CN106380321B

CN106380321B - 一种复合肥防结块剂及其制备、使用方法

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Publication number: CN106380321B
Application number: CN201610804379.0A
Authority: CN
Inventors: 赵莹; 汤静芳; 王洁; 张银洪; 赵起; 袁遥
Original assignee: Jiangsu Runzhitian Anti-Caking Material Co Ltd; Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Linyi Houde anti caking agent Co., Ltd; Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2036-09-06
Also published as: CN106380321A

Abstract

本发明公开了一种复合肥防结块剂，其组分包括（质量百分比）：植物油40.0~70.0%，石蜡10.0~30.0%，硬脂酸1.0~10.0%，十八胺1.0~10.0%，乙酸乙烯酯1.0~10.0%，表面活性剂1.0~10.0%，过氧化苯甲酰0.02~0.20%。本发明中的复合肥防结块剂与复合肥混合后，可在复合肥的表面形成比现有防结块剂之防潮防水能力更强的复合型薄膜，所述薄膜能有效阻止环境湿气的侵入，从而阻止复合肥颗粒相互粘结成团。此外，混合后的复合肥，其缓释性能将得到显著提升，最终提高复合肥的肥效。本发明还提供了一种上述复合肥防结块剂的制备方法，以及该复合肥防结块剂的使用方法。

Description

一种复合肥防结块剂及其制备、使用方法

技术领域

本发明属于复合肥防结块处理技术领域，尤其涉及一种复合肥防结块剂及其制备、使用方法。

背景技术

复合肥受水分、温度、堆积压力等环境因素的影响往往容易结块，这不仅不便于复合肥的储存和运输，更给施肥造成极大的困扰。因而，复合肥是否能有效防止结块已成为人们评价肥料质量的一项重要指标。

现有复合肥防结块剂有粉剂型、水溶剂型和油溶型三种：1、粉剂型防结块剂是利用惰性粉末阻隔肥料颗粒间晶桥的形成，但使用时需同时喷入油性物质以粘附惰性粉末。该方法虽然具有防结效果，但工艺复杂、成本较高，使肥料粉尘增加。2、水溶剂型防结块剂则是将表面活性剂溶解于水中，喷涂于肥料表面，以达到降低肥料表面张力的目的而起到防结块的效果。该方法的缺点是带入了水分，水分是肥料结块的直接原因。3、油溶剂型防结块剂避免了上述两种方法的缺点，具有使用方便、效果好的优点，但传统方法需加入矿物油(如机油)作为溶剂，且矿物油的用量较大，每吨复合肥中矿物油的用量达到2～3kg，这些矿物油随肥料进入土壤难以降解，给土壤及周边环境造成了一定程度的污染。

CN101555178A公开了一种肥料防结块剂，其组分包括(质量百分比)：十二氟庚醇琥珀酸酯磺酸盐5～20％，含碳原子数为6～40的伯胺盐或仲胺盐9～30％，磷脂油10～50％，脂肪酸酯10～40％，脂肪酸5～30％，石蜡1～20％，各组分之和为100％。

CN101798248A公开了一种硝基复合肥专用防结块剂、其制备方法及应用，其组分包括(质量百分比)：含碳原子数为6～40的伯胺或仲胺及其盐10～30％，工业用蜡油13～50％，脂肪酸酯10～40％，脂肪酰胺5～30％，石蜡1～20％，双十六氟壬醇琥珀酸单酯胺盐4～8％。

CN101870607A公开了一种全生物降解型复合肥/复混肥防结块剂，它由脂肪酸、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸酯组成，各组分所占质量百分数为：脂肪酸84.5％-90％，阴离子表面活性剂2％-3％，阳离子表面活性剂0.2％-1％，聚醚高分子表面活性剂0.5％-1.5％，脂肪酸酯5％-10％。

CN102070373A公开了一种可降解复合肥防结块剂其组分及质量百分比为：脂肪胺或其盐10～20％，硬脂酸20～25％，油酸15～20％，精制甘油5～15％，废弃食用油脂20～50％，各组分之和为100％。

CN104355819A公开了一种可降解的复合肥防结块剂，其组分包括脂肪胺或其盐、硬脂酸、油酸、精制甘油、废弃食用油脂，上述各组分之和为100％，其中，各组分按下列百分比配比：脂肪胺或其盐：5～15％，硬脂酸：15～20％，油酸：10～14％，精制甘油：5～15％，废弃食用油脂：20～50％。

归纳起来常用的表面活性剂型有：阴离子表面活性剂，主要有烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、a-烯烃磺酸盐等；阳离子表面活性剂，主要有季铵盐类表面活性剂；非离子表面活性剂，主要有聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯脂肪酰胺、PO-EO嵌段共聚物、聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇、聚氧乙烯脂肪酸、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯等；两性表面活性剂等。

然而上述现有技术中的防结块剂，其防潮防水功能以及结膜能力仍然主要依赖于脂肪酸（酯）和脂肪（酰）胺的成膜效果，虽然添加的其他有机物具有一定的疏水性，但防潮防水整体效果始终不甚理想。另外，混合上述防结块剂的肥料，肥料的缓释性能也不甚理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种具有抗结块性能好、绿色环保；与肥料混合后，肥料的缓释性能得到显著提升、便于肥料农作物吸收的复合肥防结块剂。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种复合肥防结块剂，由植物油、石蜡、硬脂酸、表面活性剂、十八胺、乙酸乙烯酯、过氧化苯甲酰组成，各组份质量百分比组成如下：植物油：40.0~70.0%；石蜡：10.0~30.0%；硬脂酸：1.0~10.0%；十八胺：1.0~10.0%；乙酸乙烯酯1.0~10.0%；表面活性剂：1.0~10.0%；过氧化苯甲酰：0.02~0.20%，以上各组分之和为100%。

进一步的，上述各组份质量百分比可优选为：植物油：50.0~65.0%；石蜡：13.0~23.0%；硬脂酸：4.0~9.0%；十八胺：4.0~9.0%；乙酸乙烯酯3.0~8.0%；表面活性剂：3.0~8.0%；过氧化苯甲酰：0.05~0.10%，以上各组分之和为100%。

所述植物油为棕榈油、菜籽油、花生油、椰子油、茶油、食用后的植物油回收油中的任意一种或者任意两种及以上的混合，任意两种及以上混合时为任意配比。

所述石蜡为液体石蜡、固体石蜡、或液体石蜡和固体石蜡任何比例的混合物。

优选地，所述表面活性剂为非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。

优选地，所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸盐。

优选地，所述非离子表面活性剂为司盘-60 、司盘-80、吐温-60、吐温-80。

本发明还提供一种制备上述复合肥防结块剂的方法，其包括如下步骤：

( 1 )融化：取所述比例的石蜡、硬脂酸和十八胺，蒸汽加热至60~65℃并搅拌，使之充分融化，得到融化后的混合物I；

（2）融合：在65~70℃的温度条件下，继续加热混合物I，将所述比例的植物油和表面活性剂加入其中，混合均匀，得到混合物II；

（3）往混合物II中，先加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入过氧化苯甲酰，在65~80℃温度条件下，搅拌30 min~60 min，得所述的复合肥防结块剂。

本发明还提供一种使用上述复合肥防结块剂的方法，将所制备的复合肥防结块剂在2h内，

70~85℃下，采用高压喷雾方式使之复合肥混合即得。作为优选，在复合肥防结块剂合成后立即进行高压喷雾具有更好的效果。复合肥防结块剂的用量为复合肥重量的1.5‰～3.0‰。

本发明中采用加入过氧化苯甲酰，引发乙酸乙烯酯的可控与定向自聚合，植物油中的不饱和脂肪酸自聚合，以及乙酸乙烯酯与植物油中的不饱和脂肪酸发生交叉聚合，从而形成多种结构的聚合物薄膜。且硬脂酸、十八胺形成的薄膜分子穿插进入这些高分子聚合物中，形成网络结构互穿的新型复合薄膜，不仅有效地提高了防结块剂的防潮防水能力，体现出更好的防结块效果，而且使所包裹肥料具有更好的缓释效应。

与现有技术相比，本发明的原理及其有益效果是：

（1）利用乙酸乙烯酯在过氧化苯甲酰催化下，在体系中发生自聚合反应，形成可控的、定向的低聚合度的聚醋酸乙烯酯薄膜，提高防结块剂的防潮防水能力；

（2）利用植物油中不饱和脂肪酸在过氧化苯甲酰催化下，在体系中发生自聚合反应，形成可控、低聚合度及可降解的聚合油脂薄膜，提高防结块剂的防潮防水能力；

（3）利用植物油中的不饱和脂肪酸和乙酸乙烯酯在过氧化苯甲酰的催化下，在体系中发生交叉聚合反应，形成网络结构互穿的聚醋酸乙烯酯和聚合油脂混合型薄膜，起到协同防潮防水功效，提高防潮防水能力；

（4）利用硬脂酸和十八胺本身所具有的成膜功效，以及它们进入聚醋酸乙烯酯薄膜、聚合油脂薄膜和网络结构互穿的聚醋酸乙烯酯和聚合油脂混合型薄膜后，产生一类特殊的薄膜，起到协同防潮防水功效；

（5）由于在防结块剂体系中发生多种化学反应，形成多类、具有网络结构互穿的复合型薄膜，不仅使防潮防水功效得到协同提高，而且所形成的几类薄膜均具有生物降解性，不会对土壤造成危害。此外，它所包裹的复合肥将使其肥效得到缓释，从而提高肥料的长效性。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书图表和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

一种复合肥防结块剂，其各组分的质量百分比为：

菜籽油：65.0%；固体石蜡：13.0%；硬脂酸：5.0%；十八胺：9.0%；司盘-80：3.45%；乙酸乙烯酯：4.5%；过氧化苯甲酰：0.05%。以上各组分之和为100%。

所述复合肥防结块剂的制备方法如下：

(1)融化：取所述比例的固体石蜡、硬脂酸和十八胺，加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至65℃，使之充分融化、反应，得融化后的混合物；

(2)融合：继续加热上述融化后的混合物至70℃，将所述比例的植物油和司盘-80加入其中，待混匀后，再加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入所述比例的过氧化苯甲酰，在75℃保温搅拌40 min，得复合肥防结块剂。

所述复合肥防结块剂的使用方法如下：

将上述所制备的复合肥防结块剂，1.5h后升温至80℃左右，按防结块剂重量：复合肥重量为1.8‰的重量比例，进行高压喷雾方式处理。

对比例1

按实施例1的配比比例，但不加乙酸乙烯酯和过氧化苯甲酰，所述复合肥防结块剂的制备、使用方法同实施例1。

实施例2

一种复合肥防结块剂，其各组分的质量百分比为：

棕榈油：20.0%、菜籽油25.0%；固体石蜡：5.0%，液体石蜡：15.0%；硬脂酸：10.0%；十八胺：9.0%；司盘-60：8.4%；乙酸乙烯酯：7.5%；过氧化苯甲酰：0.10%。以上各组分之和为100%。

所述复合肥防结块剂的制备方法如下：

(1)融化：取所述比例的石蜡、硬脂酸和十八胺，加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至60℃，使之充分融化、反应，得融化后的混合物；

(2)融合：继续加热上述融化后的混合物至70℃，将所述比例的植物油和司盘-60加入其中，待混匀后，再加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入所述比例的过氧化苯甲酰，在75℃保温搅拌35 min，得复合肥防结块剂。

所述复合肥防结块剂的使用方法如下：

将上述所制备的复合肥防结块剂，于1h后在75℃左右，按防结块剂重量：复合肥重量为2.0‰的重量比例，进行高压喷雾方式处理。

对比例2

按实施例2的配比比例，但不加乙酸乙烯酯和过氧化苯甲酰，所述复合肥防结块剂的制备、使用方法同实施例2。

实施例3

一种复合肥防结块剂，其各组分的质量百分比为：

棕榈油：35%、菜籽油15.0%；液体石蜡：13.0%；固体石蜡：13.0%；硬脂酸：5.0%；十八胺：5.0%；吐温-80：7%；乙酸乙烯酯：6.85%；过氧化苯甲酰：0.15%。以上各组分之和为100%。

所述复合肥防结块剂的制备方法如下：

(1)融化：取所述比例的石蜡、硬脂酸和十八胺，加入到带有搅拌装置的反应釜中，蒸汽加热至65℃，使之充分融化、反应，得融化后的混合物；

(2)融合：继续加热上述融化后的混合物至70℃，将所述比例的植物油和司盘-80加入其中，待混匀后，再加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入所述比例的过氧化苯甲酰，在80℃保温搅拌30min，得复合肥防结块剂。

所述复合肥防结块剂的使用方法如下：

将上述所制备的复合肥防结块剂，立即在70℃左右，按防结块剂重量：复合肥重量为2.5‰的重量比例，立即进行高压喷雾方式处理。

对比例3

按实施例3的配比比例，但不加乙酸乙烯酯和过氧化苯甲酰，所述复合肥防结块剂的制备、使用方法同实施例3。

实施例4

一种复合肥防结块剂，其各组分的质量百分比为：

棕榈油：35%、菜籽油15.0%；液体石蜡：13.0%；固体石蜡：13.0%；硬脂酸：5.0%；十八胺：5.0%；十二烷基苯磺酸钠盐：7%；乙酸乙烯酯：6.85%；过氧化苯甲酰：0.15%。以上各组分之和为100%。

所述复合肥防结块剂的制备方法如下：

(2)融合：继续加热上述融化后的混合物至70℃，将所述比例的植物油和烷基苯磺酸盐加入其中，待混匀后，再加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入所述比例的过氧化苯甲酰，在80℃保温搅拌30min，得复合肥防结块剂。

所述复合肥防结块剂的使用方法如下：

对比例4

按实施例4的配比比例，但不加乙酸乙烯酯和过氧化苯甲酰，所述复合肥防结块剂的制备、使用方法同实施例4。

实施例5

一种复合肥防结块剂，其各组分的质量百分比为：

棕榈油：35%、菜籽油15.0%；液体石蜡：13.0%；固体石蜡：13.0%；硬脂酸：5.0%；十八胺：5.0%；吐温-60：7%；乙酸乙烯酯：6.85%；过氧化苯甲酰：0.15%。以上各组分之和为100%。

所述复合肥防结块剂的制备方法如下：

(2)融合：继续加热上述融化后的混合物至70℃，将所述比例的植物油和聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇加入其中，待混匀后，再加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入所述比例的过氧化苯甲酰，在80℃保温搅拌30min，得复合肥防结块剂。

所述复合肥防结块剂的使用方法如下：

对比例5

按实施例5的配比比例，但不加乙酸乙烯酯和过氧化苯甲酰，所述复合肥防结块剂的制备、使用方法同实施例5。

实施例6

一种复合肥防结块剂，其各组分的质量百分比为：

棕榈油：35%、菜籽油15.0%；液体石蜡：13.0%；固体石蜡：13.0%；硬脂酸：5.0%；十八胺：5.0%；司盘-60：7.0%；乙酸乙烯酯：6.85%；过氧化苯甲酰：0.15%。以上各组分之和为100%。

所述复合肥防结块剂的制备方法如下：

(2)融合：继续加热上述融化后的混合物至70℃，将所述比例的植物油和吐温-60加入其中，待混匀后，再加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入所述比例的过氧化苯甲酰，在80℃保温搅拌30min，得复合肥防结块剂。

所述复合肥防结块剂的使用方法如下：

对比例6

按实施例6的配比比例，但不加乙酸乙烯酯和过氧化苯甲酰，所述复合肥防结块剂的制备、使用方法同实施例6。

防结块效果的测定与效果对比

将各实施例1~6和对比例1~6所制得的包含有复合肥防结块剂的复合肥，在2MPa的压力下成形为Φ50×70mm的圆柱体，然后在此压力下置于80%的相对湿度、温度60℃的试验箱12h，再在此压力下置于60%的相对湿度、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是实施例1~6和对比例1~6的的对比实验结果。

表1：实施例与对比例的防结块剂的结块率对比实验结果一览表

实施例号	添加比例*	结块率**	对比例号	添加比例	结块率
						实施例1	1.8‰	2.8%	对比例1	1.8‰	16.5%
实施例2	2.0‰	2.0%	对比例2	2.0‰	13.8%
						实施例3	2.5‰	0.0%	对比例3	2.5‰	5.6%
实施例4	2.5‰	0.9%	对比例4	2.5‰	8.2%
						实施例5	2.5‰	1.7%	对比例5	2.5‰	11.4%
实施例6	2.5‰	1.1%	对比例6	2.5‰	8.8%

添加比例*：防结块剂/复合肥的质量比；**结块率：三次实验的平均值。

实验表明：实施例中加入乙酸乙烯酯和过氧化苯甲酰使复合肥的结块率均明显下降，完全满足复合肥对防结块率的要求。由此可见，本发明的防结块剂具有更好的防结块效果。

Claims

1.一种复合肥防结块剂，其特征在于，由以下组分组成：植物油、石蜡、硬脂酸、十八胺、表面活性剂、乙酸乙烯酯、过氧化苯甲酰，各组分的质量百分比组成如下：植物油：40.0~70.0%，石蜡：10.0~30.0%，硬脂酸：1.0~10.0%，十八胺：1.0~10.0%，乙酸乙烯酯：1.0~10.0.%，表面活性剂：1.0~10.0%，过氧化苯甲酰：0.02~0.20%，以上各组分之和为100%。

2.根据权利要求1所述的复合肥防结块剂，其特征在于，所述植物油为棕榈油、菜籽油、花生油、椰子油、茶油、食用后的植物油回收油中的任意一种或者任意两种及以上的混合，任意两种及以上混合时为任意配比。

3.根据权利要求1所述的复合肥防结块剂，其特征在于，所述石蜡为液体石蜡、固体石蜡、或液体石蜡和固体石蜡任意配比的混合物。

4.根据权利要求1所述的复合肥防结块剂，其特征在于，所述表面活性剂是非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。

5.根据权利要求4所述的复合肥防结块剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸盐。

6.根据权利要求4所述的复合肥防结块剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为司盘-60 、司盘-80、吐温-60、吐温-80。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述复合肥防结块剂的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

(2 )融合：在65~70℃的温度条件下，继续加热混合物I，将所述比例的植物油和表面活性剂加入其中，混合均匀，得到混合物II；

（3）往混合物II中，先加入所述比例的乙酸乙烯酯，然后加入所述比例的过氧化苯甲酰，在65~80℃的温度条件下，搅拌30 min~60 min，得所述的复合肥防结块剂。

8.一种如权利要求1-6中任意一项所述复合肥防结块剂的使用方法，其特征在于：在所述复合肥防结块剂制备完成后2h内，在70℃~85℃温度条件下，采用高压喷雾方式使之与复合肥混合。

9.根据权利要求8所述复合肥防结块剂的使用方法，其特征在于，复合肥防结块剂的用量为复合肥重量的 1.5‰～3.0‰。