MXPA96006381A - Composicion agricola y agente de acondicionamiento para reducir la higroscopicidad y formacion depolvo de los fertilizantes - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición agrícola y un agente de acondicionamiento. La composición agrícola comprende un sustrato, que consiste de un fertilizante que contiene nitrato y 0.1-2%en peso de un recubrimiento que comprende 10-50%en peso de cera, 90-40%en peso de aceite y 1-20%en peso de resina que es soluble en aceite y miscible con la cera. El agente de acondicionamiento esútil para reducir la higroscopicidad y formación de polvo de los fertilizantes. Comprende 10-50%en peso de cera, 90-40%, en peso de aceite y 1-30%en peso de resina que es soluble enaceite y miscible con la cera. Cuando se aplica para el nitrato de cal, este agente comprende de preferencia 15-30%en peso de cera, 70-85%en peso de aceite blanco y/o aceite vegetal y/o aceite mineral refinado y 2-15%en peso de resina, la cual comprende aceite de resina líquida no cristalizable y/oésteres deácidos de resina estabilizados.

Description

COMPOSICIÓN AGRÍCOLA Y AGENTE DE ACONDICIONAMIENTO PARA REDUCIR LA HIGROSCOPICIDAD Y FORMACIÓN DE POLVO DE LOS FERTILIZANTES Descripción de la invención La presente invención se relaciona con una composición agrícola que comprende un sustrato que consiste de un fertilizante que contiene nitrato y 0.1-2% en peso de un recubrimiento sobre el mismo, para reducir la higroscopicidad y formación de polvo del fertilizante. La invención comprende además un agente de acondicionamiento que comprende cera y aceite para obtener un recubrimiento sobre los fertilizantes Se ha sabido por mucho tiempo que los fertilizantes higroscópicos como los fertilizantes de NP y especialmente nitrato de cal (NL) provocarán problemas cuando se exponen a la humedad. La humedad absorbida dará como resultado la aglutinación de las partículas y la formación de polvo durante el manejo también se incrementará mediante la misma. A humedades normales este problema se puede resolver mediante la aplicación de agentes de acondicionamiento conocidos. Sin embargo, a temperaturas y humedades experimentadas en las áreas tropicales y subtropicales, los problemas todavía existen. Los agentes de acondicionamiento conocidos no son suficientemente a prueba de agua o impermeables para impedir la absorción de humedad, a no ser que se utilicen grandes cantidades de recubrimiento. Pero esto hará a las partículas de fertilizante recubiertas pegajosas, lo cual da como resultado otra vez varios problemas. REF : 23695 De la patente europea 0320987 B se conoce un agente de acondicionamiento que comprende 10-60% en peso de cera, 30-90% en peso de aceite y 0.3-10% en peso de un elastómero viscoelástico de alto peso molecular el cual es soluble en aceite y tiene un peso molecular promedio de 30,000-5,000,000. La cera preferida es una mezcla de cera de parafina, cera de polietileno y cera microcristalina. El poliisobutileno es el elastomero preferido. Este agente de acondicionamiento se aplica usualmente en cantidades de 0.3% en peso del fertilizante y a humedades normales da excelentes resultados para los fertilizantes higroscópicos tales como los fertilizante de NL. Sin embargo, a humedades las cuales se presentan frecuentemente en las áreas tropicales y subtropicales, los fertilizantes recubiertos con este agente absorberán humedad en cantidades inaceptables. La aplicación de más de 0.5% en peso del agente reduce la absorción de humedad marcadamente, pero el fertilizante se vuelve pegajoso para ser manejado por medios convencionales. El objeto principal de la invención era obtener una composición agrícola que comprende fertilizantes que contienen nitrato, que tienen tendencia reducida a la absorción de humedad y formación de polvo durante el manejo y almacenamiento de las partículas del fertilizante aún a las altas humedades y temperaturas que se presentan en las áreas tropicales y subtropicales. Otro objeto era obtener un agente de acondicionamiento que se pudiera aplicar en cantidades relativamente grandes sin hacer a las partículas del fertilizante adherentes y mediante esto reducir su capacidad de flujo.

Un objeto adicional era obtener un agente de acondicionamiento que fuera flexible a las temperaturas reales de operación y que se pudiera aplicar a las partículas del fertilizante mediante equipo de recubrimiento o acondicionamiento convencional. Se sabe que el nitrato de cal es más bien higroscópico y los requerimientos del nuevo agente de acondicionamiento fueron básicamente definidos en vista de que eran necesarios para un agente útil tal como el fertilizante de NL. Entonces, tal agente cumpliría más probablemente con los requerimientos para otros fertilizantes que contienen nitrato. El principal problema que se tuvo que resolver fue obtener un recubrimiento que fuera a prueba de agua o impermeable bajo las condiciones existentes en las áreas tropicales o subtropicales. Un agente de acondicionamiento que proporciona tal recubrimiento sobre las partículas del fertilizante debe ser flexible, tener un alto grado de elasticidad y ser no adherente aún cuando se aplica en cantidades relativamente grandes. Debe ser también fácil de aplicar sobre las partículas y debe ser no tóxico al suelo y las plantas. Este último requerimiento implica que los varios componentes deben ser aceptables ambientalmente. Desde un punto de vista económico el acondicionamiento de las partículas del fertilizante se debe llevar a cabo en una etapa y aún se debe obtener la protección requerida de las partículas. Un requerimiento adicional era que el agente debe ser complemente soluble después de unos pocos días subscuentes a la aplicación del fertilizante al suelo y que el agente debería ser degradable en el suelo.

En vista de los requerimientos resumidos anteriormente y las experiencias positivas con el agente de acondicionamiento conocido al que se hace referencia anteriormente, los cuales son aplicables bajo condiciones de menos demanda, se han iniciado investigaciones de un agente de acondicionamiento mejorado al estudiar las razones posibles de las desventajas del agente de acondicionamiento conocido anterior. Se encontró entonces que la razón de la tendencia a la pegajosidad estaba relacionada principalmente con el componente elastómero del agente. Por lo tanto, este componente debe ser sustituido con un nuevo componente que tenga propiedades un tanto diferentes. Investigaciones adicionales demostraron que también la selección del componente de cera óptimo podría ser de importancia. Aún el componente de aceite estaría sujeto a cambio, parcialmente en vista del sustituto para el elastómero, pero también en vista de los requerimientos ambientales. Estas investigaciones preliminares demostraron que un agente de acondicionamiento útil podría ser a base de cera, aceite y un componente elástico soluble en aceite que mejore la impermeabilidad del recubrimiento. La búsqueda de un componente elástico soluble en aceite que cumpla con los otros requerimientos anteriores dio como resultado estudios adicionales de varios polímeros y especialmente resinas. La selección de la resina fue parcialmente dependiente del componente de aceite a ser usado. Este componente es básicamente un portador o disolvente para la cera y los componentes de resina, pero también tiene algún efecto sobre la reducción de la formación de polvo durante el manejo del fertilizante. Se encontró que los siguientes tipos de aceites eran útiles en el nuevo agente de acondicionamiento: Aceite blanco, cualquiera de los varios derivados de hidrocarburos parafínicos que tienen viscosidad moderada, baja volatilidad y una alta temperatura de inflamación. Aceites vegetales, tales como aceite de maíz, aceite de cañóla, aceite de girasol, aceite de soya, aceite de linaza o mezclas de los mismos. Los aceites minerales refinados también serán aplicables, pero no se recomiendan desde un punto de vista ambiental. Se encontró que el componente de cera no era muy crítico, aunque la selección cuidadosa de este componente daría efectos óptimos. Los tipos útiles de cera en el nuevo agente de acondicionamiento serán: Ceras intermediarias, ceras de parafina, cera microcristalina, cera de carnauba y ceras vegetales. Las mezclas de dos o más de estas ceras comprenderán un componente de cera real. Las ceras de parafina se pueden definir como hidrocarburos predominantemente de cadena recta, saturados, con proporciones más pequeñas de compuestos de cadena ramificada y cicloparafínicos. Las ceras intermediarias son mezclas de compuestos de cadena recta, cadena ramificada y cicloparafínicos, intermedios en carácter entre aquellos de la parafina y las ceras microcristalinas. Las ceras microcristalinas son hidrocarburos de peso molecular promedio más alto que aquel de las ceras de parafina con un rango más amplio de componentes que contienen una alta porción de hidrocarburos de cadena ramificada y cicloparafínicos. Con el fin de obtener el punto de congelación más bajo posible, las ceras intermediarias son preferidas. Estas darán un punto de congelación de aproximadamente 37°C, en comparación con el punto de congelación de aproximadamente 43°C para una mezcla de cera parafínica y cera microcristalina. El componente de resina del nuevo agente de acondicionamiento debe ser soluble en el componente de aceite y miscible con el componente de cera. Además, debe dar al recubrimiento resultante la requerida elasticidad, sin ser pegajoso durante la aplicación sobre las partículas y durante su manejo y almacenamiento. El recubrimiento resultante debe ser duro y cristalino o tener la capacidad de impregnar la superficie de las partículas. También este componente debe ser aceptable y degradable ambientalmente en el suelo como se explica anteriormente. En la estructura anterior el componente de resina se ouede escoger a partir de los siguientes: Resinas sintéticas que tienen alto peso molecular, tal como cumarona-indeno, pentaeritritol éster de resina de trementina, resinas naturales esterificadas tales como la resina de trementina, resinas de fenolformaldehído, resinas de alcohol furfurílico, resinas de poliéster y resinas de poliuretano. Resinas naturales, derivadas principalmente de árboles y arbustos, mezclas amorfas de ácidos carboxílicos, esencialmente aceite y terpenos.

Ejemplos de resinas naturales útiles son resina de trementina, congo, balsamina y damar.

Las resinas más preferidas son aceite de resina de trementina líquida no cristalina, pentaeritritol esteres de ácidos de resina estabilizados y pentaeritritol esteres de resina de trementina polimerizada.

Varios agentes de acondicionamiento que constituyen mezclas de las ceras, aceites y resinas definidos anteriormente, fueron aplicados sobre fertilizantes que contienen nitrato y luego estos fueron sometidos a prueba con respecto a la formación de polvo, capacidad de flujo y absorción de humedad. Se encontró entonces que las cantidades relativas en % en peso de los tres componentes debe ser: Para productos NL Para fertilizante NP/NPK Cera 10-50 preferiblemente: 15-30 preferiblemente: 20-45 Aceite 90-40 preferiblemente: 70-85 preferiblemente: 45-65 Resina 1-30 preferiblemente: 2-15 preferiblemente: 2-15 Los agentes de acondicionamiento que tienen las composiciones anteriores se podrían aplicar en cantidades de 0.1-2% en peso del fertilizante.

Aún cuando se aplican en cantidades de 0.7-1% en peso, la capacidad de flujo de las partículas fue aceptable y las partículas no se aglutinaron entre sí.

El alcance de la invención y sus características especiales son como se definen en las reivindicaciones adjuntas. La invención será ahora explicada adicionalmente en relación con la descripción de las figuras y los ejemplos.

La figura 1 muestra la capacidad de flujo del fertilizante de NL recubierto. La figura 2 muestra la absorción de humedad de los fertilizantes de NL. La figura 3 muestra la absorción de humedad de los fertilizantes de NP no recubiertos y recubiertos. La figura 4 muestra la absorción de humedad de los fertilizantes de NPK recubiertos y no recubiertos. La figura 1 muestra gráficamente la capacidad de flujo en gramos/segundo como función de la cantidad de agente de acondicionamiento en % en peso aplicado sobre fertilizantes de NL. La curva 1 muestra los resultados para los fertilizantes de NL sobre los cuales un agente de acondicionamiento de acuerdo a la invención se aplica. La curva 2 muestra los resultados para el fertilizante de NL sobre el cual el agente de acondicionamiento de acuerdo a la patente europea a la que se hace referencia anteriormente se aplica. Estas pruebas se llevaron a cabo al llenar 2 kilogramos de partículas de fertilizante en un cilindro que tiene un diámetro de 60 mm y una boquilla de salida con diámetro de 20 mm. Aún cuando se aplica el 0.8% en peso de un recubrimiento de acuerdo a la invención, la capacidad de flujo de las partículas fue de aproximadamente 90% de aquella registrada para las partículas no recubiertas.

La capacidad de flujo debe ser mayor de 100 gramos/segundo para ser aceptable.

Ejemplo 1 Este ejemplo muestra la absorción de humedad de las partículas de fertilizante de NL a 75% de humedad relativa y a 25°C. Los resultados de este experimento se muestran en la figura 2 como agua absorbida en % en peso como función del tiempo en horas. La curva 1 se refiere a las partículas no recubiertas, la curva 2 se refiere a las partículas que tienen 0.3% en peso del recubrimiento conocido (patente europea 0320987 B), la curva 3 se refiere a las partículas que tienen 0.7% en peso del recubrimiento conocido y la curva 4 muestra los resultados para las partículas que tienen 0.7% en peso de un recubrimiento de acuerdo a la invención. El agente de acondicionamiento de acuerdo a la invención, aplicado sobre las partículas, tuvo la siguiente composición: 15% en peso de cera intermediaria 75% en peso de aceite blanco 10% en peso de esteres de ácidos de resina estabilizados Como se puede ver de la figura 2, las partículas a las cuales el agente de acondicionamiento de acuerdo a la invención se aplica, absorbieron agua a un grado bastante menor que las partículas que tienen 0.3% del recubrimiento conocido y significativamente menos cuando se aplicó 0.7% del recubrimiento conocido. Cuando se aplicó 0.7% del recubrimiento conocido, las partículas se volvieron demasiado pegajosas para ser manejadas y por consiguiente el agente de acondicionamiento de acuerdo a la invención (curva 4) debe ser comparado con la aplicación del 0.3% del recubrimiento conocido (curva 2). Las partículas del fertilizante de NL liberarán líquido cuando se absorbe 2.5- 3% de agua. Como se puede ver de la figura 2, este será el caso cuando se utiliza el recubrimiento conocido, pero no para el producto de acuerdo a la presente invención. 5 Ejemplo 2 Este ejemplo muestra la absorción de humedad en % en peso como función del tiempo en horas para el fertilizante NP 20-20 a 70% de humedad relativa y 25°C. Los resultados se muestran en la figura 2 y la curva 1 se refiere a 10 los resultados para las partículas no recubiertas, la curva 2 para las partículas que tienen 0.15% en peso de un recubrimiento de acuerdo a la invención más 0.3% en peso de polvo y la curva 3 muestra los resultados para las partículas recubiertas con 0.15% en peso del recubrimiento de acuerdo a la invención. El agente de acondicionamiento de acuerdo a la invención, aplicado 15 en este ejemplo, tuvo la siguiente composición: 37% en peso de cera de parafina, 50% de cera de parafina y 50% de cera microcristalina 55% en peso de aceite blanco 8% en peso de resina, aceite de resina líquida no cristalina. : o Como se puede ver de la figura 3, la absorción de humedad se reduce al 15% de aquella de las partículas no recubiertas cuando se aplica la presente invención. Esto demuestra que el agente de acondicionamiento de acuerdo a la invención es también aplicable sobre los fertilizantes de NP.

Ejemplo 3 Este ejemplo muestra la absorción de humedad en % en peso a 70% de humedad relativa y 25°C como función del tiempo (horas) para un fertilizante NP 20-20. Los resultados se muestran en la figura 3 y la curva 1 muestra la absorción de humedad para el fertilizante no recubierto, en tanto que las curvas 2 y 3 muestran el efecto cuando las partículas del fertilizante se recubren con 0.15% en peso de un agente de acuerdo a la invención. En las pruebas mostradas en la curva 2 también se aplicó 0.3% en peso de polvo. El agente de acondicionamiento utilizado durante estos experimentos tuvo la siguiente composición. 37% en peso de cera del mismo tipo como en el ejemplo 2. 55% en peso de aceite blanco 8% en peso de resina, pentaeritritol esteres Como se muestra en la figura 3 la reducción en la absorción de humedad después de 24 horas fue de aproximadamente 85% en comparación con aquella del fertilizante no recubierto cuando un agente de recubrimiento de acuerdo a la invención fue aplicado. Las partículas fluían libremente, aún sin la aplicación de polvo. También se encontró adicionaimente que la aplicación de polvo reducía el efecto del recubrimiento con respecto a la absorción de humedad e incrementaba un tanto la formación de polvo.

Ejemplo 4 Este ejemplo muestra la absorción de humedad en % en peso como función del tiempo (horas) a 60% de humedad relativa y 25°C para fertilizantes NPK 16-16-16. Los resultados de las pruebas llevadas a cabo se muestran en la figura 4. La curva 1 representa los resultados para las partículas no recubiertas. La curva 2 muestra los resultados para las partículas recubiertas con 0.3% en peso de un recubrimiento conocido que comprende una mezcla de varias ceras y aceite mineral. Este recubrimiento se describe en la patente noruega No. 143,938. Los resultados obtenidos cuando se usa 0.28% en peso de un recubrimiento de acuerdo a la invención se muestran mediante la curva 3. El agente de acondicionamiento de acuerdo a la invención aplicado durante las pruebas para este ejemplo tuvo la siguiente composición. Cera: 42.5% en peso, aceite blanco: 50% en peso y resina: 7.5% en peso, pentaeritritol esteres.

Ejemplo 5 Este ejemplo muestra los resultados de una serie de pruebas llevadas a cabo para ver el efecto sobre la formación de polvo cuando las partículas de fertilizante de NL se recubren de acuerdo a la invención. El polvo se mide en mg (miligramos) por kilogramos de partículas y da el polvo formado durante el desgaste de la superficie de la partícula subsecuente a una prueba de inclinación estándar. Una muestra de partículas de fertilizante se colocan en un tubo y se inclinan hacia adelante y hacia atrás 40 veces. Esta prueba estimula el desgaste durante el manejo a granel del fertilizante y el número de polvo es proporcional a la tendencia a la formación de polvo del producto de fertilizante. Se considera que los productos que tienen un número de polvo mayor de aproximadamente 600 mg por kilogramo tienen una tendencia mayor a la formación de polvo.

Fertilizante de NL no recubierto que tiene un número de polvo de 1500-3000. Las partículas de fertilizante de NL, recubiertas con 0.3% en peso de un recubrimiento de acuerdo a la patente europea a la que se hace referencia anteriormente, tuvieron un número de polvo de 100-300. Se encontró que cuando las partículas del fertilizante de NL fueron recubiertas con 0.7% en peso de un recubrimiento de acuerdo a la invención, el número de polvo registrado fue de 0-10. Mediante la presente invención se ha tenido éxito en obtener fertilizantes que contienen nitrato, que pueden ser manejados, almacenados y aplicados en áreas tropicales y subtropicales sin dar problemas con respecto a la aglutinación de las partículas y la formación de polvo durante el manejo. El nuevo agente de recubrimiento obtenido es fácil de aplicar durante el recubrimiento de las partículas de fertilizante. El recubrimiento resultante sobre las partículas hace que fluyan libremente y no se peguen aún a las altas humedades y temperaturas existentes en las áreas tropicales y subtropicales.

El recubrimiento de acuerdo a la invención impregnará a algún grado las partículas de fertilizante cuando estas son un tanto porosas. Este efecto hace posible aplicar cantidades más bien grandes de agente de recubrimiento sobre las partículas. Este efecto no se obtiene cuando se aplica un agente de recubrimiento de acuerdo a la patente europea a la que se hace referencia anteriormente. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes

Claims (8)

1. Reivindicaciones 1. Una composición agrícola que comprende un sustrato que consiste de un fertilizante que contiene nitrato y 0.1-2% en peso de un recubrimiento que comprende cera y aceite, caracterizada porque el recubrimiento contiene 10-50% en peso de cera, 90-40% en peso de aceite y 1-30% en peso de resina que es soluble en aceite y miscible con la cera.
2. 2. La composición agrícola de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el sustrato es nitrato de cal y porque el componente de aceite del recubrimiento comprende aceite blanco y/o aceite vegetal y/o aceite mineral refinado en cantidades de 70-85% en peso, el componente de cera comprende 15-30% en peso y el componente de resina 2-15% en peso del recubrimiento.
3. 3. La composición agrícola de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el sustrato consiste de fertilizantes de NP o NPK y porque el componente de aceite del recubrimiento comprende aceite blanco y/o aceite vegetal y/o aceite mineral refinado, el componente de cera comprende 20-45% en peso y el componente de resina 2-15% en peso del recubrimiento.
4. 4. Un agente de acondicionamiento para reducir la higroscopicidad y formación de polvo de los fertilizantes, que comprende cera y aceite, caracterizado porque comprende 10-50% en peso de cera, 90-40% en peso de aceite y ?-3# en peso de resina que es soluble en aceite y miscible con la cera.
5. 5. El agente de acondicionamiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende 15-30% en peso de cera, 70-85% en peso de aceite blanco y/o aceite vegetal y/o aceite mineral refinado y 2-15% en peso de resina.
6. 6. El agente de acondicionamiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende 20-45% en peso de cera, 45-65% en peso de aceite blanco y/o aceite vegetal y/o aceite mineral refinado y 2-15% en peso de resina.
7. 7. El agente de acondicionamiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el componente de cera comprende ceras intermediarias, el componente de aceite es aceite blanco y el componente de resina comprende resina líquida no cristalina y/o esteres de ácidos de resina estabilizados.
8. 8. El agente de acondicionamiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el componente de resina comprende resinas sintéticas que tienen alto peso molecular, tales como cumarona-indeno, pentaeritritol esteres de resina de trementina, resinas naturales esterificadas, resina de trementina, resinas de fenolformaldehído, resinas de alcohol furfurílico, resinas de poliéster y resinas de poliuretano.