专利名称：用于制备长贮存期松散性复合肥的防结块松散剂的制作方法
技术领域：
本发明所属肥料防结块技术领域，涉及无机肥料的防潮防结块剂。主要用作限制复合肥结块和粉化趋势的外涂复包裹剂和内添加防结块剂。该松散剂由抗水剂、抗粉化剂和抗粘连剂等组成。
随着化肥工业的日趋发展，复合肥由于肥效多元化、肥效高、价格适中、生产工艺及设备投资较少，所以高浓多元复合肥在新世纪中期开始有了飞速发展，但是由于复合肥的原料，例如硝酸铵、尿素、硝酸钾、磷酸一氢铵、硫酸钾和氯化钾等，都有不同程度的吸湿性，使复合肥在生产过程及贮存期内，存在易吸湿结块、颗粒粘连、易粉化、工艺过程返料率高等缺陷，因而使高浓复合肥贮存和处理困难。
从20世纪七十年代开始，业已提出一些解决和限制上述技术问题的方法最古老经典的技术，是在40℃温热复合肥表面，在包装岗位前的扑粉机内，喷施滑石粉、石膏粉等粉状润滑包复材料，以防止复合肥结块。但此类扑粉存在防潮防结块效果不良，且严重污染环境；九十年代，国外许多从事复合肥防结块剂研究的学者，在中国申请了发明专利，法国学者L.纳瓦斯库斯(中国专利95118864，1996)指出采用油、蜡类的熔融物处理复合肥，提高复合肥防结块性能，但此物质存在热塑性范围小，使复合肥的颗粒强度太低，粉化的缺陷也未得到解决。
近代，芬兰T.阿恩纳斯(中国专利96 198625.5，1998)发现在矿物油中熔入由脂肪胺、聚胺等阳离子胺和阴离子羧酸生成的氨基二羧酸盐，认为该分散体系形成低粘度复合油，通过喷施细小的液滴，令其包复在复合肥表面，可以得到最佳的防潮防结块效果。但是要得到上述氨基二羧酸盐，必须要将羧酸溶入甲醇溶剂中，胺类要溶入醚中，再在一定工艺温度下才能得上述羧酸盐，由此认为生产成本高、生产使用不方便、采用大量溶剂又不安全。日本仓田笃三(JP7650896，1978)认为直接可使用0.01％～0.1％的酰胺类化合物作为主要防结块剂，但这类物质价格十分昂贵。由西班牙发明的水溶性“花王”化肥添加剂，呈乳浊粘稠状态，包装、运输和使用均不方便。除此之外，讫今为止发明的复合肥防结块、抗粉化处理的方法，几乎均采用对肥料颗粒的外包裹油技术，存在设备投资大、占场地、需用矿物油、成本高等弊端，因而以上国内外在处理复合肥防结块技术领域，在添加剂的性能、工业可行性、经济性、工艺技术途径等方面存在急需解决的技术难题。
本发明的目的在于克服技术背景的不足，设计一种高效的复合肥防结块松散剂，该复合肥改性剂不但应用作为外包裹剂，具有与复合肥组份热相容性好、原料来源丰富、成本低廉、易加工、处理时不用溶剂、添加后制品具有优良的松散性能和保持贮存期长等特性，而且能不用矿物油等配伍，可以直接作为内添加剂在复合肥生产工艺过程中添加应用，也同样使制品达到优良的松散性和长期贮存性的技术要求。
根据本发明构思设计一个能解决、防止复合肥结块、粉化的多元松散剂体系，旨在作外包裹材料时，能与矿物油互熔成透明的低粘度复油，通过喷嘴和雾化设备，能将熔化液滴有效地包复在复合肥表面，形成一层防潮防水薄膜。当作为内添加剂时，能在生产工艺过程中的中和槽或料浆槽中熔化，与复合肥相容混合，有效地对复合肥起抗粘连、抗水、控制晶型等作用，因此该松散剂必须由抗水剂、抗粉化剂、防潮剂、抗粘连剂和润滑剂组成。组份中防潮剂，主要起防潮作用，防潮薄层阻止环境湿气的侵入；润滑剂和抗粘连剂的作用是阻止复合肥颗粒在贮存期间互相软附聚、粘连结团；其中阴离子表面活性剂羧酸抗水剂和阳离子表面活性剂胺类抗粉化剂最为关键，其作用基于以下机理羧酸和胺类，以热矿物油作介质，在90℃以上工艺温度下，可生成有效控制肥料结块和粉尘化倾向的酰胺类化合物，该酰胺类化合物的主要作用能有效地缔合肥料中易结块成份硝酸铵中的铵离子(NH4+)和尿素中的胺基等，形成缔合效应，减弱复合肥体系的亲水性，增加复合肥颗粒与油相的亲合性，因而能使由本发明制成的复合肥，在贮存期内强度不降低、颗粒不易破裂、不易粉化、具有长的贮存期。
根据上述构思，设计一个亲水和亲油平衡值(HLB)低于4、在工厂现有设备熔化温度下，可生成酰胺类物质、亲油的多元松散剂体系。起关键作用的阳离子表面活性剂必须是链长一般为C14-C20的烷基胺；阴离子表面活性剂必须是长链羧酸；防潮剂采用低熔点易成膜材料，这类物质是；聚酯、蜡和沥青等；润滑剂一般是糊状或粘稠状材料，这类物质是甲基酯、凡士林、饱和脂肪醇二羧酸酯、白油等；抗粘连剂主要采用能够有效降低颗粒表面摩擦系数的易脱膜、抗粘接材料，这类物质是花生酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酰胺、羟甲基硬脂酸酰胺、N，N-乙撑双硬脂酰胺(EBS)等。
本发明的组成(质量％)为10～60 抗水剂己二酸或硬脂酸或软脂酸或硬脂酸钠15～30 抗粉化剂 硬脂酰胺或十八伯胺或二烷基仲胺或月桂基胺20～40 防潮剂地蜡或蜂蜡或自石蜡或复合蜡4～15 润滑剂硅油或凡士林或甘油或液体石蜡1～5 抗粘连剂 油酸酰胺或羧酸纤维素钠或芥酸酰胺或N-N甲撑硬脂酰胺本发明的最佳组成(质量％)为40 抗水剂 己二酸20 抗粉化剂月桂基胺30 防潮剂蜂蜡8 润滑剂凡士林2 抗粘连剂N，N-甲撑硬脂酰胺本发现与现有技术相比具有如下的优点1、成功地将阴阳离子两类表面活性剂同时加入了用于复合肥改性的松散剂组成。
2、由于本发明为低HLB的亲油性材料，在90℃以上工艺温度下，组成中胺类物质和羧酸类物质能生成酰胺类化合物，可与复合肥组份中最易结块成份中的铵离子或有关离子基团形成缔合效应，有效地减弱复合肥体系的亲水性，因而本发明在实际应用中使复合肥具有抗粉化、不易结块和贮存期长的特性。
3、本发明应用于复合肥料中，用量少效果显著，无论用作内外添加剂，制品贮存六个月后松散度在90％以上，明显地改善了复合肥的易结块性。
4、本发明易用滚筒式或其它小型切片机加工成薄片状松散剂，使用时无粉尘飞扬，环境污染小，且使用方便。
5、本发明特别可在复合肥生产过程采用内添加工艺实施，代替前人的复油外包裹技术，不需用矿物油和熔化、雾化设备，因而大大节省生产成本，使本发明适于工业化生产应用。
利用本发明制成的松散性高浓烟草复合肥(含硝酸铵20％，有效养份≥40％)，制品包装温度为36.5～43℃，经现场检测其松散度为100％，平均颗粒强度为20.58N/颗粒，贮存六个月后制品外观物理状态良好，松散度为98％，平均颗粒强度为15.0N/颗粒(不含松散剂的无剂复合肥松散度为58％，平均颗粒强度为7.5N/颗粒)。3、按如下组成(质量％)实施60 抗水剂硬脂酸15 抗粉化剂 二烷基仲胺20 防潮剂 白石蜡
4 润滑剂硅油1 抗粘连剂油酸酰胺本发明制造及在复合肥中应用工艺参照实施例1～2。
利用本发明制成的尿素基高浓多元复合肥(含硫酸钾、尿素和磷铵等)，贮存六个月后，外观松散性良好，松散度为97.6％，结块率为2.4％；而不含松散剂的尿素基复合肥，结块严重，松散度为60％，结块率为40％。4、按如下组成(质量％)实施10 抗水剂硬脂酸30 抗粉化剂十八伯胺40 防潮剂复合蜡15 润滑剂液体石蜡5 抗粘连剂羧酸纤维素钠本发明的制造和在复合肥中复油外包裹工艺参照实施例1～2。
利用本发明制成松散型硫基复合肥，每吨复合肥含本发明制品约0.4～0.5kg，经现场检测，外观为乳白色均匀颗粒，平均颗粒强度为25N/颗粒，水份含量为1.3％，复合肥总养份为45.4％，贮存六个月后，外观颗粒完整，无粉化现象，松散度为97.3％，而不含松散剂的复合肥松散度仅为59.4％。5、按如下组成(质量％)实施30 抗水剂硬脂酸钠25 抗粉化剂硬脂酰胺30 防潮剂地蜡13 润滑剂甘油2 抗粘连剂芥酸酰胺本发明的制造参照实施例1本发明制品在复合肥中用作内添加剂时工艺按以下方法实施取实施例1中制备的薄片状松散剂，按松散剂内添加浓度为复合肥质量的0.05％～0.07％计量，不需用矿物油及其它辅助设备，直接添加入含复合肥母液的中和槽或料浆槽中，搅拌熔化，然后按工厂正常工艺条件喷浆造粒，干燥制品转入提升机、冷却、筛分、包装等工序实施，制得含有本发明松散剂的松散性复合肥。
利用本发明和内添加工艺制成的高浓硫基松散型复合肥的性能，测试结果参见表1。
表1 制品技术性能性能参数 普通无剂复合肥 由本发明制成的制品 指标现场 贮存六个月 现场贮存六个月外观 白色颗粒 结块、有粉化 洁白亮丽洁白、颗粒光滑 白色颗粒水份，％ 1.50 4.60 1.40 1.36≤2.0颗粒强度， 15.0 10.0 24.0 22.0≥12N/颗粒总养份，％ 45.2045.0045.30 45.20 ≥40松散度，％ 100 48 10092 ≥706、采用热分析仪对本发明制品及由本发明制成的复合肥，进行了差示扫描量热分析(TGA-DTA法)，研究了本发明和含本发明复合肥制品的热分解图谱，测试结果参见表2。
表2 制品技术性能例子类别 试样名称 数据来源 熔点℃ 初始热分解温度 最终热分解温度 测试日期T0，℃T，℃比较例 粉状包裹剂 CNP95118864制品 51.34 157.54 301.14 2001.4比较例 片状包膜剂 CNP96198625制品 50.50 160.00 316.21 芬兰制品实施例 本发明制品 本发明制品64.43 198.54 421.03 2001.9比较例 无剂硝铵基复合 对比试样 83.32 223.86 250.42 2001.9肥实施例 含本发明制品的 本发明制品84.50 225.00 283.20 2001.9松散性复合肥比较例 无剂尿素基复合 对比试样 84.23 150.34 539.46 2001.9肥实施例 含本发明的松散 本发明制品88.88 154.28 548.76 2001.9性复合肥比较例 无剂硫基复合肥 对比试样 69.12 146.35 450.75 2001.9实施例 含本发明的松散 本发明制品70.75 147.92 529.36 2001.9性硫基复合肥比较例 无剂复合肥 对比试样 69.97 147.50 513.77 2001.9实施例 含本发明及内添 含内添加剂的本发 99.62 148.92 544.61 2001.9加工艺制品 明制品从表2可见本发明制品和含有本发明制品的各种松散性复合肥，比前人制品的耐热性优良，含本发明制品的松散性复合肥的热分解温度均高于制造复合肥时的工艺温度，故生产使用过程安全。
权利要求
1.一种多元组份、用于复合肥改性的防结块松散剂片状固体，其特征在于该松散剂由长链脂肪酸作抗水剂、烷基链脂肪胺作抗粉化剂、还含有抗粘连剂、防潮剂、润滑剂等组成，各组份配比(以质量％)为10～60 抗水剂15～30 抗粉化剂20～40 防潮剂4～15 润滑剂1～5 抗粘连剂其中抗水剂选自软脂酸或己二酸或硬脂酸或硬脂酸钠之一种；抗粉化剂选自硬脂酰胺或十八伯胺或二烷基仲胺或月桂基胺之一种；防潮剂选自地蜡或蜂蜡或自石蜡或复合蜡之一种；润滑剂选自硅油或凡士林或甘油或液体石蜡之一种；抗粘连剂选自油酸酰胺或羧酸纤维素钠或芥酸酰胺或N，N-甲撑硬脂酰胺之一种。
2.根据权利要求1所述的复合肥改性用防结块松散剂，其特征在于该松散剂其中一种组成，各组份配比(以质量％)为40 抗水剂硬脂酸钠20 抗粉化剂十八伯胺30 防潮剂蜂蜡8 润滑剂凡士林2 抗粘连剂油酸酰胺
3.根据权利要求1所述的松散剂，其特征在于该多元片状固体在90℃以上能与矿物油互熔成低粘度透明状的低HLB值亲油性材料，该片状固体的低共熔点为63～67.6℃。
4.根据权利要求1所述的片状固态松散剂，其特征在于配方各组份在90℃在上互熔后，经冷却制得厚度约为30mm的固态物质，然后可用滚筒式或BF-100I型切片机加工成0.5～1.0mm厚度的薄片状松散剂。
5.根据权利要求1所述的防结块松散剂，既可作为复合肥的外涂复包裹剂，亦可作为有效的改性内添加剂应用。
6.根据权利要求1所述的片状松散剂，可与计量矿物油混合，在90℃以上互熔成透明液体后，在生产复合肥加工过程的扑粉机内，在一定压力下，通过喷嘴，将雾化液滴均匀地包裹在复合肥颗粒的表面；也可以直接作内添加剂，直接将本发明加入复合肥生产过程的中和槽或料将槽中熔化，并和复合肥各组份在搅拌下均匀混合，经喷浆造粒制得贮存期长、松散性优良的复合肥。
全文摘要
本发明提供制备长贮存期松散性复合肥的防结块松散剂。本发明的松散剂由抗水剂和抗粉化剂等组成。是为了解决、限制高浓复合肥在贮存期内结块和粉化的趋势。其特点是采用低HLB亲油性材料,采用外涂复技术时,将该松散剂和矿物油热熔合的低粘度透明状物,喷雾包裹在复合肥颗粒表面,制品贮存六个月,松散度在90%以上;本发明亦作为复合肥改性内添加剂使用,代替前人使用复油外包裹技术,不需矿物油和雾化等设备,大大降低了生产成本,使本发明更适于大生产应用。
文档编号C05G5/00GK1342628SQ0112900
公开日2002年4月3日 申请日期2001年10月26日 优先权日2001年10月26日
发明者殷海权, 蔡剑斌 申请人:蔡剑斌, 殷海权