一种彩色防结块剂、制备方法及其应用与流程

本发明涉及一种防结块剂，尤其涉及一种彩色防结块剂及制备方法，还涉及彩色防结块剂在复合肥及炸药防结块中的应用，属于防结块处理
技术领域：
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背景技术：
：油溶剂型防结块剂具有使用方便、效果好的优点，已在复合肥防结块剂中得到应用，但涉及到彩色防结块剂的却不多。中国专利cn106242807a提供了一种耐高温的黑色油状肥料防结剂，其着色剂为炭黑，这种油溶性炭黑颜料，要求炭黑粒径400～600目，存在混合不均匀及其色彩单调等问题。中国专利cn108083922a提供了一种黑色复合肥防结剂，其着色剂为石墨粉，同样存在混合不均匀及其色彩单调等问题。中国专利cn102816011a提供了一种肥料用涂色剂，所用染料为食品级的水性染料，不仅防水性能不佳，而且色彩局限于黄色、咖啡色、红色或绿色。因此，发展一种既具有防结块效果，又具有不同色彩的油溶型防结块剂是十分必要的。技术实现要素：针对现有防结剂存在的不足之处，本发明第一个目的在于提供一种防结块效果好，防潮防水能力强，着色均匀且色彩丰富的彩色防结块剂。本发明第二个目的在于提供一种简单、低成本制备彩色防结块剂的方法。本发明的第三个目的在于提供所述彩色防结块剂的应用，将其应用于复合肥或炸药防结块，实现对复合肥或炸药的防结块效果与着色效果的高度统一，即不仅赋予复合肥或炸药良好的防结块效果，而且赋予复合肥或炸药多彩的外观。为了实现上述技术目的，本发明提供了一种彩色防结块剂，其包括以下质量百分比组分原料：植物油35.0～50.0％；液体石蜡5.0～30.0％；单酸10.0～20.0％；硬脂酸1.0～10.0％；十八胺1.0～8.0％；不饱和脂肪酸酯1.0～8.0％；司盘-801.0～8.0％；偶氮分散染料0.02～2.0％；自由基引发剂0.02～0.20％；以上各组分总质量之和为100％。优选的方案，所述植物油包括棕榈油、菜籽油、豆油、花生油、椰子油中至少一种，这些油具有颜色浅的特征。优选的方案，所述不饱和脂肪酸酯包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、乙酸乙烯酯中至少一种。本发明采用的分散染料可以是商品化分散染料，如分散红145、分散红153、分散黄114、分散红167等等，也可以是自制的分散染料，如分散桔a、分散紫b、分散绿c和分散绿d等等。其中自制的分散染料的合成过程以分散桔a合成为例进行具体说明：1)重氮化反应：在带有搅拌器的250ml三口烧瓶中，加入40ml98％h2so4和1.59g(0.023mol)nano2，室温下搅拌溶解，得一透明液体。降温至0～5℃，加入0.02mol4-硝基苯胺，保温在0～5℃搅拌2h。用淀粉-ki试纸检验反应体系呈紫色。然后，将0.3g尿素加到反应物中，并搅拌30min，得重氮盐，保温在0～5℃下备用。2)偶合反应：在带有搅拌器的500ml烧杯中，加80ml水，20ml醋酸，0.022mol间乙酰氨基-(n,n-二乙酸乙酯基)苯胺，室温下搅拌2h，并降温至0℃。在搅拌下，将前述重氮盐滴入该偶合组份溶液中，保温在0～5℃反应3h。然后，升温到50℃，保温4h。接着减压抽滤，并依次用60ml50～60℃热水、30ml50％乙醇水溶液、60ml水洗涤，经干燥，得红色粉状固体。3)染料处理：将上述所得干燥红色粉状固体，用研钵研磨至大于500目，得分散桔a，备用。以2,4-二硝基-6-氯苯胺、3-氨基-5-硝基苯并异噻唑、2-氨基-3，5-二硝基噻吩代替对硝基苯胺，用类似的方法进行上述反应，得相应分散紫b、分散绿c、分散绿d。本发明所用分散染料可以采用不同品种、不同用量的偶氮分散染料以及偶氮分散染料的组合而获得各种色彩的防结块剂，而且在保持原防结块效果的同时，实现了对防结块剂的外观色彩的多样化，极大地丰富了防结块剂、防结块复合肥和防结块炸药的外观色彩。优选的方案，所述自由基引发剂包括过氧化苯甲酰。本发明还提供了一种彩色防结块剂的制备方法，其包括以下步骤：1)将植物油、液体石蜡、单酸、硬脂酸、十八胺和司盘-80，在50～60℃搅拌混合均匀，得到混合物；2)在混合物中加入不饱和脂肪酸酯和偶氮分散染料，在60～70℃搅拌融合，得到融合物；3)在融合物中加入自由基引发剂，在60～85℃下搅拌聚合，即得。优选的方案，搅拌融合时间为0.5～2.0h。优选的方案，搅拌聚合时间为1.0～6.0h。本发明的彩色防结块剂的具体制备方法包括如下步骤：1)混合：取所述比例的植物油、液体石蜡、单酸、硬脂酸、十八胺和司盘-80，在搅拌下加热至50～60℃，使之充分混合，得混合物；2)融合：往混合物中，加入所述比例的不饱和脂肪酸酯和偶氮分散染料，在60～70℃下搅拌0.5～2.0h，得到融合物。3)聚合：往融合物中，加入所述比例的过氧化苯甲酰，在60～85℃下搅拌1.0～6.0h，得到彩色防结块剂。本发明还提供了所述的彩色防结块剂的应用，其应用于复合肥或炸药防结块处理。优选的方案，将彩色防结块剂通过高压喷雾方式包裹在复合肥或炸药颗粒的表面。本发明彩色防结块剂的应用方法是：将彩色结块剂在60～90℃下，采用高压喷雾方式使之包裹在需防结块处理的固体颗粒(如复合肥或炸药)的表面，得到彩色颗粒。本发明的彩色防结块剂最好是现制现用，新制备的彩色防结块剂立即进行高压喷雾对固体颗粒具有更好的包裹效果。本发明的彩色防结块剂的用量一般为固体颗粒总重量的0.10％～0.30％。具有用量少，防结块效果好的特点。彩色颗粒颜色与颜色深浅可由防结块剂中分散染料的品种、染料比例以及所喷雾防结块剂的多少来调节。本发明的彩色防结块剂配方中，硬脂酸与十八胺彼此可形成薄膜，植物油、单酸、不饱和脂肪酸酯(甲基丙酸酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、乙酸乙烯酯)中包含碳碳不饱和双键，在自由基引发剂作用下可以在融合体系中发生自聚合和交叉聚合反应，形成低聚合度、网络结构互穿的聚合油脂薄膜和高分子聚酯聚合薄膜的复合体，它们均能有效提高防结块剂的防潮防水能力。配方中的司盘-80是一种对植物油、单酸、液体石蜡、硬脂酸、十八胺、不饱和脂肪酸酯具有较好相容性及分散乳化作用的分散剂，其同时可以促进偶氮分散染料的有机相容和均匀分散，从而在形成具有防潮防水能力强、低聚合度的薄膜联合体的同时，有利于实现对形成的薄膜联合体的均匀染色。要说明的是，硬脂酸与十八胺、植物油、单酸、不饱和脂肪酸酯等通过化学反应形成的有机薄膜与偶氮分散染料具有较好的相容性，有利于促进偶氮分散染料在薄膜联合体中的均匀分散，且除偶氮分散染料的其他原料组分为无色或浅黄色，特别是这些原料通过反应形成的薄膜联合体颜色很浅，有利于分散染料在防结块油剂中透射出靓丽的色彩而得到色彩多样的防结块剂。本发明的彩色防结块剂更是克服了传统着色剂，如碳粉、石墨粉、无机颜料等的相容性差，以及混合不均匀带来的着色不均匀性问题。与现有技术相比，本发明的彩色防结块剂带来的有益效果是：本发明的彩色防结块剂主要成分为植物油、单酸、不饱和脂肪酸酯(甲基丙酸酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、乙酸乙烯酯)等通过自聚合和交叉聚合反应，形成低聚合度、网络结构互穿的聚合油脂薄膜和高分子聚酯聚合薄膜的复合体，可以有效提高防结块剂的防潮防水能力。本发明的彩色防结块剂组分中偶氮分散染料的极性与植物油、单酸、不饱和脂肪酸酯、司盘-80接近，因而在乳化分散剂司盘-80作用下，彼此之间具有较好有机相容性而实现均匀分散。在引发剂的作用，含碳碳不饱和双键的植物油、单酸、不饱和脂肪酸酯发生自聚合和交叉聚合反应时，均匀分散的分散染料在形成低聚合度、网络结构互穿的聚合油脂薄膜和高分子聚酯聚合薄膜的复合体中得到固色，即实现均匀染色。所形成的无色或浅色聚合薄膜复合体有利于包裹其内的分散染料色光发出，从而得到防结块效果好、色彩艳丽、色彩多样的彩色防结块剂。本发明的彩色防结块剂不仅克服了传统着色剂，如碳粉、石墨粉、无机颜料等着色不均匀性问题，而且赋予防结块剂艳丽的色彩。本发明的彩色防结块剂可以采用不同品种、不同用量的偶氮分散染料以及偶氮分散染料组合而获得各种色彩的防结块剂，而且在保持较好防结块效果的同时，实现了对防结块剂的外观色彩的多样化，极大地丰富了防结块剂和防结块复合肥的外观色彩，有望满足园林绿化和盆栽植物施肥等方面的需要。本发明的彩色防结块剂的可以广泛应用于肥料和炸药等制作领域，实现了对复合肥或炸药的防结块效果与着色效果的高度统一，即不仅赋予复合肥或炸药良好的防结块效果，而且赋予复合肥或炸药多彩的外观。本发明的彩色防结块剂制备方法简单、成本低，有利于大规模生产。附图说明图1为实施例1～4用四种商品分散染料获得的深红色、红色、黄色和红色防结块剂；图2为实施例1～4用四种商品分散染料获得的桔色、红色、浅黄色和红色复合肥颗粒；图3为实施例5～8用自制的四种偶氮分散染料获得的桔色、紫色、绿色和浅绿色防结块剂；图4为实施例5～8用自制的四种偶氮分散染料获得的黄色、浅紫色、绿色和浅绿色复合肥颗粒。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本
发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。实施例1制备红色防结块油剂和桔色复合肥颗粒：一种防结块剂，其各组分的质量百分比为：菜籽油：46.0％，液体石蜡：14.0％，单酸：14.0％，硬脂酸：6.0％，十八胺：6.0％，司盘-80：6.96％，乙酸乙烯酯：6.0％，分散红145：1.0％，过氧化苯甲酰：0.04％，以上各组分之和为100％。所述防结块剂的制备方法如下：(1)取上述比例的植物油、单酸、液体石蜡、硬脂酸、十八胺和司盘-80，在搅拌下加热至55～60℃，使之充分混合，得混合物。(2)往混合物中，加入上述比例的乙酸乙烯酯和分散红145，在60℃保温搅拌1.0h，得到融合物。(3)往融合物中，加入上述比例的过氧化苯甲酰，在60～65℃保温搅拌2.0h，在65～70℃保温搅拌3.0h，得到红色防结块剂。将上述彩色防结块剂在70～75℃下，按彩色防结块剂用量为复合肥总重量的0.10％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得桔色复合肥颗粒。虽然得到红色防结块剂，但由于该红色防结块剂的用量仅为0.10％，因此，它与复合肥粒子混合后得到的是桔色复合肥颗粒。实施例2制备红色防结块油剂和紫红色复合肥颗粒用分散红153代替分散红145，按实施例1过程得到红色防结块剂。将上述红色防结块剂在70～75℃下，按红色防结块剂用量为复合肥总重量的0.30％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得紫红色复合肥颗粒。实施例3制备黄色防结块油剂和浅黄色复合肥颗粒一种防结块剂，其各组分的质量百分比为：菜籽油：30.0％，豆油：10.0％，液体石蜡：12.0％，单酸：20.0％，硬脂酸：8.0％，十八胺：6.0％，分散黄114：2.0％，司盘-80：6.90％，乙酸乙烯酯：4.0％，甲基丙烯酸甲酯：1.0％，过氧化苯甲酰：0.10％，以上各组分之和为100％。按实施例1过程得到黄色防结块剂。将上述黄色防结块剂在70～75℃下，按黄色防结块剂用量为复合肥总重量的0.15％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得浅黄色复合肥颗粒。实施例4制备红色防结块油剂和红色复合肥颗粒用分散红167代替分散黄114，按实施例1过程得到红色防结块剂。将上述红色防结块剂在75～80℃下，按红色防结块剂用量为复合肥总重量的0.20％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得红色复合肥颗粒。按上述过程，所制得的四种彩色复合肥防结块剂见图1。所制得的四种色复合肥颗粒见图2。实施例5制备桔红色防结块油剂和黄色复合肥颗粒一种防结块剂，其各组分的质量百分比为：棕榈油：20％、菜籽油：28.0％，液体石蜡：10.0％，单酸：18.0％，硬脂酸：6.0％，十八胺：6.0％，自制桔色分散染料a：1.0％，司盘-80：5.46％，甲基丙烯酸甲酯：5.5％，过氧化苯甲酰：0.04％，以上各组分之和为100％。所述防结块剂的制备方法如下：(1)取上述比例的棕榈油、菜籽油、单酸、液体石蜡、硬脂酸、十八胺和司盘-80，在搅拌下加热至55～60℃，使之充分混合，得混合物；(2)往混合均匀物中，加入上述比例的甲基丙烯酸甲酯和自制桔色分散染料a，在65℃保温搅拌1.0h，得到融合物。(3)往融合物中，加入上述比例的过氧化苯甲酰，在70～75℃保温搅拌2.0h，在75～85℃保温搅拌3.0h，得到桔红色防结块剂。将上述桔色防结块剂在80～85℃下，按桔色防结块剂用量为复合肥总重量的0.10％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得黄色复合肥颗粒。虽然得到桔红色防结块剂，但由于该桔红色防结块剂的用量仅为0.10％，因此，它与复合肥粒子混合后得到的是黄色复合肥颗粒。实施例6制备紫色防结块剂和浅紫色复合肥颗粒用自制紫色分散染料b代替自制桔红色分散染料a，按实施例5过程得紫色防结块剂。将紫色防结块剂在80～85℃下，按紫色防结块剂用量为复合肥总重量的0.10％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得浅紫色复合肥颗粒。实施例7制备绿色防结块剂和绿色复合肥颗粒用自制绿色分散染料c代替自制桔红色分散染料a，按实施例5过程得到绿色防结块剂。将绿色防结块剂在85℃下，按绿色防结块剂用量为复合肥总重量的0.25％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得绿色复合肥颗粒。实施例8制备绿色防结块剂和浅绿色复合肥颗粒用自制绿色分散染料d代替自制桔红色分散染料a，按实施例5过程得到绿色防结块剂。将绿色防结块剂在80℃下，按绿色防结块剂用量为复合肥总重量的0.12％，采用高压喷雾方式使之与复合肥粒子混合得浅绿色复合肥颗粒。按上述过程，所制得的四种彩色复合肥防结块剂见图3。所制得的四种色复合肥颗粒见图4。防结块效果的测定与效果对比将实施例1～8的部分彩色复合肥颗粒，在2mpa的压力下成形为φ50×70mm的圆柱体，然后在此压力下置于相对湿度80％、温度60℃的试验箱12h，再在此压力下置于相对湿度60％、温度40℃的试验箱12h，如此循环5次，再在室温下放置24h，得试样。然后将此试样从1m高处自由落体到地面平台上，再用工业筛网(孔径5mm)将试样筛分1min，称取筛余物，按下面公式计算结块率。结块率(％)＝筛余物/试样重×100％表1是部分实施例的对比实验结果。表1：部分实施例的结块率的对照实验结果一览表实施例号结块率对比例*结块率实施例12.8％对比例2.6％实施例32.0％对比例2.3％实施例50.8％对比例0.9％实施例70.5％对比例0.5％对比例*：对比表格左边相应的实施例号配方与过程，但不加分散染料制得的防结块剂及其进行包膜处理的对比实验结果。结块率实验表明：4个实施例的防结块率都较低，这表明本发明的彩色防结块剂具有好的防结块效果。相应的四个对比例不加入分散染料的防结块剂制得的复合肥颗粒的结块率与四个彩色防结块剂制得的复合肥颗粒的结块率基本接近，这表明所加入的分散染料对复合肥的防结块率影响不大。可见，本发明的彩色防结块剂在解决复合肥防结块问题的同时也增添了复合肥外观色彩，该彩色防结块剂有望满足园林绿化和盆栽植物施肥等方面的需要。当前第1页12