CN114249988A - 一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆及应用，按质量百分比计，其特征在于耐低温水性色浆，由50.5～86.5％水、2～5％分散剂、0.5～1.5％防沉剂、10～40％颜料、1～3％防冻剂混合而成。将耐低温水性色浆用于控制肥料颜色时，耐低温水性色浆的添加用量为0.01～1.50公斤/吨肥，添加点为生产肥料的浆液中。该水性色浆在低温环境下存放与使用，不结冰，不团聚，分散均匀，具有较好的流动性，便于计量与添加使用，能更好地在肥料生产过程中使用水性色浆控制颜色，均匀添加，以保证肥料的色泽稳定，不出现花料，确保肥料外观均匀统一，其应用操作简单、添加方便、实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及到肥料颜色控制技术领域，特别涉及到用于控制化肥颜色的一种防冻型耐低温的水性色浆及应用。
背景技术
目前，随着磷矿石逐渐贫化，磷酸品位越来越低，杂质含量随之增多，磷酸颜色波动大，对生产的肥料颜色有直接干扰，很难将肥料颜色做到统一，为了避免肥料产生色差，大多数企业在肥料生产制造过程中，添加水性色浆以改善肥料颜色，将肥料外观控制统一；同时，也可根据不同的肥料品种，选择不同色泽的水性色浆，作为肥料标识与防伪标记，因此，使用水性色浆控制肥料外观、统一色相是目前较常见的手段。
至今，肥料企业在生产造粒过程中用于控制颜色的水性色浆产品，常温下均可流动，可以直接用泵输送，均匀添加与准确计量，但是，当进入冬季时，由于北方环境温度极低、气温处在0℃以下，昼夜气温更低，经常会达到-10℃以下，导致水性色浆在零度以下结冰凝固，无法流动而影响添加使用；另外，当水性色浆结冰凝固时，即使通过蒸汽和暖房加热，使其融化，但由于分散剂和防沉剂耐温性较差，受低温影响，再次加热后不能恢复原有的性能，致使水性色浆中添加困难，其颜料在水性色浆体系中出现返粗、抱团、分散性及溶解性变差等不良现象，随之产品着色力也显著下降，直接影响水性色浆的着色效果、添加用量及生产成本，同时，若我们通过蒸汽和暖房加热时，在零度以下的气温条件下，加热能耗较高，成本急剧增加，且加热用时长，影响产品的添加使用和生产进度，因此，在当前肥料市场的需求下，开发出一种防冻型耐低温的水性色浆是一个非常重要的研发方向。
一种耐低温的水性色浆产品，可保证在低温环境下存放，具有较好的流动性，不结冻，不团聚，用于肥料在生产过程中控制颜色时，其水性色浆能均匀地分散，使用方便，节省人工及生产能耗，可直接用泵添加与计量，且添加用量少，使肥料色泽稳定、不出现花料、外观统一均匀、生产成本低，本制备方法操作简单、添加方便、实用性强，因此，在肥料企业生产过程中，已被普遍推广与应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆及应用。本发明的水性色浆在低温环境下存放与使用，不结冰，不团聚，分散均匀，具有较好的流动性，便于计量与添加使用，能更好地在肥料生产过程中使用水性色浆控制颜色，均匀添加，以保证肥料的色泽稳定，不出现花料，确保肥料外观均匀统一，其应用操作简单、添加方便、实用性强。
本发明需要解决的主要技术问题是通过以下方案实现的：
一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆，按质量百分比计，其特征在于：耐低温水性色浆由50.5～86.5％水、2～5％分散剂、0.5～1.5％防沉剂、10～40％颜料、1～3％防冻剂混合而成。
所述的防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、分子量≤600的聚乙二醇、醋酸中的一种或两种以上的混合物；
所述的颜料为有机颜料或无机颜料。采用有机颜料混合而成的耐低温水性色浆为有机颜料型水性色浆，采用无机颜料混合而成的耐低温水性色浆为无机颜料型水性色浆。
所述的耐低温水性色浆粒度D98≤5微米。
所述的耐低温水性色浆使用温度范围为-30℃～0℃。
所述的耐低温水性色浆动力粘度为150～300mpa.s。
将耐低温水性色浆用于控制肥料颜色时，耐低温水性色浆的添加用量为0.01～1.50公斤/吨肥，添加点为生产肥料的浆液中。
本发明与现有技术相比，其优点主要包括：
1、本方案生产的产品，具有较好的耐低温性能，在低温环境下存放与使用，水性色浆不结冰、不团聚、色浆中的所使用的颜料不抱团、不返粗，能均匀地分散在水性体系中，产品具有较好的流动性，便于计量与添加使用，这是本发明的主要创新点，解决了普通水性色浆在低温环境下冻结凝固，不能正常添加使用、操作困难的难题，同时克服了普通水性色浆在低温条件下结冰凝固后，若加热使用将出现的颜料返粗、分散性差、添加用量增大、耗工耗时耗能源、生产成本增加，其流动性不好、导致添加困难、着色不均匀、肥料易出现花料、色差等系列问题；
2、本发明中所采用的防冻剂原料，来源广泛，资源易得，可直接在市场购买，添加用量小，成本低廉，生产操作简单、使用方便；同时，所采用的防冻剂，耐低温效果显著，低温控制范围广，可保证水性色浆在-30～0℃低温条件下，不结冰、不团聚，产品具有较好的流动性；
3、本发明中，所制得的防冻型耐低温水性色浆产品，在低温条件下使用，水性色浆具有较好的流动性，其动力粘度控制范围为150～300mpa.s，水性体系中所使用的颜料不返粗、不抱团，能均匀地分散在水性体系中，粒度(D98)≤5微米，其细度均匀统一，着色强度好，色相均匀；
4、本发明中，无生产设备与添加使用设备的投资成本，简单易行，可为肥料企业节省开支。
总之，本发明的一种防冻型耐低温的水性色浆用于控制化肥生产过程中的颜色，可使水性色浆在低温环境下存放与使用，不结冻，不团聚，分散均匀，具有较好的流动性，便于计量与添加使用，能更好地在肥料生产过程中控制颜色，均匀添加，以保证肥料的色泽稳定，不出现花料，确保肥料外观均匀统一，其应用操作简单、添加方便、实用性强。
具体实施方式
实施例1：用于控制磷酸二铵颜色的耐低温红色有机颜料的水性色浆
(1)耐低温红色水性色浆生产配比：64％水、3％壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)、1％膨润土、30％立索尔大红有机颜料、2％乙二醇，各原料混合均匀，经研磨后制得红色水性色浆产品；
(2)本发明实施例1制得的耐低温红色水性色浆产品，在-15℃存放与使用，具有较好的流动性，检测其动力粘度数据对比见下表一：
表一
(3)本发明实施例1制得的耐低温红色水性色浆产品，在-15℃存放与使用，所添加的红色有机颜料在水性色浆中不返粗、不抱团，检测其粒度数据对比见下表二：
表二
(4)本发明实施例1制得的耐低温红色水性色浆产品，在-15℃添加在磷酸二铵的中和料浆槽的浆液中，以吨肥计算，按0.03公斤用量添加，分散均匀，着色能力强；同理，用普通有机颜料型水性色浆着色磷酸二铵浆液，存在分散不均匀，磷酸二铵浆液着色有深有浅。
实施例2：用于控制复合肥(18-10-12)颜色的耐低温黄色有机颜料水性色浆
(1)耐低温黄色水性色浆生产配比：51.5％水、5％壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)、0.5％膨润土、40％永固黄有机颜料、3％乙二醇和丙三醇混合物，其中乙二醇和丙三醇质量比为2:1，各原料混合均匀，经研磨后制得耐低温的黄色水性色浆产品；
(2)本发明实施例2制得的耐低温黄色水性色浆产品，在-30℃存放与使用，具有较好的流动性，检测其动力粘度数据对比见下表三：
表三
(3)本发明实施例2制得的耐低温黄色水性色浆产品，在-30℃存放与使用，所添加的黄色有机颜料在水性色浆中不返粗、不抱团，检测其粒度数据对比见下表四：
表四
| 水性色浆产品 | 温度 | 粒度(D98) | 备注说明 |
| 普通有机颜料型水性色浆 | -30℃ | 147um | 颜料返粗，粒度剧增 |
| 实施例2的耐低温黄色水性色浆 | -30℃ | 2.3um | 颗粒均匀，粒度细小 |
(4)本发明实施例2制得的耐低温黄色水性色浆产品，在-30℃添加复合肥的浆液中，以吨肥计算，按0.2公斤用量添加，色浆分散均匀，着色能力良好；同理，用普通有机颜料型水性色浆着色复合肥浆液，存在分散不均匀，复合肥浆液着色有深有浅。
实施例3：用于控制重过磷酸钙颜色的耐低温黑色无机颜料的水性色浆
(1)耐低温黑色水性色浆生产配比：83％水、4％木质素磺酸钠、1.5％羧甲基纤维素钠(CMC)、10％氧化铁黑无机颜料、1.5％丙二醇、分子量400聚乙二醇和醋酸混合物，其中丙二醇、聚乙二醇和醋酸按1:1:1质量比混合，各原料混合均匀，经研磨后制得耐低温的黑色水性色浆产品；
(2)本发明实施例3制得的耐低温黑色水性色浆产品，在-25℃存放与使用，具有较好的流动性，检测其动力粘度数据对比见下表五：
表五
(3)本发明实施例3制得的耐低温黑色水性色浆产品，在-25℃存放与使用，所添加的黑色无机颜料在水性色浆中不返粗、不抱团，检测其粒度数据对比见下表六：
表六
| 水性色浆产品 | 温度 | 粒度(D98) | 备注说明 |
| 普通无机颜料型水性色浆 | -25℃ | 98um | 颜料团聚，粒度增大 |
| 实施例3的耐低温黑色水性色浆 | -25℃ | 4.6um | 颗粒均匀，粒度细小 |
(4)本发明实施例3制得的耐低温黑色水性色浆产品，在-25℃添加至重过磷酸钙的浆液中，以吨肥计算，按1.0公斤用量添加，色浆分散均匀，着色能力良好。同理，用普通无机颜料型水性色浆着色重过磷酸钙浆液，存在分散不均匀，重过磷酸钙浆液着色有深有浅。
实施例4：用于控制57％磷酸一铵颜色的耐低温棕色无机颜料的水性色浆
(1)耐低温棕色水性色浆生产配比：76.2％水、2％木质素磺酸钠、0.8％羧甲基纤维素钠(CMC)、20％氧化铁棕无机颜料、1％醋酸，各原料混合均匀，经研磨后制得耐低温的棕色水性色浆产品；
(2)本发明实施例4制得的耐低温棕色水性色浆产品，在-10℃存放与使用，具有较好的流动性，检测其动力粘度数据对比见下表七：
表七
(3)本发明实施例4制得的耐低温棕色水性色浆产品，在-10℃存放与使用，所添加的棕色无机颜料在水性色浆中不返粗、不抱团，检测其粒度数据对比见下表八：
表八
| 水性色浆产品 | 温度 | 粒度(D98) | 备注说明 |
| 普通无机颜料型水性色浆 | -10℃ | 38um | 颜料团聚，粒度增大 |
| 实施例4的耐低温棕色水性色浆 | -10℃ | 4.2um | 颗粒均匀，粒度细小 |
(4)本发明实施例4制得的耐低温棕色水性色浆产品，在-15℃添加在磷酸一铵的浆液中，以吨肥计算，按1.3公斤用量添加，分散均匀，着色能力强；同理，用普通无机颜料型水性色浆着色磷酸一铵浆液，存在分散不均匀，磷酸一铵浆液着色有深有浅。
实施例5：用于控制60％磷酸二铵颜色的耐低温红色无机颜料的水性色浆
(1)耐低温红色水性色浆生产配比：50.5％水、5％木质素磺酸钠、1.5％羧甲基纤维素钠(CMC)、40％氧化铁红无机颜料、3％丙三醇，各原料混合均匀，经研磨后制得耐低温的红色水性色浆产品；
(2)本发明实施例5制得的耐低温红色水性色浆产品，在0℃存放与使用，具有较好的流动性，检测其动力粘度数据对比见下表九：
表九
(3)本发明实施例5制得的耐低温红色水性色浆产品，在0℃存放与使用，所添加的红色无机颜料在水性色浆中不返粗、不抱团，检测其粒度数据对比见下表十：
表十
| 水性色浆产品 | 温度 | 粒度(D98) | 备注说明 |
| 普通无机颜料型水性色浆 | 0℃ | 17um | 颜料团聚，粒度增大 |
| 实施例5的耐低温红色水性色浆 | 0℃ | 2um | 颗粒均匀，粒度细小 |
(4)本发明实施例5制得的耐低温红色水性色浆产品，在0℃添加至磷酸一铵的浆液中，以吨肥计算，按0.5公斤用量添加，分散均匀，着色能力强；同理，用普通无机颜料型水性色浆着色磷酸一铵浆液，存在分散不均匀，磷酸一铵浆液着色有深有浅。
实施例6：用于控制复合肥(18-15-10)颜色的耐低温绿色无机颜料的水性色浆
(1)耐低温绿色水性色浆生产配比：86.5％水、2％木质素磺酸钠、0.5％羧甲基纤维素钠(CMC)、10％氧化铁绿无机颜料、1％分子量为200的聚乙二醇，各原料混合均匀，经研磨后制得耐低温的绿色水性色浆产品；
(2)本发明实施例6制得的耐低温绿色水性色浆产品，在-5℃存放与使用，具有较好的流动性，检测其动力粘度数据对比见下表十一：
表十一
(3)本发明实施例6制得的耐低温绿色水性色浆产品，在-5℃存放与使用，所添加的绿色无机颜料在水性色浆中不返粗、不抱团，检测其粒度数据对比见下表十二：
表十二
| 水性色浆产品 | 温度 | 粒度(D98) | 备注说明 |
| 普通无机颜料型水性色浆 | -5℃ | 33um | 颜料团聚，粒度增大 |
| 实施例6的耐低温绿色水性色浆 | -5℃ | 1um | 颗粒均匀，粒度细小 |
(4)本发明实施例6制得的耐低温绿色水性色浆产品，在-5℃添加至复合肥的浆液中，以吨肥计算，按1.5公斤用量添加，分散均匀，着色能力强；同理，用普通无机颜料型水性色浆着色磷酸一铵浆液，存在分散不均匀，磷酸一铵浆液着色有深有浅。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆，按质量百分比计，其特征在于：耐低温水性色浆由50.5～86.5％水、2～5％分散剂、0.5～1.5％防沉剂、10～40％颜料、1～3％防冻剂混合而成。
2.根据权利要求1所述一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆，其特征在于：所述的防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、分子量≤600的聚乙二醇、醋酸中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆，其特征在于：所述的颜料为有机颜料或无机颜料。
4.根据权利要求1-3之一所述一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆，其特征在于：所述的耐低温水性色浆粒度D98≤5微米。
5.根据权利要求1-3之一所述一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆，其特征在于：所述的耐低温水性色浆使用温度范围为-30℃～0℃。
6.据权利要求1-3之一所述一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆，其特征在于：所述的耐低温水性色浆动力粘度为150～300mpa.s。
7.根据权利要求1-3之一所述一种用于控制化肥颜色的耐低温水性色浆的应用，其特征在于：将耐低温水性色浆用于控制肥料颜色时，耐低温水性色浆的添加用量为0.01～1.50公斤/吨肥，添加点为生产肥料的浆液中。
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