盐、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物中的一种或两种以上的组合。

优选的，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸盐、十八伯胺醋酸盐。

更优选的，所述的十二烷基硫酸盐与十八伯胺醋酸盐质量比为4～9:1。

进一步优选的，所述十二烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十八伯胺醋酸盐为钠盐。

所述硫酸盐为硫酸锌、硫酸钾或两种混配；采用两种混配时，任意配比均可实现本发明的目的。

所述多元醇结构式为：(CH₂)x（OH）y；其中2≤x≤10,2≤y≤10。

优选的，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、季戊四醇、己二醇、庚二醇、辛二醇中的一种或两种以上组合。

更优选的，所述的多元醇为碳原子数不大于5的多元醇中的一种或两种以上组合。

进一步优选的，所述的多元醇为乙二醇、丙三醇、丁四醇、季戊四醇中的一种或两种以上组合。

本发明所述防结块剂各组分的配比为水溶性高分子聚合物9%~15%，多元醇1%~3%，表面活性剂6%~10%，硫酸盐0.5%~2%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.05%~0.15%，最优为0.08%~0.12%。

本发明的所述防结块剂制备方法为：将所述水溶性高分子聚合物、多元醇、硫酸盐、表面活性剂有效组分按配比以水作为介质进行分散溶解，再进行密封包装。

将水溶性高分子聚合物在20-35℃条件下用水浸泡2-3小时，用水量为总用水量的75-80%，让其在水中溶胀分散；再在搅拌条件下缓慢升温至50-70℃，直至溶解成透明浅黄色溶液为止；再冷却至20-30℃，在搅拌条件下加入多元醇；表面活性剂在55-70℃的水中进行溶解，然后加入前述溶液中。一旦上述物质均已溶解完全后，按照各组分的配比进行均匀混合，再冷却后进行密封包装。

本发明的所述防结块剂使用方式为：通过计量泵将所述防结块剂输送到喷头，由喷头雾化后添加到尿素颗粒表面。

本发明的防结块剂的防结块测评方法为：将添加了所述防结块剂的尿素颗粒按标准重量进行包装，再按标准堆放方式进行堆包贮存试验。堆放1个月、3个月、6个月后分别进行开包，测定防结块剂的防结块效果。

本发明所述防结块剂涂覆在尿素颗粒表面后，会在微观上改变颗粒的外部结晶形态，产生紧实、不易脱落、对尿素颗粒之间起到机械隔离效果的微粒状晶体，最终达到防结块及抑制粉尘的目的。另外，此种粒状晶体的体积微小且均匀致密覆盖在尿素颗粒外表，因此对尿素颗粒的外观不造成任何影响。

试验例

一、本发明所述防结块剂的制备如下：

表1 优化的防结块组合配方

将聚乙烯醇、聚丙烯酰胺按质量比4:1的比例混匀后，按配制防结块剂总量的13%称重后，在20-35℃条件下用水浸泡2-3小时（用水量为总用水量的75-80%），让其在水中溶胀分散；再在搅拌条件下缓慢升温至50-70℃，直至溶解成透明浅黄色溶液为止；待聚丙烯醇、聚丙烯酰胺溶液冷却至20-30℃，在搅拌条件下加入多元醇。表面活性剂十八伯胺醋酸盐、十二烷基苯磺酸钠则须在55-70℃的水中进行溶解，然后加入前述溶液中。一旦上述物质均已溶解完全后，按照各组分的配比进行均匀混合，再冷却后进行密封包装。表1所示A、B、C配方为按前述通用制备方法的优化配方，其中所示组分比例为质量百分比。

二、本发明防结块剂的添加工艺如下：

所述防结块剂的工艺操作过程为：调节计量泵将输送压力稳定在2Mpa以上以确保防结块剂能充分雾化，根据尿素产量将防结块剂输送流量控制在40公斤/小时（本例中防结块剂添加比例为0.05%，尿素产量为80吨/小时）。在常温下，通过计量泵将贮槽中的防结块剂输送到喷头，由喷头将防结块剂均匀地喷涂到尿素输送皮带转料机间形成的尿素“落帘”上，防结块剂与尿素粒子在输送和转运过程进一步混合，实现防结块剂均匀添加的尿素产品上。

三、本发明防结块剂的评价方法如下：

分别将实施例1中的B配方防结块剂与市场上采购的进口防结块剂，按照实施例2中的操作工艺对尿素进行喷涂处理。再把经以上防结块剂处理后的尿素以及未添加防结块剂的空白尿素，以40公斤每袋的重量，按照各自类别用20袋一叠的堆包方式叠压在尿素产品库房。然后在堆放期间，以1个月、3个月、6个月的基准进行砸包测评防结块率。砸包测评过程为：取堆放在最底层的尿素包，将其由1米高自由落下，然后用孔径为4mm的筛网筛分，筛上物即为结块样品。防结块剂对比评价试验结果见表3。

表3 防结块剂评价试验结果

Figure 2012102677760100002DEST_PATH_IMAGE003

具体实施方式

以下实施例是对本发明的解释而非对本发明的限制。

实施例1

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇

表面活性剂：十二烷基硫酸钠

硫酸盐：硫酸锌

多元醇：乙二醇

水溶性高分子聚合物9%，表面活性剂6%，硫酸盐0.5%，多元醇1%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.05%。

实施例2

水溶性高分子聚合物：聚丙烯酰胺

表面活性剂：十八伯胺醋酸钠

硫酸盐：硫酸锌

多元醇：丙二醇

水溶性高分子聚合物15%，表面活性剂10%，硫酸盐2%，多元醇3%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.15%。

实施例3

水溶性高分子聚合物：聚乙烯胺

表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：丙三醇

水溶性高分子聚合物10%，表面活性剂8%，硫酸盐1%，多元醇2%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.08%。

实施例4

水溶性高分子聚合物：聚天冬氨酸

表面活性剂：脂肪酸甘油酯

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：季戊四醇

水溶性高分子聚合物11%，表面活性剂9%，硫酸盐1.5%，多元醇1.5%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.12%。

实施例5

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺；聚乙烯醇与聚丙烯酰胺质量比为7:3。

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇

水溶性高分子聚合物10%，表面活性剂9%，硫酸盐0.8%，多元醇1%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.06%。

实施例6

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚乙烯胺；聚乙烯醇与聚丙烯酰胺质量比为4:1。

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠、十二烷基苯磺酸钠

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物13%，表面活性剂10%，硫酸盐1.9%，多元醇2.5%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.07%。

实施例7

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚天冬氨酸

表面活性剂：十二烷基硫酸盐、十八伯胺醋酸盐；所述的十二烷基硫酸盐与十八伯胺醋酸盐质量比为4:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、丁二醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物14%，表面活性剂7%，硫酸盐0.6%，多元醇1.8%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.10%。

实施例8

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺；聚乙烯醇与聚丙烯酰胺质量比为3:1。

表面活性剂：聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：丙三醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物9%，表面活性剂10%，硫酸盐0.5%，多元醇1%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.09%。

实施例9

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：庚二醇、辛二醇

水溶性高分子聚合物10%，表面活性剂7%，硫酸盐0.9%，多元醇1.4%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.11%~0.15%。

实施例10

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚天冬氨酸

表面活性剂：十二烷基硫酸盐、十八伯胺醋酸盐；所述的十二烷基硫酸盐与十八伯胺醋酸盐质量比为9:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、庚二醇、辛二醇

水溶性高分子聚合物13%，表面活性剂9%，硫酸盐1.6%，多元醇2.4%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.13%。

实施例11

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；所述的十二烷基硫酸钠与十八伯胺醋酸钠质量比为9:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、庚二醇、辛二醇

水溶性高分子聚合物14%，表面活性剂7%，硫酸盐1.1%，多元醇1%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.14%。

实施例12

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚天冬氨酸

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠；所述的十二烷基硫酸盐与十八伯胺醋酸盐质量比为4:1。

硫酸盐：硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物9%，表面活性剂10%，硫酸盐2%，多元醇1%，余量为水。

实施例13

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚天冬氨酸

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠；所述的十二烷基硫酸钠与十八伯胺醋酸钠质量比为6:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：季戊四醇、己二醇、庚二醇、辛二醇

水溶性高分子聚合物11%，表面活性剂8%，硫酸盐0.7%，多元醇1%，余量为水。

实施例14

水溶性高分子聚合物：聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚天冬氨酸

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；所述的十二烷基硫酸钠与十八伯胺醋酸钠质量比为6:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、丁四醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物15%，表面活性剂9%，硫酸盐1.2%，多元醇2.6%，余量为水。

所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.11%。

实施例15

水溶性高分子聚合物：聚乙烯醇、聚乙烯胺、聚天冬氨酸

表面活性剂：脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物

硫酸盐：硫酸钾

多元醇：乙二醇、季戊四醇、己二醇、庚二醇、辛二醇

水溶性高分子聚合物11%，表面活性剂8%，硫酸盐1.4%，多元醇1.3%，余量为水。

实施例16

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠、十二烷基苯磺酸钾；所述的十二烷基硫酸盐与十八伯胺醋酸盐质量比为8:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙二醇

水溶性高分子聚合物13%，表面活性剂7%，硫酸盐0.5%，多元醇3%，余量为水。

实施例17

水溶性高分子聚合物：聚乙烯胺、聚天冬氨酸

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；所述的十二烷基硫酸钠与十八伯胺醋酸钠质量比为5:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物15%，表面活性剂10%，硫酸盐1.5%，多元醇3%，余量为水。

实施例18

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠；所述的十二烷基硫酸钠与十八伯胺醋酸钠质量比为7:1。

硫酸盐：硫酸钾

多元醇：季戊四醇、己二醇、庚二醇、辛二醇

所述的多元醇为乙二醇、丙三醇、丁四醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物10%，表面活性剂10%，硫酸盐1.5%，多元醇1%，余量为水。

实施例19

表面活性剂：十二烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、丁二醇、季戊四醇、己二醇

水溶性高分子聚合物12%，表面活性剂8%，硫酸盐2%，多元醇3%，余量为水。

实施例20

表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十八伯胺醋酸钠、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；所述的十二烷基硫酸钠与十八伯胺醋酸钠质量比为8:1。

硫酸盐：硫酸锌、硫酸钾

多元醇：乙二醇、丙三醇、丁四醇、季戊四醇

水溶性高分子聚合物9%，表面活性剂6%，硫酸盐2%，多元醇3%，余量为水。

Claims

1.一种尿素防结块剂，有效成分包括水溶性高分子聚合物、多元醇、表面活性剂及硫酸盐；

所述防结块剂配置成水溶液，各组分的配比为水溶性高分子聚合物9%~15%，多元醇1%~3%，表面活性剂6%~10%，硫酸盐0.5%~2%，余量为水；

所述水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚天冬氨酸中的一种或两种以上组合；

所述多元醇结构式为：(CH₂)x（OH）y；其中2≤x≤10,2≤y≤10；

所述硫酸盐为硫酸锌、硫酸钾或两种混配。

2.根据权利要求1所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述的水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇与聚丙烯酰胺。

3.根据权利要求1所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述的聚乙烯醇与聚丙烯酰胺质量比为7:3～4:1。

4.根据权利要求1所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十八伯胺醋酸盐、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求4所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸盐、十八伯胺醋酸盐。

6.根据权利要求4或5所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述的十二烷基硫酸盐与十八伯胺醋酸盐质量比为4～9:1。

7.根据权利要求6所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述十二烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十八伯胺醋酸盐为钠盐。

8.根据权利要求1所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、季戊四醇、己二醇、庚二醇、辛二醇中的一种或两种以上组合。

9.根据权利要求8所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述的多元醇为碳原子数不大于5的多元醇中的一种或两种以上组合。

10.根据权利要求9所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述的多元醇为乙二醇、丙三醇、丁四醇、季戊四醇中的一种或两种以上组合。

11.根据权利要求1所述的尿素防结块剂，其特征在于，所述防结块剂添加方式为将防结块剂溶液雾化后直接添加到尿素颗粒上，添加量为尿素质量的0.05%~0.15%。

12.根据权利要求11所述的尿素防结块剂，其特征在于，防结块剂添加量为尿素质量的0.08%~0.12%。