CN105565974A - 一种环保高效的化肥多功能包裹剂、制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保高效的化肥多功能包裹剂、制备方法及应用，按重量百分比计，将57-70％植物沥青加热至60-80℃，再加入5-10％环氧大豆油和3-8％十八伯胺醋酸盐，继续加热维持在60-80℃，并搅拌均匀，再加入10-15％十八烷基伯胺或十二烷基伯胺和5-10％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。本发明优点：针对植物沥青在肥料表面成膜强度和致密性问题，添加环氧树脂与脂肪胺类发生交联反应，添加环氧大豆油降低环氧树脂固化速度，提升包裹油膜的延展性、韧性和致密性。本发明的包裹剂，色相稳定均匀，且能耐光耐热，在肥料上包裹，成膜能力强，以提升产品的防结、防潮、防泛白以及提升光泽的能力，且使用成本低、绿色可降解，利于环境保护。

Description

一种环保高效的化肥多功能包裹剂、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及化肥多功能包裹剂技术领域，特别是涉及到一种环保高效的化肥多功能包裹剂、制备方法及应用。

背景技术

随着磷复肥行业迅猛发展，磷酸二铵产品成产工艺和技术日趋成熟，现在产能过剩，市场竞争激烈，物美价廉的产品才能争取更多的用户。但面对磷矿石品味逐渐贫化，在肥料外观质量控制上出现了一些新问题。产品颗粒外表是否规整，大小是否均匀，色泽是否一致，感观是否透亮(即有结晶感)等，成为用户凭直观感觉的衡量标准。农民在选择化肥时不仅仅只关注其养分含量，化肥产品的外观品质也成为一项重要的参考标准。从用户的角度来说，外观质量较好的产品更具有防伪、耐贮存、不粉化、不结块，适宜机械化或人工均匀施肥，与种子拌和施播等优点。

提升肥料产品外观质量是树立产品形象和用户质感的重要手段之一，同时已成为各个成产厂家博弈的焦点。包裹剂是肥料缓释的一种途径，通过包裹能同时达到着色、防结块、养分缓释的目的。肥料生产企业为了提高产品质量，建立自己的品牌优势，逐步使用多功能包裹剂。多功能包裹剂以其优异的多功能性满足客户的多样化需求，真正起到一剂多用的效果。由于化肥多功能包裹剂的使用，能最大限度地抑制肥料结块、吸潮、泛白和粉化现象，同时增加颗粒的流动性，便于肥料的储存、运输和使用，改善肥料的光泽，提升肥料的市场竞争力，因此，研发出一种低成本、环保高效的化肥多功能包裹剂势在必行，也是目前很关键的开发课题作为一种的整体解决措施。

发明内容

本发明的目的以天然易降解、成本低廉的植物沥青，来替代不能降解、成本高的矿物沥青；是寻找到利用低成本、天然物质为原材料，来生产全新配方的化肥多功能包裹剂产品，以替代目前利用较难降解、成本高的矿物油为原材料来生产的传统的化肥多功能包裹剂产品。同时，针对天然物质原材料的不足，通过向包裹剂体系中添加其他成分来稳定活性物成分和改善包裹剂的成膜能力，以提升产品的防结、防潮、防泛白以及提升光泽的能力，最终达到产品绿色可降解、成本大幅降低、效果稳定可靠的目的。

本发明采用以下的技术方案：

一种环保高效的化肥多功能包裹剂，各组份按重量百分比计，其特征在于：由57-70％植物沥青，5-10％环氧大豆油，3-8％伯胺醋酸盐，10-15％烷基伯胺，5-10％环氧树脂组成，先将植物沥青加热至60-80℃，再加入环氧大豆油和伯胺醋酸盐，继续加热维持在60-80℃，并搅拌均匀，再加入烷基伯胺和环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。

所述的伯胺醋酸盐为十八伯胺醋酸盐或十二伯胺醋酸盐。

所述的烷基伯胺为十八烷基伯胺或十二烷基伯胺。

一种环保高效的化肥多功能包裹剂的制备方法，各组份按重量百分比计，其特征在于按以下步骤：先将57-70％植物沥青加热至60-80℃，再加入5-10％环氧大豆油和3-8％十八伯胺醋酸盐或十二伯胺醋酸盐，继续加热维持在60-80℃，并搅拌均匀，再加入10-15％十八烷基伯胺或十二烷基伯胺和5-10％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。

所述环保高效的化肥多功能包裹剂的用途，其特征在于：将环保高效的化肥多功能包裹剂用于化肥的包裹，每吨化肥喷涂环保高效的化肥多功能包裹剂2.0－4.0公斤，就可有效地防止肥料结块、防潮和防泛白，保持肥料光泽，色相稳定均匀，且能耐光耐热，在肥料上包裹，成膜能力强，以提升产品的防结、防潮、防泛白以及提升光泽的能力，且使用成本低、绿色可降解，利于环境保护。

传统的化肥多功能包裹剂主要是矿物油+烷基伯胺。我们针对矿物油不能降解、成本高的特点，选择可降解、来源广泛、成本低廉的植物沥青及植物油来替代矿物油。针对烷基伯胺受热不稳定的特点，选择耐温性强的伯胺醋酸盐来替代部分烷基伯胺。

针对植物沥青在肥料表面成膜强度和致密性问题，配方中添加一定量环氧树脂，通过其与脂肪胺类表面活性剂在高温条件下发生交联反应，针对环氧树脂固化快，成膜较脆的特点，配方中添加环氧大豆油降低固化速度，提升包裹油膜的延展性、韧性和致密性。

包裹剂产品中表面活性剂的脂肪胺类，可以作为环氧树脂的固化剂在高温下同环氧树脂发生加成反应，通过逐步反应的历程交联形成体型网状的结构。

脂肪伯胺先与环氧基反应生成仲胺

再与另一个环氧基反应生成叔胺

脂肪伯胺与环氧树脂通过上述逐步聚合反应历程交联成复杂的体形高聚

物。此高聚物脆性较大，包裹剂油膜易破裂。

加入环氧大豆油作为增韧剂，脂肪伯胺作为扩链剂与环氧大豆油的环氧基反应形成低聚物能与环氧树脂较好的互溶，同时环氧大豆油中的环氧基于固化体系形成交联结构，体系的剪切强度增强，柔性长链基团使得体系柔韧性显著提高。

脂肪伯胺中的活泼氢在高温下易被空气中的氧气氧化，进而损失包裹剂防结活性，伯胺醋酸盐由于无活泼氢，不易被氧化剂氧化，化学性质非常稳定，保证了高温下包裹剂的防结活性。

采用上述方法制备出一种环保高效的化肥多功能包裹剂，色相稳定均匀，且能耐光耐热，在肥料上包裹，成膜能力强，以提升产品的防结、防潮、防泛白以及提升光泽的能力，且使用成本低、绿色可降解，利于环境保护。

本发明与现有技术相比，其优点主要包括：

其一：原料创新：本项目利用了植物沥青具有低碳、环保、可再生、成本低的优势，对传统包裹剂中使用的难降解、成本高的矿物沥青进行替代，降低了包裹剂的成本，同时使包裹剂产品更加绿色环保，是本专利原料的主要创新点。所选用的原料，具有成本低、易降解等特点。

矿物沥青作为包裹剂的主要载体，赋予包裹剂涂展性、粘结性、疏水性以及一定程度的成膜性，是包裹剂中的重要组成成分，然而由于它是由烷烃，环烷烃，芳烃，胶质和沥青质组成，这些物质在自然环境中很难降解，将其用于肥料中，很显然不可避免地造成环境污染。作为替代品，植物沥青同样能赋予包裹剂涂展性，粘结性，疏水性以及一定程度的成膜性，保障了包裹剂的防潮防结以及光泽持久性功能。同时，由于植物沥青是植物油皂脚经皂化，酸解，精馏分出各种脂肪酸后的残留物，仍然属于植物性成分，在自然环境中可降解，可见，植物沥青是矿物沥青完美的替代品，包裹剂中用植物沥青替代矿物沥青，不仅可以实现废物利用，节约能源，保护环境，而且大大降低了成产成本。

其二、配方创新：本项目充分利用了环氧树脂和环氧大豆油在脂肪伯胺类表面活性剂的作用下发生交联固化特性，来提升包裹剂在肥料表面的固化成膜性，同时利用了环氧大豆油的增塑特性，改善包裹剂油膜的延展性，使得油膜有较好韧性不易破碎，凭借这层油膜，从而提高了产品的疏水性，防潮性，以及光泽持久性，是本专利的产品配方创新点之一；另外，本项目充分利用了伯胺醋酸盐表面活性剂的高温稳定性以及良好的防结能力，大大提高了包裹剂体系的耐温性，保证包裹剂在高温环境下的防结效果不衰减。针对烷基伯胺在高温条件下易被氧化是失活的弱点，选择在配方中引入伯胺醋酸盐，在高温下伯胺醋酸盐化学性质较稳定，同时具有良好的防结能力，是本专利的产品配方创新点之二。

植物沥青虽然具有绿色易降解，成本低等优点，但是由于其自身组成成分的分子量没有矿物沥青的大，尽管有一定成膜能力，但不如矿物沥青中的胶质强。如果直接用植物沥青替代矿物沥青，那么包裹剂在肥料表面不易成膜，这将降低防潮防结性能和肥料的光泽持久性。因此，我们必须添加一种成膜能力强的物质，来提升包裹剂的成膜能力，引入环氧树脂和环氧大豆油就是为了弥补植物沥青成膜能力不佳的缺陷，环氧树脂在脂肪胺的作用下交联固化成膜，环氧大豆油可以塑化该油膜，使其具有良好延展性和韧性，不易破碎。

其三、环保高效的化肥多功能包裹剂，既可以控制肥料外观，并且在使用过程中可生物降解，改善土壤条件，对环境无污染，无毒害，利于环境保护，使用合理、作用安全。

其三、环保高效的化肥多功能包裹剂，在肥料上包膜，实施简易，能够适应不同肥料的生产工艺条件，保证肥料在高温下贮存，不结块、不泛白，肥料自然松散。

其四、生产过程中无污染，利于工业化生产。按本方法生产出的环保高效的化肥多功能包裹剂，成本低廉、无污染，能够推广节约、替代。

总之，一种环保高效的化肥多功能包裹剂，色相稳定均匀，且能耐光耐热，在肥料上包裹，成膜能力强，以提升产品的防结、防潮、防泛白以及提升光泽的能力，且使用成本低、绿色可降解，利于环境保护。

具体实施方式

本发明实施例所用原料均直接购买得到。

实施例1

环保高效的化肥多功能包裹剂，各组份按重量百分比计，先将67％植物沥青加热至60-80℃，再加入5％环氧大豆油和8％十八伯胺醋酸盐，继续加热维持在60-80℃，并搅拌均匀，最后加入10％十八烷基伯胺和10％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。使用时，每吨化肥喷涂本实施例制备的包裹剂2.0公斤，就可有效地防止肥料结块、防潮和防泛白，保持肥料光泽。

实施例2

环保高效的化肥多功能包裹剂，各组份按重量百分比计，先将62％植物沥青加热至60-80℃，再加入10％环氧大豆油和3％十二伯胺醋酸盐，继续加热维持在60-80℃，并搅拌均匀，最后加入15％十二烷基伯胺和10％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。使用时，每吨化肥喷涂本实施例制备的包裹剂3.0公斤，就可有效地防止肥料结块、防潮和防泛白，保持肥料光泽。

实施例3

环保高效的化肥多功能包裹剂，各组份按重量百分比计，先将57％植物沥青加热至60-80℃，再加入10％环氧大豆油和8％十八伯胺醋酸盐，继续加热搅拌均匀，最后加入15％十二烷基伯胺和10％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。使用时，每吨化肥喷涂本实施例制备的包裹剂4.0公斤，就可有效地防止肥料结块、防潮和防泛白，保持肥料光泽。

实施例4

环保高效的化肥多功能包裹剂，各组份按重量百分比计，先将70％植物沥青加热至60-80℃，再加入8％环氧大豆油和5％十八伯胺醋酸盐，继续加热搅拌均匀，最后加入12％十二烷基伯胺和5％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。使用时，每吨化肥喷涂本实施例制备的包裹剂4.0公斤，就可有效地防止肥料结块、防潮和防泛白，保持肥料光泽。

实施例5

环保高效的化肥多功能包裹剂，各组份按重量百分比计，先将65％植物沥青加热至60-80℃，再加入8％环氧大豆油和7％十八伯胺醋酸盐，继续加热搅拌均匀，最后加入12％十八烷基伯胺和8％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。使用时，每吨化肥喷涂本实施例制备的包裹剂3.0公斤，就可有效地防止肥料结块、防潮和防泛白，保持肥料光泽。

上述方法制备环保高效的化肥多功能包裹剂，色相稳定均匀，且能耐光耐热，在肥料上包裹，成膜能力强，以提升产品的防结、防潮、防泛白以及提升光泽的能力，且使用成本低、绿色可降解，利于环境保护。

Claims (5)

1.一种环保高效的化肥多功能包裹剂，各组份按重量百分比计，其特征在于：由57-70％植物沥青，5-10％环氧大豆油，3-8％伯胺醋酸盐，10-15％烷基伯胺，5-10％环氧树脂组成，先将植物沥青加热至60-80℃，再加入环氧大豆油和伯胺醋酸盐，继续加热维持在60-80℃，并搅拌均匀，再加入烷基伯胺和环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。

2.根据权利要求1所述的环保高效的化肥多功能包裹剂，其特征在于：所述伯胺醋酸盐为十八伯胺醋酸盐或十二伯胺醋酸盐。

3.根据权利要求1所述的环保高效的化肥多功能包裹剂，其特征在于：所述的烷基伯胺为十八烷基伯胺或十二烷基伯胺。

4.一种环保高效的化肥多功能包裹剂的制备方法，各组份按重量百分比计，其特征在于按以下步骤：先将57-70％植物沥青加热至60-80℃，再加入5-10％环氧大豆油和3-8％十八伯胺醋酸盐，继续加热维持在60-80℃，并搅拌均匀，再加入10-15％十八烷基伯胺或十二烷基伯胺和5-10％环氧树脂，保持温度在60-80℃之间，继续搅拌，搅拌混合时间40-60min，从而制得环保高效的化肥多功能包裹剂。

5.根据权利要求1、2或3所述环保高效的化肥多功能包裹剂的用途，其特征在于：将环保高效的化肥多功能包裹剂用于化肥的包裹，每吨化肥喷涂环保高效的化肥多功能包裹剂2.0－4.0公斤。