CN109650363B - 全水溶性工业磷酸一铵防结块剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防结剂技术领域，特别涉及一种晶状工业磷酸一铵防结块剂及其制备与使用方法。按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：晶控剂15‑40％、润滑剂10‑25％、稀释剂10％‑25％、稳定剂20‑35％、防潮剂20‑35％。使用时，首先将水剂喷洒在结晶后的工业磷酸一铵上，拌匀后再喷洒上粉剂，搅拌均匀，即可。本发明的防结块剂中的液体组分常温下为液态，可直接使用，极大的节省了人力、物力以及能耗。另外，本发明的防结块剂是直接用在已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中，而不是添加在结晶前的工业磷酸一铵浆液中，有效解决了在料浆中添加防结块剂引起的生产效率低下、产品纯度降低、一铵晶体不正常等问题。

Description

全水溶性工业磷酸一铵防结块剂及其使用方法

技术领域

本发明属于防结块剂技术领域，特别涉及一种晶状工业磷酸一铵防结块剂及其制备与使用方法。

背景技术

本发明中，背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

晶状工业磷酸一铵(即下文中所述的工业磷酸一铵)在工业上用途广泛，是一种很好的阻燃剂，广泛用于木材、纸张、织物的阻燃，也作为纤维加工和染料工业的分散剂、搪瓷用釉剂、防火涂料的配合剂、干粉灭火剂，此外还可以用作饲料添加剂，医药和印刷工业等也有使用，在食品工业中还用作膨松剂、面团调节剂、酵母养料、酿造发酵助剂和营养强化剂等，同时也用作高档肥料，具有良好的物理化学性质。常规的工业磷酸一铵，不论袋装或散装，贮存过程中都会因磷酸一铵晶体不断地从潮湿环境中吸湿，而表现出较强的结块趋势；在堆放存贮过程中由于受到一定的压力，导致原有松散的结晶体结构发生改变，相互之间形成晶桥粘连在一起，最终结成坚硬的大块，给贮存、运输、使用带来不便，造成巨大的经济损失，目前，常用的解决方式是在工业磷酸一铵中加入防结块剂。

针对工业磷酸一铵的防结块工作，现有技术中鲜有研究，主要是因为目前国内大多数厂家选择在秋冬季生产，而在高温高湿季节减产或停产。但是这样不仅严重影响了企业的正常发展，而且使得工业磷酸一铵的用户苦不堪言。

专利文献CN107572492A公开了本发明公开了一种料浆法生成的磷酸一铵防结块剂的加入方法，其特征在于：对于料浆浓缩法生产磷酸一铵，在生产过程中磷酸一铵结晶之前，加入防结块的媒晶剂，媒晶剂的加入位置为磷酸中或者氨中和后的料浆中。发明人发现：该防结块剂的主要成分为一些无机盐类的媒晶剂，添加量为5-10％，加入在磷酸一铵结晶之前的料浆中；而且，该专利文献提出的磷酸一铵防结块剂只针对于料浆法的磷酸一铵，且其加入量较大，不适宜用在产品质量、纯度更高的工业磷酸一铵上。另外，工业磷酸一铵的防结块要求更高，首先，由于工业磷酸一铵的用途决定了所添加的防结块剂必须是全水溶的；其次，防结块剂的加入不能影响工业磷酸一铵的颜色、白度等性状；再者，防结块剂的添加量不能过高，不能影响工业磷酸一铵的品质及含量要求，一般需控制在0.5％以内。因此，研究适用于工业磷酸一铵的防结块剂是非常必要的。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了全水溶性工业磷酸一铵防结块剂及其使用方法。发明的这种全水溶性的防结块剂适在工业磷酸一铵晶体烘干后装袋前添加；不仅避开了常规防结块剂需在料浆中加入的不足，而且克服了防结块剂水溶性的难题，提高了防结效果。另外，本发明提出的防结块剂在常温下为液态，可直接使用，极大的节省了人力、物力以及能耗。

本发明的第一目的，是提供全水溶性工业磷酸一铵防结块剂。

本发明的第二目的，是提供上述全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的制备方法。

本发明的第三目的，是提供上述全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂包括以下原料：晶控剂20-50％、稳定剂25-40％、防潮剂25-40％。

进一步地，本发明公开另一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：晶控剂15-40％、润滑剂10-25％、稀释剂10％-25％、稳定剂20-35％、防潮剂20-35％。采用润滑剂和稀释剂替代一部分晶控剂、稳定剂和防潮剂后，不仅可以大幅度降低所述防结块剂的成本，而且能够取得良好的防结块性能，这是因为：润滑剂能均匀的附着在晶体表面形成一层薄膜，其疏水性的基团在膜的外侧，能够阻止膜内外侧的水分交换，从而起到一定的防结效果。

进一步地，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：晶控剂20-40％、润滑剂15-20％、稀释剂15-20％、稳定剂20-30％、防潮剂25-30％。在该用量范围内，晶型控制和防结块剂效果更优。

进一步地，所述晶控剂包括：十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、二异丁基萘磺酸钠中的一种或多种。

优选地，采用十二烷基磺酸钠与上述另外三种晶控剂配合使用，配比比例可根据需要的防结块效果和对防结块剂成本的需求中和考虑，本发明不做限定。十二烷基磺酸钠的效果虽然非常好，但其成本达到另外三种晶控剂的2倍以上，配合使用即可以大幅度降低防结块剂的成本，又能够保证防结块剂具备良好的防结块能力。

进一步地，所述润滑剂包括：脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚等中的一种或多种。

进一步地，所述稀释剂包括：甲醇、乙醇、乙醚等中的一种或多种。

进一步地，所述稳定剂包括：碳酸钾、硫酸锰、磷酸三钙、亚铁氰化钾中的一种或多种。

进一步地，所述防潮剂包括：无水硫酸镁、氯化钙、硬脂酸钾中的一种或多种。

本发明提出的防结块剂是一个多元互补的液体-粉体防结块体系；其中，润滑剂可以使工业磷酸一铵有良好的流动性，降低工业磷酸一铵晶体之间的作用力。稀释剂可以调节水剂粘度，使防结剂更均匀的喷涂在晶体表面。晶控剂可以控制工业磷酸一铵晶型的变化以获得松散性较好的稳定晶型。稳定剂为无机盐类，其可在工业磷酸一铵晶体表面与磷酸一铵发生化学反应生成新物质，如磷酸二氢钾、磷酸二氢钙、磷酸二氢锰等，不仅对磷酸一铵晶体有稳固作用，同时也能调节磷酸一铵晶体的流动性，使得磷酸一铵更不易结块。防潮剂在工业磷酸一铵成品装袋后可以吸收工业磷酸一铵产品内部的水分，使产品内部含水量降低，降低了工业磷酸一铵晶体结块的趋势。

优选地，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：十二烷基磺酸钠10％+十二烷基苯磺酸钠10％、油酸钠20％、甲醇20％、磷酸三钙20％、氯化钙20％。采用该组合的防结块剂时，储存3个月，最底层结块率小于4％，且为假性结块，一碰即碎，防结块效果优异。同时，该防结块剂中的晶控剂采用复配的形式，在保证了优异的防结块性能的前提下有效降低了防结块剂的成本，使本发明的防结块剂更加具有大规模工业应用的优势。

其次，本发明公开所述全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法，具体如下：

(1)当所述防结块剂由晶控剂、稳定剂和防潮剂组成时，由于该防结块剂全部为粉剂，因此，使用时只需将该防结块剂通过常规方法喷洒到结晶后的工业磷酸一铵上，搅拌均匀，即可。因为结晶后的工业磷酸一铵本身含有0.5％左右的水分，将粉状的该防结块剂喷洒在其表面并拌匀后，可以使防结块均匀包覆在工业磷酸一铵表面而不会剥落。

(2)当所述防结块剂由晶控剂、润滑剂、稀释剂、稳定剂和防潮剂组成时，由于润滑剂和稀释剂为液态(水剂)，使用时，首先将水剂喷洒在结晶后的工业磷酸一铵上，拌匀后再喷洒上粉剂，搅拌均匀，即可。

优选的，所述全水溶性工业磷酸一铵防结块剂在已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中的添加量为0.15-0.3％(质量百分数)。

本发明的这种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂不仅制备方法简单、技术要求低，而且，本发明的防结块剂中的液体组分常温下为液态，可直接使用，极大的节省了人力、物力以及能耗。另外，本发明的防结块剂是直接用在已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中，而不是添加在结晶前的工业磷酸一铵浆液中，有效解决了在料浆中添加防结块剂引起的生产效率低下、产品纯度降低、晶体不正常等问题。

最后，本发明公开所述全水溶性工业磷酸一铵防结块剂在阻燃剂、纤维加工、染料工业分散剂、搪瓷用釉剂、防火涂料的配合剂、干粉灭火剂、饲料添加剂、医药、印刷工业、食品工业等领域中的应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明提出的工业磷酸一铵防结块剂的加入方式为工业磷酸一铵晶体烘干后装袋前，不影响工业磷酸一铵的正常结晶；本防结块剂为水剂加粉剂，在工业磷酸一铵晶体烘干后加入即可，解决了一般的磷酸一铵防结块剂在料浆中添加引起的生产效率低下、产品纯度降低、晶体不正常等问题。

(2)本发明防结块剂添加总量为1.5-3千克/吨工业磷酸一铵，使用量小，大大降低了工业磷酸一铵的防结成本，同时不会影响工业磷酸一铵的纯度。

(3)本发明的防结块剂防结效果显著，结块率最优达到1.14％，而且本发明的防结块剂粉剂仅停留在颗粒表层，晶控剂的作用发挥充分，并且粉状防结块剂中的无机盐组分跟磷酸一铵会发生化学反应，生成对防结有积极作用的物质，使防结效果进一步提升。工业磷酸一铵经本发明的防结块剂处理后，堆放3个月内没有出现明显的结块现象，防结性能优良。

(4)本发明的工业磷酸一铵防结块剂为全水溶性，绿色环保，克服了油性防结块剂对土壤污染、不易降解的缺点。

(5)本发明的工业磷酸一铵防结块剂制备方法简单、技术要求低。粉剂将各种固态原料物理粉碎搅拌均匀即可，有效的降低了工业能耗；水剂在制备时只需混合均匀即可，可直接喷洒使用，不仅节省了生产成本，而且本发明的防结块剂在工业磷酸一铵晶体烘干后装袋前加入，不会对生产设备有影响，为生产企业节省了设备改造费用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有一些磷酸一铵防结块剂只针对于料浆法的磷酸一铵，且其加入量较大，不适宜用在产品质量、纯度更高的工业磷酸一铵上。为此，本发明提出全水溶性工业磷酸一铵防结块剂及其使用方法，下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

需要说明的是，下列实施例中，结块率的测试根据GB/T33425-2016《化工产品中防结块剂抗结块性能的评价方法》进行。

实施例1

1、一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：

晶控剂：20％十二烷基磺酸钠+10％十二烷基苯磺酸钠；

稳定剂：15％硫酸锰+15％亚铁氰化钾；

防潮剂：20％无水硫酸镁+20％氯化钙。

2、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的制备方法：按比例称取固体原料后，将固体原料将通过球磨机混合磨碎至300目以上即可。

3、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法：以质量百分数计，按照每吨已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中的添加量为0.2％(第一组)，0.3％(第二组)的比例，将该防结块剂通过螺旋调速输送机进行扑粉，喷洒到结晶后的工业磷酸一铵上，搅拌均匀，将得到的工业磷酸一铵以每袋50kg包装，每袋的厚度为一层，码垛24层，储存3个月，当防结剂添加量为0.2％时，下面5层工业磷酸一铵的结块率均小于8％，且为假性结块，一碰即碎；当防结剂添加量为0.3％时，最底层工业磷酸一铵的结块率均小于3.2％，也为假性结块，一碰即碎。

实施例2

1、一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：

晶控剂：50％十二烷基磺酸钠；

稳定剂：25％碳酸钾；

防潮剂：25％硬脂酸钾。

2、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的制备方法：按比例称取固体原料后，将固体原料将通过球磨机混合磨碎至300目以上即可。

3、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法：以质量百分数计，按照每吨已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中的添加量为0.15％(质量)的比例，将该防结块剂通过螺旋调速输送机进行扑粉，喷洒到结晶后的工业磷酸一铵上，搅拌均匀，将得到的工业磷酸一铵以每袋50kg包装，每袋的厚度为一层，码垛24层，储存3个月，最底层工业磷酸一铵的结块率在1.14-2.97％之间，且为假性结块，一碰即碎。

实施例3

1、一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：

晶控剂：20％十二烷基硫酸钠；

稳定剂：40％磷酸三钙；

防潮剂：40％氯化钙。

2、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的制备方法：按比例称取固体原料后，将固体原料将通过球磨机混合磨碎至300目以上即可。

3、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法：以质量百分数计，按照每吨已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中的添加量为0.2％的比例，将该防结块剂通过螺旋调速输送机进行扑粉，喷洒到结晶后的工业磷酸一铵上，搅拌均匀，将得到的工业磷酸一铵以每袋50kg包装，每袋的厚度为一层，码垛24层，储存3个月，最底层工业磷酸一铵的结块率为8.6％，且为假性结块，一碰即碎。

实施例4

1、一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：

晶控剂：10％十二烷基磺酸钠+10％十二烷基苯磺酸钠；

润滑剂：20％油酸钠；

稀释剂：20％甲醇；

稳定剂：20％磷酸三钙；

防潮剂：20％氯化钙。

2、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的制备方法：按比例称取固体原料后，将固体原料将通过球磨机混合磨碎至300目以上即可；水剂部分按照质量分数混合均匀即可。

3、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法：以质量百分数计，按照每吨已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中的添加量为0.3％的比例，首先将水剂(油酸钠和甲醇)喷洒在结晶后的工业磷酸一铵上，拌匀，然后将粉剂(晶控剂、稳定剂和防潮剂)通过螺旋调速输送机继续喷洒到工业磷酸一铵上，搅拌均匀；将得到的工业磷酸一铵以每袋50kg包装，每袋的厚度为一层，码垛24层，储存3个月，最底层工业磷酸一铵的结块率均小于5％，且为假性结块，一碰即碎。

实施例5

1、一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：

晶控剂：20％十二烷基磺酸钠+5％二异丁基萘磺酸钠；

润滑剂：15％聚氧乙烯辛基苯酚醚；

稀释剂：15％乙醇；

稳定剂：10％硫酸锰+10％碳酸钾；

防潮剂：25％硬脂酸钾。

2、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的制备方法：按比例称取固体原料后，将固体原料将通过球磨机混合磨碎至300目以上即可；水剂部分按照质量分数混合均匀即可。

3、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法：以质量百分数计，按照每吨已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中的添加量为0.25％的比例，首先将水剂(聚氧乙烯辛基苯酚醚和乙醇)喷洒在结晶后的工业磷酸一铵上，拌匀，然后将粉剂(晶控剂、稳定剂和防潮剂)通过螺旋调速输送机继续喷洒到工业磷酸一铵上，搅拌均匀；将得到的工业磷酸一铵以每袋50kg包装，每袋的厚度为一层，码垛24层，储存3个月，最底层工业磷酸一铵的结块率均小于5％，且为假性结块，一碰即碎。

实施例6

1、一种全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：

晶控剂：20％十二烷基苯磺酸钠；

润滑剂：15％脂肪醇聚氧乙烯醚；

稀释剂：15％乙醚；

稳定剂：20％亚铁氰化钾+5％硫酸锰；

防潮剂：15％无水硫酸镁+10％氯化钙。

2、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的制备方法：按比例称取固体原料后，将固体原料将通过球磨机混合磨碎至300目以上即可；水剂部分按照质量分数混合均匀即可。

3、本实施例全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法：以质量百分数计，按照每吨已经结晶后的工业磷酸一铵晶体中的添加量为0.2％的比例，首先将水剂(脂肪醇聚氧乙烯醚和乙醚)喷洒在结晶后的工业磷酸一铵上，拌匀，然后将粉剂(晶控剂、稳定剂和防潮剂)通过螺旋调速输送机继续喷洒到工业磷酸一铵上，搅拌均匀；将得到的工业磷酸一铵以每袋50kg包装，每袋的厚度为一层，码垛24层，储存3个月，最底层工业磷酸一铵的结块率均小于10％，且为假性结块，一碰即碎。

总结：

通过上述实施例的实际测试可以看出，采用本发明提出的全水溶性工业磷酸一铵防结块剂时，能够取得优异的防结块性能，最优时，结块率仅为1.14％，而且为假性结块。工业磷酸一铵不论袋装或散装，贮存过程中都会因磷酸一铵晶体不断地从潮湿环境中吸湿，而表现出较强的结块趋势；在堆放存贮过程中由于受到一定的压力，更是会导致原有松散的结晶体结构发生改变，相互之间形成晶桥粘连在一起，最终结成坚硬的大块，给贮存、运输、使用带来不便，造成巨大的经济损失，而很明显，本发明的全水溶性工业磷酸一铵防结块剂很好地解决了上述问题。

另外，实施例2中的晶控剂全部采用十二烷基磺酸钠，尽管会导致防结块剂的成本上升，但实施例2其相对于其他几种晶控剂(实施例1、3)取得了更为优异的防结块性能，这对于湿度相对较大的环境而言，则会具有更好的防结块优势。

最后，实施例4-6中，采用润滑剂和稀释剂替代一部分晶控剂、稳定剂和稀释剂后，依然取得了良好的防结块性能，这类防结块剂不仅可以大幅度降低所述防结块剂的成本，而且防结块性能完全满足大多数存储环境中对工业磷酸一铵的防结块要求，更加适用于大规模应用和工业化生产。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，其特征在于：按质量百分数计，所述防结块剂包括以下原料：晶控剂 20-50%、稳定剂 25-40%、防潮剂 25-40%；使用时，只需将所述防结块剂通过常规方法喷洒到结晶后的工业磷酸一铵上，搅拌均匀，即可；

所述晶控剂包括：十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、二异丁基萘磺酸钠中的一种或多种；

所述稳定剂包括：碳酸钾、硫酸锰、亚铁氰化钾中的一种或多种；

所述防潮剂包括：无水硫酸镁、氯化钙、硬脂酸钾中的一种或多种。

2.全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，其特征在于：按质量百分数计，所述防结块剂由以下原料组成：晶控剂 15-40%、润滑剂 10-25%、稀释剂 10%-25%、稳定剂 20-35%、防潮剂20-35%；使用时，首先将所述防结块剂中液态原料喷洒在结晶后的工业磷酸一铵上，拌匀后再喷洒上由防结块剂中的固态原料制成的粉剂，搅拌均匀，即可。

3.如权利要求 2 所述的全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，其特征在于：所述润滑剂包括：脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚中的一种或多种。

4.如权利要求 2 所述的全水溶性工业磷酸一铵防结块剂，其特征在于：所述稀释剂包括：甲醇、乙醇、乙醚中的一种或多种。

5.如权利要求 1-4 任一项所述的全水溶性工业磷酸一铵防结块剂的使用方法，其特征在于：所述防结块剂在工业磷酸一铵中的添加量为 0.15-0.3%，质量。

6.如权利要求 1-4 任一项所述的全水溶性工业磷酸一铵防结块剂在阻燃剂、纤维加工、染料工业分散剂、搪瓷用釉剂、防火涂料的配合剂、干粉灭火剂、饲料添加剂、医药、印刷工业、食品工业领域中的应用。