CN107793216A - 一种肥料防结块剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种肥料防结块剂及其制备方法和应用 Download PDF

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王仁宗
田楠
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Abstract

本发明公开了一种肥料防结块剂及制备方法和应用，各组分按质量百分比计，其特征在于：肥料防结块剂由氢化牛脂胺10‑20％，C8‑C20脂肪酸和脂肪酸的脂10‑20％、基础油50‑75％，改性纳米级二氧化硅5‑10％，各组分之和为100％，经过两次复配及陈化后制得。产品使用时，采用高压喷雾方式使之均匀涂布在肥料颗粒表面。该肥料防结块剂可在肥料颗粒表面形成一层薄膜，使肥料长时间保持松散并具有良好的流动性，保证肥料的品质。

Description

一种肥料防结块剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及肥料防结块处理技术领域，尤其是一种肥料防结块剂及其制备方法和应用。
技术背景
1、防结块剂概况
防结块剂是为了促进肥料在储存和装卸作业中保持良好流动性的添加剂。为了防止肥料结块，肥料厂家在通过改善工艺条件和控制颗粒特征的同时，主要采用肥料包覆防结剂的方法,防结块剂的使用，能最大限度地抑制肥料结块、吸潮和粉化现象，增加颗粒的流动性，便于肥料的储存、运输和使用，因此，作为一种低成本、高收益的防结块措施，防结块剂现在已经被全世界复合肥生产厂家所广泛接受和使用。
2、防结块剂的现状
目前中国市场上的复合肥防结剂种类很多，根据基料不同主要有粉状和油状。
粉状防结剂采用非金属矿石如硅藻土、高岭土和滑石粉等惰性粉体经过改性研磨成的超微粉末，附着在肥料颗粒表面，起到了机械隔离的作用，达到抑制肥料结块的目的。粉状防结剂具有通用性和低廉的成本同时对环境基本无污染的特点,目前应用非常广泛.由于粉体附着力局限,用量不大,所以效果一般.
油体防结剂多是通过包覆，在肥料表面形成一层疏水性的保护膜，减少颗粒之间的相互作用。传统的油体防结剂通常是：矿物油类和烷基胺等石油类产品,矿物油由于其性能稳定，疏水性好，是目前使用最为广泛的防结块剂.但是其成本高,不易降解。由于烷基胺对肥料表面有腐蚀,用量不能过大,同时成本也是比较大的压力
3、防结块剂应用的问题
现在肥料厂家一般采用油+粉二步法的方式进行包裹肥料颗粒,不断满足防结块的效果,同时成本也下降了很多.目前比较大的问题是，粉不能很好固定在颗粒表面，或者包不上去，或者包上了容易脱落，也是我们经常看到肥料表面掉粉、脱粉现象，出现这种情况粉对肥料的防结隔离效果将大打折扣，整体防结块的效果也得不到保证。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷和市场肥料防结块的需求，而提供的肥料防结块剂及其制备方法和应用，本发明的防结块利用改性纳米级二氧化硅在油体中对油增加增稠作用，包裹了该防结剂油的颗粒表面形成的膜，即有效与大气隔离，降低了颗粒吸水的速度，减少了颗粒间的相互粘连，抑制了颗粒间的盐溶解—再结晶，同时这种膜还有较强的粘性，提高对粉的粘附效果，使粉体能很好固定在肥料表面。进而使肥料得到防结块的效果；本发明的防结块剂具有分散稳定性好、对肥料防结块效果。
本发明的技术方案为：
一种肥料防结块剂，由以下各组分组成，各组分按质量百分比计，其特征在于：氢化牛脂胺10-20％，C8-C20脂肪酸和脂肪酸的脂10-20％、基础油50-75％，改性纳米级二氧化硅5-10％，各组分之和为100％。
所述的基础油为矿物油、植物油、动物油中的一种或者两种以上的混合物。
所述的改性纳米级二氧化硅是经过硅烷偶联剂KH550表面改性制得而成，表面具有亲油性，二氧化硅的含量不低于99.0％；纳米级颗粒D50一次粒径为20-150nm。
一种肥料防结块剂的制备方法，包括以下主要步骤：
(1)一次复配：取所述比例脂肪酸和脂肪酸的脂加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至40～50℃，搅拌过程中加入所述比例的改性纳米级二氧化硅粉末,并持续搅拌形成均匀的混合物。
(2)二次复配：取所述比例基础油加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至60～70℃，搅拌过程中加入所述比例的氢化牛脂胺，使氢化牛脂胺完全融化于基础油中,并持续搅拌,在搅拌过程中均匀加入一次复配所得的混合物；
(3)陈化：将二次复配所得的混合物在50℃～55℃条件下保温搅拌1-2小时，即得肥料防结块剂。
对反应釜的加热方式为蒸汽加热、水浴加热或电加热。
将所述的肥料防结块剂按1.0～2.0kg/吨肥料的用量均匀包裹在肥料表面。
将所述的肥料防结块剂采用下述方式包裹有肥料表面：将所述的肥料防结块剂加热熔化，采用高压喷雾方式均匀涂布在肥料颗粒表面。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步描述。本发明所用的原料均直接购买,其中本发明实施例中所用C8-C20脂肪酸和脂肪酸的脂购买自新加坡丰益国际有限公司益海嘉里集团的混和脂肪酸。
实施例1
一种肥料防结块剂，各物质按质量百分比计，氢化牛脂胺10％，混和脂肪酸15％、润滑油70％，改性纳米级二氧化硅5％。所述的改性纳米级二氧化硅是经过硅烷偶联剂KH550表面改性制得而成，表面具有亲油性，二氧化硅的含量为99.0％；纳米级颗粒D50粒径为20nm。
一种肥料防结块剂制备方法：取所述15％混和脂肪酸加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至50℃，搅拌过程中加入所述5％改性纳米级二氧化硅粉末，使改性纳米级二氧化硅表面的羟基与脂肪酸中的游离脂肪酸结合,并持续搅拌形成均匀稳定具有比较强表面活性的混合物；取所述70％润滑油加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至60℃，搅拌过程中加入所述10％氢化牛脂胺，使氢化牛脂胺完全融化于润滑油中,并持续搅拌,在搅拌过程中均匀加入二氧化硅及混和脂肪酸的混合物,在50℃条件下保温搅拌1.0小时，将上述调和后的混合物进行灌装。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量2.0kg/吨化肥，就可以有效防止化肥结块。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.5kg/吨化肥，配合惰性粉体3.0Kg/吨化肥，对化肥防结块效果显著。
实施例2
一种肥料防结块剂，各物质按质量百分比计，氢化牛脂胺10％，混和脂肪酸10％，豆油75％，改性纳米级二氧化硅5％。所述的改性纳米级二氧化硅是经过硅烷偶联剂KH550表面改性制得而成，表面具有亲油性，二氧化硅的含量为99.5％；纳米级颗粒D50一次粒径为150nm。
一种肥料防结块剂制备方法：取所述10％混和脂肪酸加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至43℃，搅拌过程中加入所述5％改性纳米级二氧化硅粉末，使改性纳米级二氧化硅表面的羟基与混和脂肪酸中游离脂肪酸结合,并持续搅拌形成均匀稳定具有比较强表面活性的混合物；取所述75％豆油入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至64℃，搅拌过程中加入所述10％氢化牛脂胺，使氢化牛脂胺完全融化于豆油中,并持续搅拌,在搅拌过程中均匀加入二氧化硅及混和脂肪酸的混和物,在53℃条件下保温搅拌1.2小时，将上述调和后的混合物进行灌装。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.8kg/吨化肥，就可以有效防止化肥结块。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.3kg/吨化肥，配合惰性粉体3.0Kg/吨化肥，对化肥防结块效果显著。
实施例3
一种肥料防结块剂，各物质按质量百分比计，氢化牛脂胺10％，混和脂肪酸20％、羊油60％，改性纳米级二氧化硅10％。所述的改性纳米级二氧化硅是经过硅烷偶联剂KH550表面改性制得而成，表面具有亲油性，二氧化硅的含量为99.3％；纳米级颗粒D50粒径为50nm。
一种肥料防结块剂制备方法：取所述20％混和脂肪酸加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至40℃，搅拌过程中加入所述10％改性纳米级二氧化硅粉末，使改性纳米级二氧化硅表面的羟基与混和脂肪酸中的游离脂肪酸结合,并持续搅拌形成均匀稳定具有比较强表面活性的混合物；取所述60％羊油加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至66℃，搅拌过程中加入所述10％氢化牛脂胺，使氢化牛脂胺完全融化于羊油中,并持续搅拌,在搅拌过程中均匀加入二氧化硅及混和脂肪酸的混合物,在55℃条件下保温搅拌1.6小时，将上述调和后的混合物进行灌装。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.6kg/吨化肥，就可以有效防止化肥结块。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.4kg/吨化肥，配合惰性粉体2.5Kg/吨化肥，对化肥防结块效果显著。
实施例4
一种肥料防结块剂，各物质按质量百分比计，氢化牛脂胺20％，混和脂肪酸20％、润滑油和菜籽油混和油55％，改性纳米级二氧化硅5％。所述的改性纳米级二氧化硅是经过硅烷偶联剂KH550表面改性制得而成，表面具有亲油性，二氧化硅的含量为99.6％；纳米级颗粒D50粒径为80nm。
一种肥料防结块剂制备方法：取所述20％混和脂肪酸加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至50℃，搅拌过程中加入所述5％改性纳米级二氧化硅粉末，使改性纳米级二氧化硅表面的羟基与混和脂肪酸中的游离脂肪酸结合,并持续搅拌形成均匀稳定具有比较强表面活性的混合物；取所述55％润滑油和菜籽油混和油，其中润滑油40％，菜籽油15％，加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至68℃，搅拌过程中加入所述20％氢化牛脂胺，使氢化牛脂胺完全融化于润滑油和菜籽油混和油中,并持续搅拌,在搅拌过程中均匀加入二氧化硅及混和脂肪酸的混合物,在54℃条件下保温搅拌1.8小时，将上述调和后的混合物进行灌装。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.8kg/吨化肥，就可以有效防止化肥结块。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.2kg/吨化肥，配合惰性粉体2.5Kg/吨化肥，对化肥防结块效果显著。
实施例5
一种肥料防结块剂，各物质按质量百分比计，氢化牛脂胺20％，混和脂肪酸20％、锭子油和棕榈油及牛油混和油50％，改性纳米级二氧化硅10％。
一种肥料防结块剂制备方法：取所述20％混和脂肪酸加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至45℃，搅拌过程中加入所述10％改性纳米级二氧化硅粉末，使改性纳米级二氧化硅表面的羟基与混和脂肪酸中的游离脂肪酸结合,并持续搅拌形成均匀稳定具有比较强表面活性的混合物；取所述50％锭子油和棕榈油及牛油脂混和油，其中锭子油30％，棕榈油12％，牛油8％，加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至70℃，搅拌过程中加入所述20％氢化牛脂胺，使氢化牛脂胺完全融化于锭子油和棕榈油及牛油混和油中,并持续搅拌,在搅拌过程中均匀加入二氧化硅及混和脂肪酸的混合物,在55℃条件下保温搅拌2小时，将上述调和后的混合物进行灌装。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.5kg/吨化肥，就可以有效防止化肥结块。
将本发明制备的肥料防结剂对肥料用量1.0kg/吨化肥，配合惰性粉体2.0Kg/吨化肥，对化肥防结块效果显著。

Claims (7)

1.一种肥料防结块剂，由以下各组分组成，各组分按质量百分比计，其特征在于：氢化牛脂胺10-20％，C8-C20脂肪酸和脂肪酸的脂10-20％、基础油50-75％，改性纳米级二氧化硅5-10％，各组分之和为100％。
2.如权利要求1所述的一种肥料防结块剂，其特征在于:所述的基础油为矿物油、植物油、动物油中的一种或者两种以上的混合物。
3.如权利要求1所述的一种肥料防结块剂，其特征在于:所述的改性纳米级二氧化硅是经过硅烷偶联剂KH550表面改性制得而成，表面具有亲油性，二氧化硅的含量不低于99.0％；纳米级颗粒D50一次粒径为20-150nm。
4.如权利要求1－3之一所述的一种肥料防结块剂的制备方法，其特征在于，包括以下主要步骤：
(1)一次复配：取所述比例C8-C20脂肪酸和脂肪酸的脂加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至40～50℃，搅拌过程中加入所述比例的改性纳米级二氧化硅粉末,并持续搅拌形成均匀的混合物。
(2)二次复配：取所述比例基础油加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至60～70℃，搅拌过程中加入所述比例的氢化牛脂胺，使氢化牛脂胺完全融化于基础油中,并持续搅拌,在搅拌过程中均匀加入一次复配所得的混合物；
(3)陈化：将二次复配所得的混合物在50℃～55℃条件下保温搅拌1-2小时，即得肥料防结块剂。
5.如权利要求4所述的一种肥料防结块剂的制备方法，其特征在于：对反应釜的加热方式为蒸汽加热、水浴加热或电加热。
6.如权利要求1－3之一所述的一种肥料防结块剂的应用，其特征在于：将所述的肥料防结块剂按1.0～2.0kg/吨肥料的用量均匀包裹在肥料表面。
7.如权利要求6所述的一种肥料防结块剂的应用，其特征在于：将所述的肥料防结块剂采用下述方式包裹在肥料表面：将所述的肥料防结块剂加热熔化，采用高压喷雾方式均匀涂布在肥料颗粒表面。
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