专利名称：一种水溶性防结块剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水溶性防结块剂及其制备方法，特别适用于粉状或结晶状化肥防结块剂的制备与应用。
背景技术：
化肥，无论是粉状还是粒状，在某些条件时会结块而失去流动性，形成硬块的现象称为化肥结块。化肥结块现象通常发生在物质的储存、装卸及运输过程中。化肥结块主要原因是化肥颗粒之间因为水分交换、盐分溶解再结晶、生成盐桥等因素导致的，化肥结块不仅影响化肥的外观，还会降低其使用效率。近年来，化肥防结块技术的开发与利用已经引起了广泛的关注，
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目前常用的化肥防结块剂是油溶性防结块剂、惰性粉体防结块剂、油粉混合防结块剂以及少量的水溶性防结块剂。I)中国专利(CN 101298400A)采用石蜡、烷基胺、丝盘-80、矿物油为原料，在70°C 80°C下搅拌20 30分钟而制成一种膏状油溶性防结块剂。该技术主要利用石蜡等疏水材料在肥料表面包裹，形成一层疏水膜，阻碍肥料颗粒之间形成盐桥，从而起到防结块效果。2)中国专利(CN 101450878)以滑石为主要原料，再添加钾长石、凹凸棒石经细磨、表面改性、混合配而制成一种粉状防结块剂。该技术通过无机粉体在肥料表面吸附，阻碍肥料之间直接接触，从而防止肥料结块。3)中国专利(CN 101199921)以吉米奇季铵盐、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物及水均匀混合，制成一种水溶性表面活性剂。该技术通过表面活性剂的定向吸附，形成一层致密的疏水膜，阻碍化肥颗粒间的直接接触，而达到防结块的目的。油溶性防结块剂和惰性粉体防结块剂对颗粒化肥有一定的防结块效果，油粉配合效果更加显著，其作用原理都是通过表面包裹形成疏水膜，阻碍颗粒之间形成盐桥，从而达到化肥防结块的效果。粉状或结晶化肥，因其粒径小，比表面积大，化肥结块严重，采用包裹油粉的方法已无法实现；同时，随着化肥市场的发展，水溶性化肥的需求不断增大，采用水溶性防结剂将是当今化肥行业急需解决的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种水溶性防结块剂及其制备的方法，尤其适用于粉状或结晶状化肥防结块剂的制备与应用。本发明所采用的原材料主要为水溶性高分子、表面活性剂以及低碳醇。本发明的主要原理是采用亲水性的高分子物质铺展在肥料表面，锁定肥料表面的自由水分子，降低水分子的活度，阻碍化肥颗粒之间盐桥的形成，从而达到化肥防结块；采用表面活性剂是增加水溶性高分子物质在化肥表面的铺展性；低碳醇和水主要作为防结剂载体。本发明的技术方案为一种水溶性防结块剂，其特征在于水溶性防结剂以低碳醇和水为包膜载体与水溶性高分子和表面活性剂复配而成,各物质按质量百分比计,水溶性高分子10 50%、表面活性剂5-20%、低碳醇10-20%、水10-75 %。本发明水溶性防结块剂最佳组成和配比如下，各物质按质量百分比计，水溶性高分子30 40%，表面活性剂10-20 %，低碳醇10-20 %，水:20-50 %。所述的水溶性高分子为聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钾、聚丙烯酸、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钠、水解聚马来酸、聚丙烯醇、马来酸-丙烯酸共聚物、聚环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸、聚天冬氨酸钠、水溶性 淀粉、水溶性聚氨酯中一种或二种以上混合物。表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、亚甲基双奈磺酸钠中一种或二种以上混合物。所述的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠为直链型或支链型，碳原子数在8 18之间，环氧乙烷数在2 18之间。所述的低碳醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的一种或二种以上混合物。水溶性防结块剂的制备方法，各物质按质量百分比计，其特征在于按以下步骤进行向带有搅拌浆和加热装置的反应釜中添加10-75%水加热到35-40°C时添加5-20%表面活性剂和10-20%低碳醇，搅拌、加热，当温度达到60°C后，加入10 50%水溶性高分子，继续搅拌30分种，待溶解分散完全后，得到水溶性防结块剂。本发明与现有技术相比具有以下优点本发明采用亲水性高分子锁定肥料表面的水分，降低水分子的活度，阻碍化肥颗粒之间“溶解-结晶”的过程，从而实现防结块的目的。与传统采用油、粉包膜的办法相比，用量少，效果更佳；重要的是水溶性防结剂解决了粉状或结晶状化肥无法用油、粉包膜的问题。本发明所生产的防结块剂不受肥料粒径影响，不仅适用于普通复合肥，而且对粉状肥料具有很好的防结块效果。本发明所生产的防结块剂具有非常好的亲水性，不影响化肥的水溶性，无污染；传统油粉包膜的化肥在使用过程中会产生浮油和浮尘，在自然条件不易降解，造成环境污染。本发明工艺操作简单、易行，便于工业化生产。
具体实施例方式以下各实施例的原料按质量份计算。实施例I :水溶性防结剂配方为水40份、乙醇10份、十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚10份、聚乙烯吡咯烷酮30份、聚甲基丙烯酸10份，水溶性防结剂制备方法为向带有搅拌浆和加热装置的反应釜中添加40份水加热到35-40°C时添加10份十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚和10份乙醇，搅拌、加热，当温度达到60°C后，加入聚乙烯吡咯烷酮30份、聚甲基丙烯酸10份，继续搅拌30分种，待溶解分散完全后，得到无色透明的液体，制得水溶性防结剂(简称富邦水剂)。化肥实验样品硝基高塔15-15-15，粒度(2_4mm) 90%防结剂对比样品湖北富邦科技股份有限公司的生产现有油体防结块剂FA1665(简称FA1665，下同)、湖北富邦科技股份有限公司的生产现有粉体防结块剂FP18 (简称FP18)、FA1665+FP18、国产某水溶性防结剂(简称国产水剂)、西班牙花王水溶性防结剂(简称花王水剂，下同)实验结果如下表
IFA1665~IFP18 IFA1665+ FP18~|国产水剂|花王水剂|富邦水剂|空白·添加量 kg/t 2.0 4.0 I. 5+3.0T75 H T75 0松散度 ％ 7761 9257849048实施例2 水溶性防结剂配方为水30份、异丙醇20份、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠5份、正辛醇聚氧乙烯醚羧酸钠5份、聚乙烯吡咯烷酮25份、水解聚马来酸15份，水溶性防结剂制备方法为向带有搅拌浆和加热装置的反应釜中添加30份水加热到35-40°C时添加顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠5份、正辛醇聚氧乙烯醚羧酸钠5份和20份异丙醇，搅拌、加热，当温度达到60°C后，加入聚乙烯吡咯烷酮25份、水解聚马来酸15份，继续搅拌30分种，待溶解分散完全后，得到无色透明的液体，制得水溶性防结剂(简称富邦水剂)。化肥实验样品冲施肥KNO3，结晶固体防结剂对比样品FA1665、FP18、国产水齐[J、花王水剂实验结果如下表
IFA1665IFP18 |国产水剂|花王水剂|富邦水剂|空白
添加量 kg/t IToO~T75 T75 T75 o
松散度％包裹失败 58 67889246实施例3 水溶性防结剂配方为冰20份、甲醇15份、亚甲基双奈磺酸钠5份、十四烷基脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠10份、马来酸-丙烯酸共聚物40份、聚丙烯醇10份，加入到带有搅拌桨的反应器中，水溶性防结剂制备方法为向带有搅拌浆和加热装置的反应釜中添加20份水加热到35-40°C时添加亚甲基双奈磺酸钠5份、十四烷基脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠10份和甲醇15份，搅拌、加热，当温度达到60°C后，加入马来酸-丙烯酸共聚物40份、聚丙烯醇10份，继续搅拌30分种，待溶解分散完全后，得到无色透明的液体，制得水溶性防结剂(简称富邦水剂)。化肥实验样品15-15-15尿基复合肥,粉末固体
防结剂对比样品湖北富邦科技股份有限公司的油体防结块剂FA3368 (简称FA3368，下同)、FP18、国产水剂、花王水剂实验结果如下表
权利要求
1.一种水溶性防结块剂，其特征在于水溶性防结剂以低碳醇和水为包膜载体与水溶性高分子和表面活性剂复配而成，各物质按质量百分比计，水溶性高分子10 50%、表面活性剂5-20%、低碳醇10-20%、水10-75 %。
2.根据权利要求I所述的一种水溶性防结块剂，其特征在于所述的水溶性高分子为聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钾、聚丙烯酸、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钠、水解聚马来酸、聚丙烯醇、马来酸-丙烯酸共聚物、聚环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸、聚天冬氨酸钠、水溶性淀粉、水溶性聚氨酯中的一种或二种以上混合物。
3.根据权利要求I所述的水溶性防结块剂，其特征在于表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、亚甲基双奈磺酸钠中的一种或二种以上混合物。
4.根据权利要求3所述的水溶性防结块剂，其特征在于所述的脂肪醇聚氧乙烯醚、月旨肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠为直链型或支链型，碳原子数在8 18之间，环氧乙烷数在2 18之间。
5.根据权利要求I所述的水溶性防结块剂，其特征在于所述的低碳醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的一种或二种以上混合物。
6.根据权利权利I一 5之一所述的水溶性防结块剂的制备方法，各物质按质量百分比计，其特征在于按以下步骤进行向带有搅拌浆和加热装置的反应釜中添加10-75%水加热到35-40°C时添加5-20%表面活性剂和10-20%低碳醇，搅拌、加热，当温度达到60°C后，力口入10 50%水溶性高分子，继续搅拌30分种，待溶解分散完全后，得到水溶性防结块剂。
全文摘要
本发明涉及一种水溶性防结块剂及其制备的方法，各物质按质量百分比计，水溶性防结剂以低碳醇和水为包膜载体与水溶性高分子和表面活性剂复配而成，各物质按质量百分比计，水溶性高分子10～50% 、表面活性剂5-20%、低碳醇10-20% 、水10-75%；制备方法为向带有搅拌浆和加热装置的反应釜中添加水加热到35-40℃时添加表面活性剂和低碳醇，搅拌、加热，当温度达到60℃后，加入水溶性高分子，继续搅拌30分种，待溶解分散完全后，得到水溶性防结块剂。本发明的防结块剂采用亲水性的高分子铺展在肥料表面，锁定肥料表面的自由水分子，降低水分子的活度，阻碍化肥颗粒之间盐桥的形成，从而达到化肥防结块。
文档编号C05G3/00GK102786358SQ201210311289
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者刘裕, 杨慧萍, 王仁宗 申请人:湖北富邦科技股份有限公司