CN1289718A - 硝酸铵用自由流动的粒状松散剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硝酸铵用自由流动的粒状松散剂,由扩散剂、增塑剂和无机粘结剂等组成。是为了解决前人研制的硝酸铵用粉末状防结块剂在生产、贮运和使用中组份易分层和劳动环境差等缺点。其特点选用低熔点增塑剂及无机粘结剂,将粉状松散剂通过造粒或热挤压工艺制得粒度均匀、颗粒强度高、自由流动的颗粒状松散剂。既改善了生产及使用松散剂时的劳动环境,且在贮运过程组份不分层和防潮性能好。适用代替前人发明的各种粉状防结块剂。
Description
本发明是一种硝酸铵用组份不易分层、粉尘飞扬少的自由流动的颗粒状松散剂，涉及到固体易吸湿结块粉状物的防潮防结块剂。主要用作农用氮肥和工业炸药用硝酸铵的防潮结块剂，亦可作为提高多孔粒状硝酸铵颗粒强度和吸油率的有效添加剂。该粒状松散剂由扩散剂、增塑剂和粘结剂等组成。
硝酸铵是最广泛使用的高效农用氮肥和工业炸药的主要成份。但是由于硝酸铵的易吸湿性、多相变晶性、盐桥重结晶性和在静载挤压下颗粒的易固结性，使硝酸铵在贮存期内易板结、硬化，给生产、贮运和加工粉碎带来极大的困难和不安全因素。
半个世纪以来，各国学者对改善硝酸铵的易结块缺陷进行了不懈的研究。70年代日本专利7650898(1978)采用阳离子表面活性剂烷基胺的醋酸盐技术，能明显改善硝酸铵的易结块性，但该技术要添加冰醋酸，不但成本高，又污染环境，生产使用不方便。中国专利ZL94 1 07498．6成功地采用复合阴离子表面活性剂作为硝酸铵的有效晶变控制剂，应用于硝酸铵中效果良好，但在实际应用过程中发现：存在与乳化炸药常用乳化剂失水山梨醇单油酸酯(Span-80)不相容和在高温(170-180℃)加料操作时曾发生自燃二个缺陷。近期，发明专利ZL94 1 07498．6的发明人，又研制成功了高稳定性和耐高热的硝铵松散剂，受理专利号为99 1 14733．2，该专利技术在松散剂组份中采用阴阳两类表面活性剂技术，提高了松散剂对乳化剂的稳定性和耐热、安全性能。但是讫今为止发明的硝酸铵防结块剂均为粉末状机械混合物，由于粉末状物料粒度较细(一般制品细度标准为过425μm筛孔的百分率超过95)，因此无论在制造或使用过程中，因粉尘大带来污染环境、危害人体健康，而且因配方中原材料各组份的堆密度亦不一样，所以粉状松散剂在生产加工时产品递送过程和运输过程中，易产生制品分层现象。
本的目的在于克服背景技术的不足，设计一种硝酸铵用自由流动的颗粒状松散剂，不但能使硝酸铵的物理性能得到改善，而且制品本身粉尘少，在运输或振动环境下保持成分的均匀性。
本发明的构思：设计一个组元性能互补，既能解决硝酸铵固有易结块缺陷，且易加工成型为颗粒状的多元松散剂体系。针对硝酸铵的晶体结构特性，考虑了半成品粉状松散剂深加工成粒状物时的热挤压成型工艺条件，该多元松散剂体系，必须由扩散剂、渗透剂、防焦阻燃剂、增塑剂和粘结剂组成。其中扩散剂和渗透剂能吸附在硝酸铵晶体表面，控制硝酸铵的晶体多相转变特征，在硝酸铵相变点附近控制硝酸铵晶形的不可逆变化或滞缓变化，以保持得到松散性优良的稳定晶形；防焦阻燃剂的作用是能提高整个松散剂体系的耐然性和热分解温度，以确保松散剂在熔融态硝酸铵(170-180℃)中混合时安全使用；其中增塑剂和粘结剂的设计最为关键，它们的主要作用是须确保松散剂体系内各组份，在一定热加工条件能增塑粘结成粒，成型制出具有一定颗粒强度、自由流动性良好的粒状松散剂。
根据上述构思：设计一个组元性能互补的五元松散剂体系；起主体晶控作用的扩散剂和起辅助晶形控制作用的渗透剂必须采用含有极性基-SO4H、-SO3H、-PO4H的平面构型阴离子表面活性剂；防焦阻燃剂采用高温稳定性好、具有高热容或能生成较多量不可燃气体或形成耐热薄膜的有机或无机材料，这类物质是：氯化钠、氟化钾、溴化铵、磷酸钠、氯化石蜡、含卤磷酸酯、双(2，3-二溴丙基)反丁烯二酸酯、磷酸三甲苯酯、N-(环已硫基)邻苯二甲酰亚胺；N-亚硫基二苯胺、二乙基二苯脲、二甲基二苯脲等。增塑剂采用低熔点(熔点为50-100℃)易成膜增塑性优良、亲水一亲油的平衡值(HLB值)较小的材料，这类物质是：长链脂肪酸及其盐、长链脂肪酸胺、脂肪酸酰胺、蜡类、沥青、烷烃矿物油等；粘结剂采用资源来源、价廉、含SiO2、Fe2O3、MgO、Al2O3的天然无机物，这类物质是：钾长石、方镁石、蒙脱石、海泡石、高岑土、硅藻土、硼镁石、白云石、膨润土等。
本发明自由流动的粒状松散剂的组成(质量％)如下：
25～70扩散剂：木质素磺酸钠或纤维素硫酸酯钠或亚甲基苄基萘磺酸钠或亚甲基双萘磺酸钠
5～15渗透剂：脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基磷酸酯钠或1，2-二丁基-6-萘磺酸钠或琥珀酸酯磺酸钠
5～15防焦阻燃剂：氯化石蜡或磷酸三甲苯酯或N-(环己硫基)邻苯二甲酰亚胺或N-亚硝基二苯胺
15～25增塑剂：芥酸酰胺或微晶石蜡或硬脂酸或正二十二碳脂肪酸
5～20粘结剂：蒙脱石或珠光砂或海泡石或硅藻土本发明的最佳组成(质量％)为：
50 扩散剂：木质素磺酸钠
10 渗透剂：1，2-二丁基-6-萘磺酸钠
15 防焦阻燃剂：磷酸三甲苯酯
20 增塑剂：芥酸酰胺
15 粘结剂：蒙脱石
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1 本发明松散剂加工和使用过程粉尘小，减轻环境污染；且制品自动流动性优良，使用方便。
2 减少或避免粉状松散剂在运输、生产过程中因振动引起组份分层现象，因而本发明成品组份均匀性优良。
3 成功地将组份内本身含有的增塑剂和粘结剂作为热挤压加工必需的增塑和粘结材料，不需外加其它粘结剂。
4 应用于硝酸铵中，用量少效果明显，制得贮存期内松散度和颗粒强度优良的松散型硝酸铵。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
按如下的最佳组成(质量％)实施：
50 扩散剂：木质素磺酸钠
10 渗透剂：1，2-二丁基-6-萘磺酸钠
5 防焦阻燃剂：磷酸三甲苯酯
20 增塑剂：芥酸酰胺
15 粘结剂：蒙脱石
本发明的制造是：将蒙脱石15kg和1，2-二丁基-6-萘磺酸钠10kg分别在90-100℃和60-70℃烘箱中烘4h，然后同木质素磺酸钠50kg、磷酸三甲苯酯5kg和粉碎后细度过425μm筛80％以上的芥酸酰胺20kg，一起加入双螺旋锥形混合机内，进行混拌30-40min，制得半成品粉状松散剂；然后将该粉状物通过自动提升设备，在密闭条件下装入塑料挤压机的料斗，启动塑料挤压机，通过单螺杆输送物料，保持加热区温度控制在60-100℃的条件下，将粉状松散剂加压挤出成型，再用加刀切成粒径为1．00-3．00mm的粒状松散剂制品。
按硝酸铵质量的0．1％为添加浓度，将粒状松散剂计量直接加入硝酸铵造粒喷嘴前高位槽或缓冲槽或过滤器的熔融态硝酸铵中，后入喷嘴造粒，即可制得松散型硝酸铵。经测试其松散度为100％，平均颗粒强度为10．83N／颗粒，贮存三个月后，产品外观物理状态良好，松散度为97．70％，颗粒强度为10．20N／颗粒，不结块，不硬化。
实施例2
按如下组成(质量％)实施：
25 扩散剂：纤维素硫酸酯钠
15 渗透剂：脂肪醇聚氧乙烯醚
15 防焦阻燃剂：N-(环己硫基)邻苯二甲酰亚胺
25 增塑剂：硬脂酸
20 粘结剂：海泡石
本发明的制造参照实施例1
利用本发明制得的粒状松散剂，外观为粒状、颗粒尺寸均匀的制品，自由流动性优良，其堆积密度为0．6-0．8g／cm3，平均颗粒强度为10N／颗粒，热分解温度大于400℃。经统计：粒状制品生产包装工序的粉尘浓度比原粉状物粉尘浓度减少8～10倍。
实施例3
按如下组成(质量％)实施：
70 扩散剂：亚甲基苄基萘磺酸钠
5 渗透剂：烷基磷酸酯钠
5 防焦阻燃剂：N-亚硝基二苯胺
15 增塑剂：微晶石蜡
5 粘结剂：珠光砂
本发明的制造参照实施例1
利用本发明制造的粒状松散剂，外观光洁，粉尘少，平均颗粒强度为12．00N／颗粒，供远距离运输或振动试验后的产品，外观物理状态仍保持完整，经测试其颗粒强度保持为11．50N／颗粒，各组成的含量均仍符合产品质量标准。
实施例4
按如下组成(质量％)实施：
60 扩散剂：亚甲基双萘磺酸钠
8 渗透剂：琥珀酸酯磺酸钠
7 防焦阻燃剂：氯化石蜡
18 增塑剂：正二十二碳硬脂酸
7 粘结剂：硅藻土
本发明的制造参照实施例1
利用本发明制成的松散型岩石硝铵炸药的性能，其殉爆距离为10cm，爆速为3550m／s，猛度不小于14．00mm，贮存六个月后产品不结块，药卷松散，爆炸性能亦良好。
Claims (4)
1 一种组份结构均匀、不易分层压实及自由流动的硝酸铵用粒状松散剂，其特征在于该松散剂由扩散剂、渗透剂、防焦阻燃剂、增塑剂和无机粘结剂组成，各组份配比(质量％)为：
25～70 扩散剂
5～15 渗透剂
5～15 防焦阻燃剂
15～25 增塑剂
5～20 粘结剂
其中扩散剂选自木质素磺酸钠或纤维素硫酸酯钠盐或亚甲基苄基萘磺酸钠或亚甲基双萘磺酸钠之一种，渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基磷酸酯钠或1，2-二丁基-6-丁基萘磺酸钠或琥珀酸酯磺酸钠之一种；防焦阻燃剂选自氯化石蜡或磷酸三甲苯酯或N-(环己硫基)邻苯二甲酰亚胺或N-亚硝基二苯胺之一种；增塑剂选自芥酸酰胺或微晶石蜡或硬脂酸或正二十二碳脂肪酸之一种；无机粘结剂选自蒙脱石或珠光砂或海泡石或硅藻土之一种。
2 根据权利要求1所述的硝酸铵用自由流动的粒状松散剂，其特征在于该松散剂其中一种组成，各组份配比(质量％)为：
50 扩散剂：木质素磺酸钠
10 渗透剂：1，2-二丁基-6-萘磺酸钠
5 防焦阻燃剂：磷酸三甲苯酯
20 增塑剂：芥酸酰胺
15 粘结剂：蒙脱石
3 根据权利要求1所述的粒状松散剂，其特征在于该松散剂的组份中，含有低熔点的长链脂肪酸及其盐或矿蜡等作为增塑剂。
4 根据权利要求1所述的粒状松散剂，其特征在于该松散剂的颗粒尺寸为Φ1．00～3．00mm。
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