CN114478128B - 包裹式防粉化添加剂和防粉化肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包裹式防粉化添加剂和防粉化肥料及其制备方法，涉及肥料制备技术领域。包裹式防粉化添加剂包括独立分装的包膜粘结剂和吸水固化剂，其中，吸水固化剂包括固化凝结剂和填料，固化凝结剂包括重量比为40～50：45～55：2～3：3～5的硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠。通过使用包膜粘结剂和吸水固化剂两种组合物，其中，固化凝结剂可以吸收包膜粘结剂表面多余的水分，在水分的带动下聚氯化铝、水溶性硅酸钠和填料附着在包膜粘结剂表面发生微小的凝胶固化和部分盐黏连并发生重结晶，有效防止肥料颗粒的粉化。

Description

包裹式防粉化添加剂和防粉化肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料制备技术领域，具体而言，涉及一种包裹式防粉化添加剂和防粉化肥料及其制备方法。

背景技术

肥料长期放置后会出现泛白、粉化和长毛现象，给肥料贮存、运输、销售和使用带来诸多不便，粉化后的肥料颗粒表面粗糙，硬度降低，且容易掉粉，不仅是外观变得十分难看，而且影响用户施用，影响施肥效率，粉尘不慎吸入，易危及使用者的健康。

现有的肥料防粉化材料，封闭能力弱，成膜性差，无法长久起到封闭效果，最终导致肥料内核的水分外流，并携带无机盐到达肥料外层，加重粉化现象。另外，现有的肥料防粉化材料固结程度较低，仅靠粘合剂和包膜剂提供凝结力，制得的肥料颗粒强度较低，也容易导致肥料的粉化。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包裹式防粉化添加剂和防粉化肥料及其制备方法，其具有封闭、固膜、增强颗粒强度和防粉化等优点。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种包裹式防粉化添加剂，包括独立分装的包膜粘结剂和吸水固化剂。其中，吸水固化剂包括固化凝结剂和填料。固化凝结剂的组成包括重量比为40～50：45～55：2～3：3～5的硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠。填料、固化凝结剂和包膜粘结剂的重量比为10：1～1.5：0.5～1。

第二方面，本发明提供一种防粉化肥料，包括肥料颗粒和如前述实施方式的包裹式防粉化添加剂。肥料颗粒的表面依次包覆有包膜粘结剂形成的内部透水隔气层和吸水固化剂形成的外部固化层。

第三方面，本发明提供一种如前述实施方式的防粉化肥料的制备方法，包括在肥料颗粒表面依次包覆形成内部透水隔气层和外部固化层。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种包裹式防粉化添加剂，通过使用包膜粘结剂和吸水固化剂两种成分，其中，固化凝结剂可以吸收包膜粘结剂表面多余的水分，在水分的带动下，聚氯化铝、水溶性硅酸钠和填料附着在包膜粘结剂表面发生微小的凝胶固化，并与部分盐黏连并发生重结晶，有效防止肥料颗粒的粉化。此外，本发明所制备的包膜粘结剂应用于肥料颗粒表面后所形成的薄膜是一种透湿度很高的薄膜，水分可以在薄膜内外交换，但由于外层包裹有固化凝结剂，导致外层水汽难以进入肥料内部，而肥料内芯水汽抵达外层就被固化凝结剂吸收，无机盐离子通过膜层受阻，加之固化凝结剂的存在，难以抵达添加剂形成的涂层表面，不仅有效包裹住颗粒，还利用该薄膜起到透湿防止氧化的效果。本发明包膜粘结剂所形成的薄膜透氧系数低，具有十分优良的阻氧性能，同时对二氧化碳、氮气等均有良好的阻隔效果。由于水分会改变包膜粘结剂的性质并降低其阻氧性等能力，因此本发明将固化凝结剂和包膜粘结剂共同使用，在两者的相互作用下可以在包裹肥料的同时大大降低肥料的粉化率，增强肥料功能。

本发明提供一种防粉化肥料及制备方法，通过使用包膜粘结剂，不仅可以解决肥料颗粒内部水分影响，保持肥芯内核稳定，而且依靠包裹填料中添加的固化凝结剂吸收走包膜粘结剂表面多余的水分，在水分的带动下填料附着在颗粒表面发生微小的凝胶固化和部分盐黏连并发生重结晶，强化了填料外壳，增强了填料在肥料颗粒上的凝结和强度，还同时起到一定的降温效果，降低包装温度，使得肥料更耐储存，不易粉化。通过两层包膜，使得肥料颗粒具有一定缓释效果，提高了肥料的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例2和对比例2～3制备得到的肥料颗粒的粉化率变化曲线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

随着经济高速发展，开发使用省工、省时、长效的肥料更能得到市场的认可。目前大多数肥料长期存放后，容易出现泛白、粉化，甚至长毛等现象，不仅使其外观质量问题成为制约其市场销量的因素之一，还给肥料的贮存、运输、销售和使用带来诸多不便。

现有技术对肥料颗粒内核使用的包膜材料封闭能力弱，成膜性差，无法持久起到封闭效果，最终导致肥料内核水分外流，携带无机盐到达肥料外层，加重粉化现象。粉化后的肥料颗粒表面粗糙，硬度降低，且容易掉粉，不仅是外观变得十分难看，而且影响用户施用，影响施肥效率，粉尘不慎吸入易危及使用者的健康。此外，现有的包膜材料单一或仅采用简单吸水物质包裹复合肥外层，外层包裹物之间的固结程度较低，仅靠粘合剂和包膜剂提供凝结力，颗粒强度低，长期存放也容易导致肥料粉化现象的出现。

第一方面，本发明提供一种包裹式防粉化添加剂，包括独立分装的包膜粘结剂和吸水固化剂。其中，吸水固化剂包括固化凝结剂和填料。固化凝结剂的组成包括重量比为40～50：45～55：2～3：3～5的硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠。填料、固化凝结剂和包膜粘结剂的重量比为10：1～1.5：0.5～1。

可以理解的是，本发明提供的一种包裹式防粉化添加剂，分别包括独立的包膜粘结剂和独立的吸水固化剂，二者在包裹式防粉化添加剂的制备过程中不混合，仅在实际使用时，才在肥料颗粒的表面依次包裹包膜粘结剂和吸水固化剂。

该包裹式防粉化添加剂在使用过程中，固化凝结剂中的硫酸盐和盐酸盐能够吸收肥料颗粒表面和包膜粘结剂表面多余的水分，同时盐酸盐在吸收水分后，会发生部分溶解，经除湿后生成重结晶，进一步加强了填料在肥料颗粒表面的粘结作用。聚氯化铝利用肥料颗粒表面和包膜粘结剂表面多余的水分增加填料与肥料颗粒之间的聚集和粘结，使得填料更强地贴合在颗粒表面，硅酸钠能够吸收少量的水分，经过风冷除湿后发生重结晶，与聚氯化铝共同在肥料颗粒表面发生微小的凝胶固化，进一步起到了固化肥料颗粒整体的作用。因此，本发明通过吸水固化剂各成分之间的配合，使得其在实际使用过程中，能够充分起到封闭、固膜等作用，有效防止肥料颗粒粉化。

进一步地，本发明通过控制硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠的添加量为40～50：45～55：2～3：3～5，制备得到的固化凝结剂具有吸水、固化凝结等效果，若某一组分的添加量不在上述范围内，会导致固化或者凝结性能下降，达不到理想状态。

本发明提供的一种包裹式防粉化添加剂在实际使用过程中，包膜粘结剂应用于肥料颗粒表面后形成薄膜有效包裹住颗粒，该薄膜起到透湿防止氧化的效果，水分可以在薄膜内外交换，进一步地，薄膜外层包裹有致密的固化凝结剂，导致外部环境水汽难以进入肥料内部，而肥料内芯的水汽抵达外层就被固化凝结剂吸收，且包膜粘结剂形成的薄膜对吸水固化剂内的无机盐的运送具有很大阻力，使得其难以移动到防粉化添加剂形成的涂层表面，进一步降低了肥力粉化的可能性。此外，包膜粘结剂在肥芯表面形成的薄膜透氧系数低，不仅对氧气的阻隔性好，对二氧化碳、氮气等均有良好的阻隔效果，减少了肥料长时间存放发生氧化变性等情况，使得肥料内部处于相对封闭的状态。由于水分会改变包膜粘结剂的性质并降低上述能力，因此需要固化凝结剂提供吸水凝固封闭外层的效果，通过包膜粘结剂和吸水固化剂的协同配合作用，固化凝结剂中的硫酸盐和盐酸盐可以吸收包膜粘结剂表面多余的水分，填料、聚氯化铝和水溶性硅酸钠在硫酸盐和盐酸盐吸收水分的带动下，发生微小的凝胶固化，增强了颗粒硬度并凝结外层填料形成致密外层，在两者的相互作用下可以在包裹物料的同时大大降低肥料的粉化率，增强肥料功能，进一步有效防止肥料颗粒的粉化。

在可选的实施方式中，为了保证肥料中不含其他影响植物生长的元素，同时适量补充肥料中需要的元素，硫酸盐包括硫酸钠、硫酸镁和硫酸钾中的一种或两种。

优选地，为了保证肥料中不含其他影响植物生长的元素，同时适量补充肥料中需要的元素，盐酸盐包括氯化钠、氯化镁和氯化钾中的一种或多种。

优选地，硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠的目数均为100～160目。例如，硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠的目数可以为100目、110目、120目、130目、140目、150目和160目。

在可选的实施方式中，填料包括轻质碳酸钙、膨润土、海带粉、木质素粉和磷钾灰的一种或两种。填料可以加强固化凝结作用，提供营养成分，提高肥料颗粒的强度。在其他实施方式中，填料也可以是其他功能性填料，例如提供营养或者搭载微生物的填料。

优选地，填料的细度为80-200目。

在可选的实施方式中，吸水固化剂的制备方法包括：将固化凝结剂中的硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠球磨混匀，再加入填料进行混料，以使固化凝结剂和填料中的各组分充分混合均匀。

优选地，球磨时间为20～40min，混料时间为15～30min。

由于部分填料本身具有一定的吸湿性，例如膨润土在空气中容易吸湿受潮，而导致包裹式防粉化添加剂的品质受影响，无法有效防止肥料颗粒粉化。因此，本发明在填料中额外添加固化凝结剂，在防粉化肥料制备过程中，固化凝结剂发生吸水，促进填料的固化凝结，改变了填料的储存形态，使其不易受潮，或部分受潮后也不会影响产品品质，有效防止肥料颗粒粉化。

在可选的实施方式中，包膜粘结剂包括重量比为20～50：3～7：0.5～2：947～964的聚乙烯醇、甘油、非离子活性剂和水。

现有的制备包膜粘结剂的材料包括水溶性高分子树脂和胶原蛋白凝胶等，而水溶性高分子树脂材料虽然具有较佳的粘合力，但成膜能力弱，对工艺的要求较高，常常容易导致膜脆裂，无法对肥料颗粒起到较佳的封闭效果。胶原蛋白凝胶也具有较佳的粘合力，但仍存在成膜后膜强度和膜拉伸性能较差，导致在实际使用过程中，所形成薄膜无法起到较佳的密闭效果。

通过发明人长期研究发现，将聚乙烯醇与甘油、活性剂和水复配，得到的包膜粘结剂，在使用过程中，不仅具有较佳的粘合力，且成膜性较佳，膜的拉伸性能较好，在实际使用中不易脆裂，能够长时间透水隔气，配合吸水层起到防止肥料颗粒的粉化。

具体地，包膜粘结剂中添加的聚乙烯醇具有较佳的成膜性和抗拉伸性能；甘油能够增加包膜粘结剂的塑性以及增强包膜粘结剂的成膜效果；非离子活性剂能够促进甘油和聚乙烯醇的混合，保证固膜粘结剂的液体分散均匀，方便后续使用。

进一步地，为了提高包膜粘结剂的成膜性和抗拉伸性能，聚乙烯醇为粉状，目数为60目，黏度40～55mPa·s，平均聚合度2400～2600，醇解度86～90，分子量80000-110000。

较佳地，本发明将聚乙烯醇的聚合度和醇解度限定在上述范围内，可以提升包膜粘结剂的成膜性以及成膜后的柔韧性，若聚乙烯醇的聚合度和醇解度超过上述范围，则起不到形成优异的封闭效果。

例如，在本发明使用的聚乙烯醇的平均聚合度可以为2400、2450、2500、2550和2600；醇解度可以为86、87、88、89和90；分子量可以为80000、90000、100000和110000。

优选地，非离子活性剂为聚醚型非离子活性剂，可以促进甘油和聚乙烯醇的混合，保证包膜粘结剂的各组分分散均匀，方便后续使用。

优选地，包膜粘结剂中使用的水为纯水。

在可选的实施方式中，为了保证得到的包膜粘结剂是溶解均匀的胶体溶液，包膜粘结剂的制备方法包括：在纯水中分批加入聚乙烯醇、聚醚型非离子活性剂和甘油，并保持搅拌。

本发明将聚乙烯醇、聚醚型非离子活性剂和甘油按顺序分批加入至纯水中，以保证每种原料均能混合均匀。

优选地，聚乙烯醇加入后搅拌30～40min，升高温度至65℃，再搅拌20min，再次升温至85℃。聚乙烯醇加入后分两次搅拌和升温两次的目的是使得聚乙烯醇充分溶解均质而不产生结块。

为了充分溶解聚醚型非离子活性剂，且保证聚醚型非离子活性剂和聚乙烯醇分散均匀，在聚醚型非离子活性剂加入后控制搅拌时间为10min。

为了使甘油与上述混合溶液混合均匀，在甘油加入后，控制搅拌时间为60min。

进一步地，本发明通过将聚乙烯醇、甘油、非离子活性剂和水复配，增强了包膜粘结剂的拉伸能力和抗撕裂强度。相对于仅添加聚乙烯醇的技术方案，本发明通过复配得到的包膜粘结剂其成膜效果和拉伸能力显著提高，解决了单独聚乙烯醇包覆肥料颗粒导致的颗粒表面膜容易被拉扯破裂，防水性能降低等问题。

造成复合肥粉化的主要原因有：水分、包装温度、环境湿度、肥料化学成分、颗粒强度、颗粒密度和工艺路径等。环境湿度和肥料颗粒本身的含水量和吸湿程度对颗粒的耐储性和抗粉化性能有着十分重要的影响，例如，肥料颗粒中含水量过高，其中的水分容易顺着温度梯度和水分梯度携带无机盐向颗粒表面扩散析出，加速肥料粉化过程，降低肥料颗粒表面外裹物的凝结强度，影响肥料产品存储。

目前防止肥料粉化的技术手段包括在肥料颗粒表面建立封闭膜，但现有的封闭膜成膜性差，膜的拉伸能力不佳，经过长期存放或运输途中的挤压后，会造成膜的破损，肥料粉化的问题仍不能有效解决。

第二方面，本发明提供一种防粉化肥料，包括肥料颗粒和如前述实施方式的包裹式防粉化添加剂。具体地，该防粉化肥料的肥料颗粒表面，依次包覆有包膜粘结剂形成的内部透水隔气层和吸水固化剂形成的外部固化层。

通过发明人长期研究发现，提高膜的拉伸能力可以通过筛选成膜的原料来实现，在本发明中，发明人通过筛选聚乙烯醇的聚合度和醇解度，以获得拉伸能力更佳的聚乙烯醇，再通过将聚乙烯醇与甘油、活性剂和水复配，得到的包膜粘结剂在实际使用过程中形成的内部透水隔气层不仅具有较佳的粘合力，且成膜性较佳，膜的拉伸性能较好，在实际使用中不易脆裂，配合外部固化层，能够实现长时间封闭，防止肥料颗粒的粉化。此外，为了保证肥料颗粒长期存放或运输途中挤压后膜不易发生变形，需要在外层构建一层固化层，加强颗粒强度的同时吸收多余的内外部水汽，通过内部透水隔气层和外部固化层的协同作用，外部固化层能够吸收内部透水隔气层表面多余的水分，在外部固化层吸水的同时，其表面的微小颗粒发生一定程度的溶解和凝胶固化，使得外部固化层、内部透水隔气层和肥料颗粒的表面三者之间结合更紧密，不仅有效解决了封闭膜受外力挤压导致的脱落，还能增强颗粒硬度，保持肥芯内核稳定，有效防止肥料颗粒的粉化，同时在肥料颗粒表面双层包膜也能够使肥料具有一定的缓释效果，提高肥料的利用率。

在可选的实施方式中，肥料颗粒包括但不限于含氮复合肥、含磷复合肥和含钾复合肥。可以理解的是，本发明所述肥料颗粒可以包括所有需要进行防粉化处理的肥料，本发明对肥料的类别不做限定。

第三方面，本发明提供一种如前述实施方式的防粉化肥料的制备方法，包括在肥料颗粒表面依次包覆形成内部透水隔气层和外部固化层。

在可选的实施方式中，在肥料颗粒表面依次包覆形成内部透水隔气层和外部固化层包括：将包膜粘结剂雾化喷涂在肥料颗粒表面，形成内部透水隔气层，再将含有内部透水隔气层的肥料颗粒置于吸水固化剂中，包裹形成外部固化层。

可以理解的是，雾化喷涂操作为常规的喷涂操作，本领域技术人员可以根据实际生产需要设置喷涂参数。

优选地，包裹的温度为30～40℃，包裹时间为5～15min，包裹桶转速15-35r/min。

在可选的实施方式中，还包括将含有外部固化层和内部透水隔气层的肥料颗粒表面进行除水、收集、过筛和装袋。

优选地，除水是将包覆完成的肥料颗粒置于除湿筒中，利用风冷除湿带走颗粒表面多余水分，同时还能加强肥料颗粒表面外部固化层的固化效果，降低肥料颗粒的温度，进而降低包装温度，使得肥料更耐储存，不易粉化。

较佳地，外部固化层中含有的盐酸盐和硅酸盐在吸收肥料颗粒表面和内部透水隔气层表面多余的水分后发生一定程度的溶解，经过风冷除湿后，生成重结晶，进一步加强了包裹物之间的粘结固化。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种包裹式防粉化添加剂，由如下步骤制备得到：

1)包膜粘结剂的制备

室温下向反应釜中注入纯水945g，先缓慢加入50g聚乙烯醇，搅拌30min，升温至65℃再搅拌20min后，继续升温至85℃；保持溶液为85℃，再向上述溶液中加入1g聚醚性非离子活性剂，搅拌10min，再进一步加入4g甘油，继续搅拌60min后，过滤，冷却，制备得到1000g包膜粘结剂，并按需称取。

其中聚乙烯醇为粉状，目数为80目，黏度53mPa·s，平均聚合度2400，醇解度88，分子量为89000。

2)固化凝结剂的制备

称取10g硫酸镁、35g硫酸钠、50g氯化钠、2g聚氯化铝、3g水溶性硅酸钠，投入球磨机进行预混研磨，球磨时间为25min，球磨结束后得到100g固化凝结剂。

其中，硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、聚氯化铝和水溶性硅酸钠的目数均为100目。

3)吸水固化剂的混配

称取1g固化凝结剂和10g填料轻质碳酸钙，送入混料机进行充分混料，混料时间为10min，混料后，得到11g吸水固化剂。

其中，轻质碳酸钙的细度为200目。

实施例2

本实施例提供一种包裹式防粉化添加剂，其制备方法与实施例1相同，区别仅在于包膜粘结剂为称取其中的0.7g，固化凝结剂为称取其中的1.1g。并将1.1g固化凝结剂和10g填料轻质碳酸钙送入混料机进行充分混料，混料时间为10min，混料后，得到11.1g吸水固化剂。

实施例3

本实施例提供一种防粉化肥料，肥料颗粒是N：P₂O₅：K₂O为15：15：15的腐植酸复合肥，外观黑色，包裹式防粉化添加剂为实施例1方法制备得到，其中，包膜粘结剂称取1g备用，固化凝结剂的称取1.2g备用。该防粉化肥料的制备方法如下：

将包膜粘结剂装入包裹桶专用喷涂反应釜中，再将吸水固化剂移入包裹桶中备用。

将100g复合肥颗粒送入包裹桶中，包裹桶的平均工作温度为32℃，包裹过程停留时间为10min，包裹桶转速30r/min，通过包裹桶专用喷涂反应釜将1g包膜粘结剂喷涂至复合肥颗粒表面，使复合肥颗粒的表面附着内部透水隔气层，再将其置于1.2g的固化凝结剂和10g填料轻质碳酸钙的混合物中进行包裹，使内部透水隔气层的表面附着上外部固化层，完成肥料表面防粉化添加剂的包裹。

将包裹好的复合肥颗粒放入除湿筒中，利用风冷除湿带走颗粒表面多余水分，随后收集、过筛、装袋，得到防粉化肥料。

实施例4

本实施例提供一种防粉化肥料，肥料颗粒是N：P₂O₅：K₂O为15：15：15的腐植酸复合肥，外观黑色，包裹式防粉化添加剂为实施例1方法制备得到，其中，包膜粘结剂称取1g备用，固化凝结剂称取1.5g备用。该防粉化肥料的制备方法如下：

将包膜粘结剂装入包裹桶专用喷涂反应釜中，再将吸水固化剂移入包裹桶中备用。

将100g复合肥颗粒送入包裹桶中，包裹桶的平均工作温度为35℃，包裹过程停留时间为10min，包裹桶转速25r/min，通过包裹桶专用喷涂雾化器将1g包膜粘结剂喷涂至复合肥颗粒表面，使复合肥颗粒的表面附着内部透水隔气层，再将其置于1.5g的固化凝结剂和10g填料轻质碳酸钙的混合物中进行包裹，使内部透水隔气层的表面附着上外部固化层，完成肥料表面防粉化添加剂的包裹。

将包裹好的复合肥颗粒放入除湿筒中，利用风冷除湿带走颗粒表面多余水分，随后收集、过筛、装袋，得到防粉化肥料。

实施例5

本实施例提供一种防粉化肥料，肥料颗粒是N：P₂O₅：K₂O为15：15：15的腐植酸复合肥，外观黑色，包裹式防粉化添加剂为实施例1方法制备得到，其中包膜粘结剂称取0.8g备用，固化凝结剂称取1.2g备用。该防粉化肥料的制备方法如下：

将包膜粘结剂装入包裹桶专用喷涂雾化器中，再将吸水固化剂移入包裹桶中备用。

将100g复合肥颗粒送入包裹桶中，包裹桶的平均工作温度为33℃，包裹过程停留时间为11min，包裹桶转速35r/min，通过包裹桶专用喷涂反应釜将0.8g包膜粘结剂喷涂至复合肥颗粒表面，使复合肥颗粒的表面附着内部透水隔气层，再将其置于1.2g的固化凝结剂和10g填料的混合物中进行包裹，使内部透水隔气层的表面附着上外部固化层，完成肥料表面防粉化添加剂的包裹。

将包裹好的复合肥颗粒放入除湿筒中，利用风冷除湿带走颗粒表面多余水分，随后收集、过筛、装袋，得到防粉化肥料。

对比例1

本对比例提供一种包裹式防粉化添加剂，包括包膜粘结剂为1.9g的胶原蛋白，填料为10g的轻质碳酸钙，且不含固化凝结剂。

对比例2

本对比例提供一种包裹式防粉化添加剂，包括包膜粘结剂为高分子树脂，具体包括羧甲基纤维素0.13g，聚丙烯酰胺0.09g，硫酸钠0.9g；填料为10g的轻质碳酸钙，且不含固化凝结剂。

对比例3

本对比例提供一种防粉化肥料，其制备方法与实施例3相同，区别仅在于包裹式防粉化添加剂的原料为：包膜粘结剂为2g的胶原蛋白，填料为10g的轻质碳酸钙，且不含固化凝结剂。

对比例4

本对比例提供一种防粉化肥料，其制备方法与实施例3相同，区别仅在于包裹式防粉化添加剂的原料为：包膜粘结剂为高分子树脂，具体包括羧甲基纤维素0.11g，聚丙烯酰胺0.07g，硫酸钠0.85g；填料为10g的轻质碳酸钙，且不含固化凝结剂。

对比例5

本对比例提供一种防粉化肥料，其制备方法和原料组成与实施例3相同，区别仅在于不含固化凝结剂。

对比例6

本对比例提供一种防粉化肥料，其原料和比例与实施例3相同，区别仅在于制备时未进行风冷除湿。

对比例7

本对比例提供一种防粉化肥料，其制备方法与实施例3相同，区别仅在于未添加聚氯化铝和水溶性硅酸钠。

对比例8

本对比例提供一种防粉化肥料，其制备方法与实施例3相同，区别仅在于固化凝结剂各成分的添加量为10g硫酸镁、50g硫酸钠、35g氯化钠、1g聚氯化铝、1g水溶性硅酸钠。

对比例9

本对比例提供一种防粉化肥料，其制备方法与实施例3相同，区别仅在于包膜粘结剂中聚乙烯醇的平均聚合度1700，醇解度99，分子量78000。

对比例10

本对比例提供一种防粉化肥料，其制备方法与实施例3相同，区别仅在于包膜粘结剂只使用等量聚乙烯醇，其余为纯水进行配置。

试验例1

将实施例2和对比例1～2制备得到的包裹式防粉化添加剂进行封闭性能测试，具体测试方法如下：

将实施例2和对比例1～2制备得到的包裹式防粉化添加剂分别对不同游离水含量的同配方肥料母粒进行包裹，得到3份重量均为500g的防粉化肥料颗粒，并将上述肥料颗粒常温密封存储28天，保持其他条件一致，测定肥料颗粒的粉化率，以此验证不同包裹式防粉化添加剂的封闭效果。

粉化率测试方法：分别将3份肥料颗粒放入颗粒肥料粉化仪中，以50转/min的速度滚动10min，将滚动后的样品过筛、去粉、称量，检测结果如表1所示。

粉化率＝(粉化前重量-粉化后重量)/粉化前重量×100％

表1不同包裹式防粉化添加剂制备得到的肥料颗粒的粉化率

	水分1％的母粒	水分2％的母粒	水分3％的母粒
				实施例2	1.1％	1.5％	1.8％
对比例1	1.5％	1.9％	2.4％
				对比例2	1.6％	2.2％	3.0％

通过将上述表1中的粉化率数据拟合成粉化率变化曲线，得到如图1所示结果。图1中，101为对比例2制备得到的包裹式防粉化添加剂在不同水分母粒下得到的肥料颗粒粉化率变化曲线，102为对比例1制备得到的包裹式防粉化添加剂在不同水分母粒下得到的肥料颗粒粉化率变化曲线，103为实施例2制备得到的包裹式防粉化添加剂在不同水分母粒下得到的肥料颗粒粉化率变化曲线。

本试验例使用的实施例2、对比例1和对比例2的添加剂，通过调整各组分之间的配比，使得三者获得的包膜粘结剂的粘度相近，同时，控制填料的使用量相同，减少了包裹式防粉化添加剂的物理性质不同而带来的实验误差。但通过表1数据和图1仍可以发现，对比例1和2制备得到的包裹式防粉化添加剂，其在肥料颗粒的表面的粉化率均高于实施例2，说明，对比例1和2制备得到的包裹式防粉化添加剂的封闭性能较差。

本发明实施例2制备的包裹式防粉化添加剂在封闭方面有优秀的表现，主要得益于包膜粘结剂形成的内部透水隔气层对水分有溶胀能力和透水性，且内部透水隔气层的拉伸能力强，不易破裂，吸水固化剂形成的外部固化层能够吸收部分水分并凝结，强化颗粒表面的结合强度，二者结合可以起到稳定肥料颗粒的优势，因为吸水固化剂固化凝结形成的外部固化层致密且空隙极小，也导致空气中的水汽在表面扩散缓慢，进一步延长了肥料防粉化性能。

试验例2

将实施例3和对比例3～10制备得到的防粉化肥料进行固化凝结性能测试，具体测试方法如下：

设置空白对照，该空白对照组仅包括与实施例3的肥料颗粒完全相同的复合肥母粒。

将空白对照组、实施例3和对比例3～10制备得到的防粉化肥料使用《GB/T 10516-1989硝酸磷肥颗粒平均抗压强度测定》方法进行颗粒强度测试，并用颗粒强度测定仪进行测定，每组测定30粒，取平均值，得到如表2所示结果。

表2不同包裹式防粉化添加剂制备得到的肥料的颗粒强度

由表2数据可知，实施例3提供的防粉化肥料，其颗粒强度和表面光滑程度与对比例3～7相比均有明显提升，本发明实施例3与对比例5相比，仅额外添加了固化凝结剂，但其颗粒强度提升了25.0％，表面光滑程度也有明显提升，因此，本发明制备得到的防粉化肥料，通过包裹式防粉化添加剂中各原料的复配，能够使得制备得到发肥料颗粒外观圆润较光滑，凝结效果佳，强度高。

试验例3

将实施例3～5、对比例3～10制备得到的防粉化肥料进行防粉化性能测试，具体测试方法如下：

设置空白对照，该空白对照组仅包括复合肥母粒。

将空白对照组、实施例3～5、对比例3～10制备得到的防粉化肥料在室温(25℃，75RH％)下，装包存储28天，28天后通过筛网分筛至1～4.75mm大小，称取每组肥料颗粒500g，放入颗粒肥料粉化仪中，以50转/min的速度滚动10min，将滚动后的样品过筛、去粉、称量。按照粉化率＝(粉化前重量-粉化后重量)/粉化前重量×100％计算各组肥料颗粒的粉化率，得到如表3所示结果。

表3不同包裹式防粉化添加剂制备得到的肥料的粉化率

	粉化率％
		实施例3	1.0
实施例4	1.0
		实施例5	1.1
对比例3	3.4
		对比例4	2.5
对比例5	6.7
		对比例6	3.3
对比例7	4.7
		对比例8	1.4
对比例9	2.3
		对比例10	1.9
空白对照	1.5

本试验例通过使用空白对照减少肥料颗粒本身带来的误差，又进一步通过调整实施例3～5、对比例3和对比例4的包裹式防粉化添加剂中各组分之间的配比，使得四组获得的包膜粘结剂的粘度相近，同时控制填料的使用量相同，减少了包裹式防粉化添加剂的物理性质不同而带来的实验误差。但通过表3数据仍可以发现，本发明实施例3～5的粉化率与对比例3和4相比明显降低，说明，在肥料颗粒表面喷涂内部透水隔气层并在外层包覆外部固化层，使得包覆后肥料颗粒的表面致密性提高，颗粒表层拥有可以透水的薄膜和可以吸收内部水分的致密固化层，隔离氧气减少氧化变性，最终使得肥料颗粒不易粉化，耐贮藏，丰富了肥料功能的同时具有更佳的抗粉化性。

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

Claims (14)

1.一种防粉化肥料，其特征在于，包括肥料颗粒和包裹式防粉化添加剂；

所述包裹式防粉化添加剂包括独立分装的包膜粘结剂和吸水固化剂；所述吸水固化剂包括固化凝结剂和填料；

所述固化凝结剂包括重量比为40～50：45～55：2～3：3～5的硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠；

所述填料、固化凝结剂和包膜粘结剂的重量比为10：1～1.5：0.5～1；

所述填料包括轻质碳酸钙、膨润土、海带粉、木质素粉和磷钾灰的一种或两种；

所述包膜粘结剂包括重量比为20～50：3～7：0.5～2：947～964的聚乙烯醇、甘油、非离子活性剂和水；

所述聚乙烯醇为粉状，目数为60～200目，黏度40～55mPa·s，平均聚合度2400～2600，醇解度86～90，分子量为80000-110000；

所述防粉化肥料的制备，包括在所述肥料颗粒表面依次包覆所述包膜粘结剂形成的内部透水隔气层和所述吸水固化剂形成的外部固化层，然后将包覆完成的肥料颗粒置于除湿筒中，利用风冷除湿带走颗粒表面多余水分。

2.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，所述硫酸盐包括硫酸钠、硫酸镁和硫酸钾中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，所述盐酸盐包括氯化钠、氯化镁和氯化钾中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，所述硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠的目数均为100～160目。

5.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，所述填料的细度为80～200目。

6.根据权利要求2～5任一项所述的防粉化肥料，其特征在于，所述吸水固化剂的制备方法包括：将所述固化凝结剂中的硫酸盐、盐酸盐、聚氯化铝和水溶性硅酸钠球磨混匀，再加入填料进行混料。

7.根据权利要求6所述的防粉化肥料，其特征在于，所述球磨时间为20～40min，所述混料时间为15～30min。

8.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，所述非离子活性剂为聚醚型非离子活性剂。

9.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，所述水为纯水。

10.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，所述包膜粘结剂的制备方法包括：在纯水中分批加入聚乙烯醇、聚醚型非离子活性剂和甘油，并保持搅拌。

11.根据权利要求10所述的防粉化肥料，其特征在于，所述聚乙烯醇加入后搅拌30～40min，升高温度至65～70℃，再搅拌20～25min，再次升温至85～90℃；

所述聚醚型非离子活性剂加入后，搅拌时间10～15min；

所述甘油加入后，搅拌时间为30～60min。

12.根据权利要求1所述的防粉化肥料，其特征在于，在所述肥料颗粒表面依次包覆形成所述内部透水隔气层和所述外部固化层包括：将所述包膜粘结剂雾化喷涂在所述肥料颗粒表面，形成所述内部透水隔气层，再将含有所述内部透水隔气层的肥料颗粒置于所述吸水固化剂中，包裹形成外部固化层。

13.根据权利要求12所述的防粉化肥料，其特征在于，所述包裹的温度为30～40℃，包裹时间为5～15min,包裹桶转速15-35r/min。

14.根据权利要求1所述的防粉化肥料的制备方法，其特征在于，还包括将含有所述外部固化层和所述内部透水隔气层的肥料颗粒收集、过筛和装袋。

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