CN114040902B - 液体组合物用于包覆颗粒的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体制剂用于包覆颗粒材料的用途,所述制剂包含至少一种可再生来源的油和至少一种阴离子表面活性剂,所述阴离子表面活性剂包含至少一个具有一个或多个杂原子的官能团,该杂原子的电负性严格小于2.5。本发明进一步涉及用所述液体制剂包覆的颗粒材料。
Description
本发明涉及应用于颗粒材料,例如粒状肥料的包覆层组合物领域,以提高它们的质量并获得更容易、更长时间和更安全的储存。
根据本发明,颗粒材料是离散的固体颗粒,其可以通过许多不同的化学或机械方法进行生产,在所述方法中一种或多种组分被固结。
肥料是提供一种或多种用于植物正确发育和生长所必需的营养素的材料。例如,这些可以是化学或矿物肥料、粪肥或植物残留物。肥料通常以颗粒材料的形式存在,因为这有利于它们储存、运输和在田间的使用。存在许多已知用于制备呈颗粒材料形式的肥料的方法,例如粒化、结晶、压碎、研磨、造粒和压实等。
然而,颗粒形式的肥料通常具有结块的趋势并且可以形成阻止单个颗粒流动的聚集体或附聚物。这使得它们的运输和使用更加困难,甚至是不可能的。此外,颗粒状肥料在它们运输、卸载或转移时也会产生中量到大量的粉尘。含有大量细尘的大气可能是危险的,并且经常会产生严重的健康和安全问题。
颗粒形式的肥料的结块和粉尘产生通常可以根据已知的方法来减少甚至避免,例如当颗粒被包覆时。这种包覆层通常在肥料颗粒的生产过程结束时喷洒在肥料颗粒上。然后将包覆肥料储存一段时间或运输到另一个将它们储存或施用的地点。这些包覆层通常基于石油基成分,例如矿物油和蜡,它们可能含有其它成分,例如表面活性剂,以提高其性能。
虽然此类包覆层的性能在业内是众所周知的,但由于目前它们用于解决粉尘产生和结块问题,因此应考虑这些石油基成分对其中被施肥的土壤的实际影响。事实上,来自石化来源的矿物油和蜡如果没有经过适当的纯化或加工,可能具有一些毒性。此外,它们通常被认为是不可生物降解的,这意味着它们可以在土壤中累积多年,从而对作物生长产生负面影响。
过去已经考虑过更换肥料包覆层中的矿物油和蜡的想法,以减少它们在储存过程中结块的影响,并减少由肥料产生的粉尘。
例如,EP1390322-B1描述了一种农业组合物,其包含蜡和油(它们可以是动物、鱼或植物来源的)、树脂和聚合物。据称它可以保护基于硝酸盐的肥料免受结块和灰尘的形成。所描述的包覆层表明需要大量的矿物蜡,以及树脂和任选的合成聚合物以实现所需的肥料保护。所得制剂在室温下为固体或糊状,因此必须加热以施用于肥料颗粒上。
US10093590-B2要求保护一种通过丙二醇和乳酸乙酯的特定组合减少在固体肥料中结块的方法。虽然声称该组合物在室温下是液体,以便更容易施用于肥料颗粒,但需要大量这样的组合物以达到期望效果。此外,乳酸乙酯具有为46℃的相对较低的闪点,限制了此类制剂的安全使用。
已公布的申请BR102015020091要求保护包含烷基酚氧化物表面活性剂和油的组合物的用途,所述油可以是矿物油或植物油。没有提及所得组合物的物理状态,但似乎需要相对大量的要求保护的表面活性剂,即制剂的15%至40%,以达到所希望的效果。由此产生的效果是减少了粉尘的产生,没有描述减少结块的效果。
ES2319367-B1要求保护包含烷基磷酸酯盐与三烷基胺的组合物用于防止粒状肥料结块的用途。所述组合物可与不同植物油组合进行制备。然而,在实施例中,根据本发明的组合物的熔点在所有情况下都被描述为高于49℃,因此,必须将它们加热以施用于肥料颗粒。
在US2006040049-A1中,要求保护一种用于防止结块和灰尘的肥料包覆层,其包含脂肪酸的金属盐与脂肪酸酯的组合。所述脂肪酸金属盐分散在不同液体中,例如矿物油或植物油。然而,所得组合物在室温下是固体,其熔点高于60℃,因此必须加热它们才能施用于肥料颗粒。
在许多这些实施例中,为了获得所希望的防结块或防尘效果,所得的包含植物或动物来源的油的制剂在室温下是固体,这使得它们不可能直接施用在粒状的颗粒上而不需预先熔化。在某些情况下,在现有技术的文献中描述的液体组合物仅提供防尘保护,而不提供防止结块或导致潜在安全风险的保护。
真正的技术问题是,大多数包含可再生来源的油的包覆层制剂(其为肥料颗粒提供防止结块和灰尘的保护)实际上不可能在室温下施用。如现有技术中所述,常规包覆层制剂在施用于颗粒上之前必须熔化或至少加热。
因此,提供替代方法以避免上述已知技术的缺点,同时为颗粒材料生产可再生来源的油包覆层以有效降低其结块和粉尘形成的趋势是具有实际意义的。
本发明的第一个目的是提供包含可再生来源的油的包覆层制剂,该油为颗粒材料,特别是肥料颗粒提供防止结块和灰尘的保护,并且其可以在室内温度以液态施用。
本发明的另一个目的是组分的用途,该组分允许以相对低的剂量容易地制备具有不同可再生来源的油的制剂,所述制剂可用作颗粒材料的包覆层。
根据本发明的另一个附加目的,使用本发明的制剂并且在与目前已知的肥料包覆层相同的储存和施用条件下是有效的。
本发明不限于肥料的包覆层,也适用于其它应该被包覆的介质的包覆层,该介质如矿物、谷物、面粉、药品、陶瓷、采石场矿物骨料和任何其它具有结块和/或产生粉尘的倾向的颗粒产品。
现在已经发现,这些目的完全或至少部分地用本发明的特定制剂实现。除了上述目的之外,其它目的将从本发明下面给出的描述中变得明显。
因此,本发明的第一个目的是液体制剂用于包覆颗粒材料的用途,所述制剂包含至少一种可再生来源的油和至少一种阴离子表面活性剂,所述阴离子表面活性剂包含至少一个具有一个或多个杂原子的官能团,杂原子的电负性严格小于2.5。
在本说明书的上下文中,术语“表面活性剂”表示含有至少一个疏水基团和至少一个亲水基团的化合物。术语“阴离子表面活性剂”表示其中亲水基团是阴离子的表面活性剂,这意味着它可以变得带负电,例如在碱存在时。
在本发明的上下文中,“电负性”如由A.L. Alfred和E.G. Rochow (J. Inorg.Nucl.Chem., 5,(1958), p.264)所定义。其电负性严格小于2.5的合适杂原子的非限制性实例包括磷原子、硫原子、硼原子等。
根据本发明的一个优选实施方案,所述官能团是阴离子官能团,其可变成带负电,例如在碱存在时。合适的官能团的其它优选实例包括磷酸根基团、硫酸根基团和磺酸根基团。
本发明的液体制剂同时包含至少一种特定的阴离子表面活性剂和至少一种可再生来源的油,特别适用于用包覆肥料颗粒材料,以防止结块和产生灰尘。
在本发明的上下文中,“可再生来源的油”是指来自可再生来源的油,与化石来源相反,并且优选来自植物或动物来源。可再生来源的油可以来自直接提取、来自这种提取工艺的中间步骤,以及来自副产品,例如馏出物或由给定的来源获得油的过程中的副产品。它也可以是多种此类油的混合物。油和油混合物在本说明书中简称为“油”。
优选地,用于本发明的可再生来源的油是从植物来源获得的油。更优选地,可再生油在高于10℃,优选高于20℃的温度下是液体。
优选地,可再生来源的油在20℃下的粘度在2mPa.s-1500mPa.s之间,包括端值,如通过具有平行板几何形状的动态剪切流变仪在80s-1的剪切速率进行测量。甚至更优选地,可再生来源的油具有介于70-150之间的碘值,其如ASTM D5768-02中所述,通过滴定方法进行测量。
可再生来源的油可以原样或以改性形式使用,例如以其部分或完全氢化的形式使用。可再生来源的油的混合物也可用于本发明中。
可再生来源的油的优选实例包括杏仁油、鳄梨油、棉籽油、腰果油、葡萄籽油、榛子油、米糠油、亚麻籽油、花生油、菜籽油、芝麻油、葵花籽油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉米油、菜籽油、大豆油、橄榄油和从造纸工艺中产生的油,如妥尔油。所提到的油可以是粗制形式,例如可以来自机械或溶剂提取步骤、中间分离或精炼步骤、化学改性步骤或最终精炼过程。
优选地,阴离子表面活性剂以相对于可再生来源的油的0.01至0.43的重量比存在,包括端值,更优选以相对于可再生来源的油的0.02至0.33的重量比存在,包括端值,并且甚至更优选地以相对于可再生来源的油的0.03至0.11的重量比存在,包括端值。
在本发明的一个优选实施方案中,阴离子表面活性剂包括一种化合物,该化合物包含至少一个磷酸根基团、磺酸根基团或硫酸根基团。根据另一优选实施方案,阴离子表面活性剂包含至少一个磷酸根基团。
因此,根据本发明的一个优选实施方案,阴离子表面活性剂包含至少一种式(1)化合物:
[R1–A–(B)n]m–G (1)
其中
·R1代表饱和或不饱和的直链或支链C1-C30,优选C2-C30,优选C4-C30,更优选C6-C30,有利地C6-C20烃链,其任选地包含至少一个芳香环,
·A代表键或氧原子,
·(B)n代表键或一个或多个选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物的环氧烷重复单元的嵌段,并且n是1-100之间,优选1-50之间,更优选地3-40之间的整数,包括端值,
·m代表一个1-3的整数,包括端值,
·G选自式(2)和式(3):
/>
式(2) (式3)
·D代表O-(F)v-R2,其中
- R2代表氢原子或饱和或不饱和的直链或支链C1-C30,优选C2-C30,优选C4-C30,更优选C6-C30,有利地C6-C20烃链,任选地包含至少一个芳香环,和
- (F)v代表键或一个或多个选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物的环氧烷重复单元的嵌段,并且v是在1-100之间,优选1-50之间,更优选地3-40之间的整数,包括端值,
·E代表O-[J]s-R3,
- R3代表氢原子或饱和或不饱和的直链或支链C1-C30,优选C2-C30,优选C4-C30,更优选C6-C30,有利地C6-C20烃链,任选地包含至少一个芳香环,和
- (J)s代表键或一种或多种选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物的环氧烷重复单元的嵌段,并且s是介于1-100之间,优选介于1-50之间,更优选地在3-40之间的整数,包括端值,以及
·q和r各自代表选自0、1和2的整数,前提是m+q+r=3。
根据本发明,应理解的是,“氧化亚乙基团”是环氧乙烷开环产生的氧亚乙基重复单元。
根据本发明,应理解“氧化亚丙基团”是由甲基环氧乙烷开环产生的氧亚丙基重复单元。
根据本发明,应理解“氧化亚丁基团”是由2-乙基环氧乙烷开环产生的氧亚丁基重复单元。
优选地,当式(1)化合物包含一种或多种环氧烷重复单元的一种或多种嵌段时,所述重复单元可以无规、交替或有序的方式存在。
在一个实施方案中,优选的式(1)化合物是其中m等于1并且D和E各自代表-OH基团的那些。
在另一个实施方案中,优选的式(1)化合物是其中m等于2并且D或E中的至少一个代表-OH基团的那些。
在另一个附加实施方案中,优选的式(1)化合物是其中v和s具有相同值的那些。
根据另一个实施方案,优选的式(1)化合物是那些化合物,其中:
·R1代表饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,
·A代表氧原子,
·(B)n代表一个或多个选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷及其混合物的环氧烷重复单元的嵌段,并且n的值在3和15之间,包括端值,
·G代表式(3)的基团,其中,q为0,r为1或2,D代表-OH基团,且
·m为1或2,前提是m+r+q=3。
根据另一个附加实施方案,优选的式(1)化合物是那些化合物,其中:
·R1代表饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,
·A代表氧原子,
·(B)n代表键,并且,
·G代表式(3)的基团,其中,q为0,r为1或2,D代表OH基团,且
·m为1或2,前提是m+r+q=3。
根据另一个附加实施方案,优选的式(1)化合物是那些化合物,其中:
·R1代表饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,
·A代表氧原子,
·(B)n代表选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷及其混合物的一个或多个环氧烷重复单元的嵌段,n具有3-15的值,并且
·G代表式(2)的基团。
根据另一个附加的实施方案,优选的式(1)化合物是那些化合物,其中:
·R1代表饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,
·A代表键,
·(B)n代表键,并且
·G代表式(2)的基团。
根据本发明的一个优选实施方案,阴离子表面活性剂是单乙氧基化烷基磷酸酯或二乙氧基化烷基磷酸酯。
根据本发明的另一个优选实施方案,阴离子表面活性剂选自单烷基磷酸酯和二烷基磷酸酯。
根据本发明的另一个优选实施方案,阴离子表面活性剂是乙氧基化烷基硫酸酯。
根据本发明的另一个进一步优选的实施方案,阴离子表面活性剂是烷基芳基磺酸酯。
在本发明的另一个优选实施方案中,液体包覆层组合物包含烷氧基化烷基磷酸酯和植物油。
在本发明的另一个进一步优选的实施方案中,液体包覆层组合物包含乙氧基化烷基硫酸酯和植物油。
在本发明的另一个进一步优选的实施方案中,液体包覆层组合物包含烷基芳基磺酸酯和植物油。
本发明的液体包覆层组合物可还包含一种或多种其它组分,如,例如它们中一种或多种,例如添加剂、填料等,并且它们是本领域常用的,这些组分任选且有利地选自以下:
·抗结块剂,优选抗结块表面活性剂,如烷基胺、脂肪酸、烷基磷酸酯、烷基醚磷酸酯、直链烷基醇、烷氧基化烷基硫酸酯、烷基醚硫酸酯、烷氧基化烷基磺酸酯、烷基醚磺酸酯及其组合,优选烷基胺与烷基磷酸酯的盐,
·流变改性剂,例如可生物降解或不可生物降解的聚合物、蜡,优选矿物来源的蜡、可再生来源的蜡,或合成蜡,例如费托蜡、树脂,例如松香酸或改性松香酸、妥尔油沥青、松焦油沥青、松香、妥尔油松香、酰胺酰胺、烷基酰胺酰胺,
·疏水剂,如线性烷基醇或粗晶蜡,
·分散剂,如矿物来源油,
·染料、紫外线示踪剂、颜料,
·矿物和/或有机微量营养素和微量元素,其可以但优选进行精细分散和/或增容,例如金属络合物,
·生物刺激素,例如矿物或有机物质和材料,添加其以改善或维持土壤、动物和植物的生物功能,
·杀虫剂,如杀昆虫剂、除草剂、杀菌剂、杀线虫剂等,
·细菌、酵母菌、真菌、病毒,
·抗氧化剂,例如叔丁基氢醌(也称为TBHQ)、防腐剂、抗紫外线剂,
·气味掩蔽剂、防臭剂、香精、香料,
·以及上面列出的两种或多种成分的混合物。
优选地,阴离子表面活性剂在室温下是液体,更优选地,阴离子表面活性剂在25℃下的粘度在2mPa.s-5000mPa.s之间,包括端值,如通过使用具有平行板几何形状的动态剪切流变仪,以80s-1剪切速率进行测量。
优选地,与可再生来源的油混合的阴离子表面活性剂以相对于可再生来源的油1重量%至30重量%、更优选1重量%至25重量%,优选2重量%至20重量%,更优选2重量%至15重量%,有利地3重量%至10重量%的剂量使用,包括端值。
用于本发明中的液体包覆层制剂可以包含一种或多种可再生来源的油和一种或多种如上所述的阴离子表面活性剂。
获得的液体包覆层制剂可用于多种不同的应用领域,并且作为用于肥料颗粒或其它矿物产品的包覆层具有特别有效的用途,以减少甚至避免此类肥料颗粒的结块。本发明的液体包覆层制剂由于它们的粉尘控制性能也是非常有用的,特别是当它用作为用于肥料颗粒或其它矿物产品的包覆层时。
因此,如上所述,本发明涉及上述液体包覆层制剂用于包覆颗粒材料的用途,其中颗粒材料可以是本领域已知的任何颗粒材料,例如在以下中选择的那些:作为非限制性实例,肥料、煤、矿物矿石、矿物骨料、硫磺、木屑、泥浆、颗粒废料、药物、谷物、颗粒状动物用饲料等,更优选地,颗粒材料是肥料。
在本发明的上下文中,“肥料”是无机和/或有机材料的颗粒,其为土壤和/或作物提供矿物和/或有机营养物或促进其生长的其它物质。肥料颗粒可以来自任何已知用于生产肥料的方法,例如造粒、压碎、混合或配制、压实或球化。
优选地,肥料颗粒包含硝酸盐,例如硝酸铵、硝基磷酸盐、磷酸-硫酸铵、硫酸铵、硝酸铵钙、硝酸钙、磷酸二铵、氯化钾、磷酸一铵、氯化钾、硫酸钾、硫酸钾镁、简单过磷酸钙、三重过磷酸盐、尿素、硫磺、杂卤石和其它含有多种元素的复合物或复合肥料,例如以缩写词NPK已知的那些。
本发明的组合物可以通过使用本领域技术人员已知的任何包覆方法,或根据用于包覆颗粒的类似常用方法,例如用于粒状肥料的那些,例如,根据通过已知的喷涂包覆技术进行施用。这可以通过使用分批或连续方法来实施。例如,可以将粒状肥料引入旋转的包覆滚筒中,同时通过一个或多个加压喷嘴施加包覆层。当粒状肥料在倾斜的造粒滚筒上或在流化床室内旋转时,也可以喷洒包覆层。
用本发明的液体包覆层制剂的包覆步骤可以在包覆另一种材料(例如包覆具有对土壤或动物或植物有用的附加营养物或生物功能,包覆抗结块剂,例如粘土(例如高岭土)、滑石等)之前和/或同时和/或之后进行。
一旦施加到颗粒材料的表面,涂布在颗粒材料上的液体包覆层制剂的量可以在高范围,并且有利且优选地在0.01重量%-10.重量%之间,更优选0.02重量%-2重量%之间变化,包括限值,相对于包覆颗粒材料的总质量计。
本发明还涉及用本发明的液体制剂包覆的颗粒材料。一旦施用于颗粒材料(例如并优选肥料颗粒)的表面,显示本发明的液体制剂对于实现以下一个或多个目标是有效的:
·减少或避免经包覆颗粒的结块,
·减少或避免由经包覆颗粒释放灰尘,
·减少或避免在经包覆颗粒中吸收水分,
·将其它矿物或有机颗粒与经包覆颗粒结合。
根据一个优选的实施方案,本发明涉及一种用本发明的液体制剂包覆的肥料颗粒。根据另一个优选的实施方案,颗粒材料,例如肥料颗粒,用本发明的液体制剂包覆,该液体制剂相对于经包覆颗粒材料的总质量占0.01重量%至10重量%,更优选0.02重量%至2重量%,有利地在0.1重量%至1重量%,包括端值。
本发明的液体制剂允许获得经包覆颗粒,优选肥料,其具有以下优点中的一项或多项,其中可以提及:
-在液体和经包覆颗粒之间不发生化学反应,
-液体包覆层不是聚合物(欧洲立法正在改变以减少/消除在肥料中使用聚合物),
-以非常低的浓度使用液体成型剂(可再生来源的油这时是凝胶配方的主要和更经济的成分),
-与多种可再生来源的油相容,例如精炼油、粗制油或蒸馏残渣,
-包覆方法与现有技术中已知的用于包覆颗粒的方法相同(相同的喷涂/包覆设备,相同的喷涂温度)。
本发明的液体制剂可用于各种其它应用领域中,特别适用于包覆具有聚集或结块和/或产生粉尘的倾向的颗粒,例如谷物、面粉、药物、陶瓷、采石场矿物骨料等。
它与其它常用的肥料包覆层组分(例如表面活性剂、醇、蜡等)相容。
下面通过以下实施例进一步说明本发明,这些实施例仅作为本发明的实施方案呈现,而不引起对所附权利要求所限定的保护范围的任何限制。
实施例
实施例1
根据本发明的组合物A通过在搅拌下将47.5g来自Cefetra的脱胶大豆油和2.5g烷氧基化磷酸酯表面活性剂混合来制备,所述烷氧基化磷酸酯表面活性剂包含具有16至18个碳和4.5个环氧乙烷单元的烃链(来自ARKEMA的Surfaline® PE684)。脱胶是一种众所周知的精炼过程,其中从粗植物油中去除豆油杂质,尤其是磷脂或树胶。一旦加入第二组分,就停止搅拌。组合物A是透明的并且在室温下是液体。
另一种组合物,对比组合物B,通过在搅拌下混合47.5g来自Cefetra的脱胶大豆油和2.5g油酸(例如,由VWR以参考号20447-293销售)而制备。一旦加入第二组分,就停止搅拌。组合物B是透明的并且在室温下是液体。
制备的组合物的粘度使用具有50mm平行板几何形状(PP50)的Anton Paar MCR301动态剪切流变仪,在50℃-10℃之间以80s-1的剪切速率测量以获得组合物A在25℃下为46.9mPas的值,对比组合物B为43.1mPas的值。
制备的两种制剂在室温下为液体,在以下实施例中评价它们在防结块和防尘方面的性质。
实施例2
进行以下测试以评估包覆有磷酸二铵(DAP)的样品在经受温度和压力之后以及在运输过程中的结块趋势。
实施例1的组合物A(根据本发明)用作为DAP颗粒上的包覆层。类似地,大豆油(脱胶,如上所述)和如在实施例1中所述制备的组合物B也作为相同剂量的比较例进行评估结块。将500g DAP颗粒在40℃下加热4小时,然后在具有开放端的实验室包覆圆筒中进行混合,并在90℃用0.75g的包覆制剂的样品进行喷涂。
对包覆的样品进行加速结块试验。金属模具用150克经包覆DAP颗粒装满,密封并在3天期间承受3巴的恒定气压。样品的温度保持在40℃整整3天。对于每种经包覆样品制备三个样品。还评估了未包覆的样品以进行比较。
在三天结束时,将模具小心地打开并在通用压缩机(Instron 3365)中压缩。在每种情况下记录样品的断裂力。表1显示了对于每种包覆层获得的结果的积分值(断裂力,单位为千克力,kgf)。
-表1-
断裂力(kgf) | 断裂力的标准偏差 | |
未包覆 | 64 | 5 |
大豆油(参照) | 33 | 3 |
组合物A | 25 | 3 |
组合物B | 34 | 6 |
-经包覆肥料的结块-。
可以观察到,组合物A中的表面活性剂显著改善了由大豆油自身赋予的抗结块保护。包含相同大豆油但具有不同阴离子表面活性剂的组合物B根本没有改善抗结块保护。
实施例3
进行以下测试以评估在运输过程中由在实施例1中包覆的相同DAP样品产生的灰尘量。这些测试是使用Microtrack光学粉尘测量设备进行的。将300g的经包覆肥料样品引入设备中,并在60秒期间通过光学方法记录由沉积物产生的灰尘(由于在掉落后的冲击)。产生的灰尘量与作为测量时间的函数进行测量的光信号(任意单位)的积分成正比。
积分值允许在包覆层之间进行比较,最好的包覆层是具有最低值的包覆层。在对于粉尘形成进行评估之前,经包覆DAP颗粒在40℃的密闭容器中储存7天。
表2显示了每个包覆层的灰尘测试的积分值(光信号值的积分)。
-表2-
产生的粉尘 | |
未包覆 | 3,07 |
大豆油(参照) | 0,38 |
组合物A | 0,05 |
组合物B | 0,62 |
-经包覆肥料产生的灰尘-。
尽管所有评估的解决方案都产生了一定程度的防尘保护,但组合物A表现出最好的防尘保护值(模拟储存后产生的灰尘率最低)。该值明显优于同种豆油本身和含有不同表面活性剂的组合物(组合物B)。
实施例4
根据本发明的组合物C通过在搅拌下将45g来自Cefetra的脱胶大豆油和5g烷氧基化磷酸酯表面活性剂(来自ARKEMA的Surfaline® PE684)混合进行制备,所述烷氧基化磷酸酯表面活性剂包含具有16至18个碳和4.5个环氧乙烷单元的烃链。脱胶是一种众所周知的精炼过程,其中从粗植物油中去除豆油杂质,尤其是磷脂或树胶。一旦加入第二组分,就停止搅拌。组合物C是透明的并且在室温下是液体。
另一组合物,对比组合物D,通过将47.5g在40℃下的运动粘度在130-220mm2/s之间的矿物油(由Colas以700S的名称销售)和2.5g脂肪阿科玛在60℃下以NoramSH的名义销售的胺。搅拌10分钟后,冷却制剂。组合物D在室温下是混浊和糊状的。
制备的组合物的粘度使用具有50mm平行板几何形状(PP50)的Anton Paar MCR301动态剪切流变仪,在50℃-10℃之间以80s-1的剪切速率进行测量以获得组合物C在25℃为51.1mPas的值,和对比组合物D为172mPas的值。
进行测试以评估经包覆的硝酸铵(CAN)的样品在经受温度和压力之后以及在运输过程中的结块趋势。
根据本发明的组合物C和对比组合物D用作在CAN颗粒上的包覆层。将500g CAN颗粒在40℃下加热4小时,然后在具有开放端的实验室包覆圆筒中混合,并在90℃下用0.1g包覆层制剂样品和0.3g滑石粉(来自Luzenac)进行喷涂。使用经包覆样品进行加速结块试验。金属模具用150克包覆层CAN颗粒填充满,密封并承受3巴恒定气压持续1天。样品的温度全天保持在40℃。
对于每种经包覆样品制备三个样品。还评估了未包覆的样品以进行比较。当天结束时,模具被小心地打开并在通用压缩机(Instron 3365)中压缩。在每种情况下记录样品的断裂力。表3显示了对于每种包覆层获得的结果的积分值(断裂力,单位为千克力,kgf)。
-表3-
断裂力(kgf) | 断裂力的标准偏差 | |
未包覆 | 90 | 18 |
组合物C | 2,5 | 0,8 |
组合物D | 1,8 | 0,7 |
-经包覆肥料的结块-。
可以观察到,根据本发明,组合物C中的表面活性剂显著降低了使形成的结块物破碎所需的力。获得的值与用常用的阳离子抗结块包覆层制剂(对比组合物D)获得的值相似。
Claims (13)
1.液体制剂用于包覆颗粒材料的用途,所述颗粒材料为肥料和所述制剂包含至少一种可再生来源的油和至少一种阴离子表面活性剂,所述阴离子表面活性剂包含至少一个具有一个或多个杂原子的官能团,该杂原子的电负性严格小于2.5,所述官能团是选自磷酸根基团的阴离子官能团,其中所述阴离子表面活性剂包含至少一种式(1)化合物:
[R1–A–(B)n]m–G(1)
其中
·R1代表饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,其任选地包含至少一个芳香环,
·A代表氧原子,
·(B)n表示键或一个或多个选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物的环氧烷重复单元的嵌段,并且n是3-40的整数,包括端值,
·m代表一个1-3的整数,包括端值,
·G选自式(3):
·D代表O-(F)v-R2,其中
-R2代表氢原子或饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,任选地包含至少一个芳环,和
-(F)v表示键或一个或多个环氧烷重复单元的嵌段,环氧烷重复单元选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物,并且v是3-40的整数,包括端值,
·E代表O-[J]s-R3,
-R3代表氢原子或饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,任选地包含至少一个芳环,和
-(J)s表示键或一个或多个环氧烷重复单元的嵌段,环氧烷重复单元选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物,并且s是3-40的整数,包括端值,和
·q和r各自代表选自0、1和2的整数,条件是m+q+r=3;
其中可再生来源的油在20℃下的粘度为2mPa.s-1500mPa.s,包括端值,粘度使用具有平行板几何形状的动态剪切流变仪在80s-1的剪切速率进行测量,并且所述可再生来源的油选自杏仁油、鳄梨油、棉籽油、腰果油、葡萄籽油、榛子油、米糠油、亚麻籽油、花生油、芝麻油、葵花籽油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉米油、菜籽油、大豆油、橄榄油和从造纸工艺中产生的油。
2.根据权利要求1的用途,其中所述从造纸工艺中产生的油为妥尔油。
3.根据权利要求1-2中任一项的用途,其中阴离子表面活性剂以相对于可再生来源的油的0.01至0.43的重量比存在,包括端值。
4.根据权利要求1-2中任一项的用途,其中阴离子表面活性剂以相对于可再生来源的油的0.02至0.33的重量比存在,包括端值。
5.根据权利要求1-2中任一项的用途,其中所述阴离子表面活性剂是选自单烷基磷酸酯、二烷基磷酸酯、单乙氧基化烷基磷酸酯和二乙氧基化烷基磷酸酯中的一种。
6.根据权利要求1-2中任一项的用途,其中与可再生来源的油混合的阴离子表面活性剂以相对于可再生来源的油的1重量%至30重量%的剂量进行使用,包括端值。
7.根据权利要求1-2中任一项的用途,其中所述颗粒材料是肥料,其选自硝酸盐、硝基磷酸盐、磷酸-硫酸铵、硫酸铵、硝酸铵钙、硝酸钙、磷酸二铵、氯化钾、磷酸一铵、盐酸钾、硫酸钾、硫酸钾镁、单过磷酸盐、三重过磷酸盐、尿素、硫磺、杂卤石和其它含有多种元素的复合物或复合肥料。
8.根据权利要求1-2中任一项的用途,其中阴离子表面活性剂以相对于可再生来源的油的0.03至0.11的重量比存在,包括端值。
9.根据权利要求1-2中任一项的用途,其中与可再生来源的油混合的阴离子表面活性剂以相对于可再生来源的油的3重量%至10重量%的剂量进行使用,包括端值。
10.用液体制剂包覆的颗粒材料,所述液体制剂包含至少一种可再生来源的油和至少一种阴离子表面活性剂,所述阴离子表面活性剂包含至少一个具有一个或多个杂原子的官能团,该杂原子的电负性严格小于2.5,所述颗粒材料为肥料并且所述官能团是选自磷酸根基团的阴离子官能团,其中所述阴离子表面活性剂包含至少一种式(1)化合物:
[R1–A–(B)n]m–G(1)
其中
·R1代表饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,其任选地包含至少一个芳香环,
·A代表氧原子,
·(B)n表示键或一个或多个选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物的环氧烷重复单元的嵌段,并且n是3-40的整数,包括端值,
·m代表一个1-3的整数,包括端值,
·G选自式(3):
·D代表O-(F)v-R2,其中
-R2代表氢原子或饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,任选地包含至少一个芳环,和
-(F)v表示键或一个或多个环氧烷重复单元的嵌段,环氧烷重复单元选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物,并且v是3-40的整数,包括端值,
·E代表O-[J]s-R3,
-R3代表氢原子或饱和或不饱和的直链或支链C6-C20烃链,任选地包含至少一个芳环,和
-(J)s表示键或一个或多个环氧烷重复单元的嵌段,环氧烷重复单元选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和它们的混合物,并且s是3-40的整数,包括端值,和
·q和r各自代表选自0、1和2的整数,条件是m+q+r=3;
其中可再生来源的油在20℃下的粘度为2mPa.s-1500mPa.s,包括端值,粘度使用具有平行板几何形状的动态剪切流变仪在80s-1的剪切速率进行测量,并且所述可再生来源的油选自杏仁油、鳄梨油、棉籽油、腰果油、葡萄籽油、榛子油、米糠油、亚麻籽油、花生油、芝麻油、葵花籽油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉米油、菜籽油、大豆油、橄榄油和从造纸工艺中产生的油。
11.权利要求10的颗粒材料,其中包覆在所述颗粒材料上的液体制剂的量为相对于经包覆肥料颗粒总质量的0.01重量%至10重量%,包括端值。
12.权利要求10的颗粒材料,其中包覆在所述颗粒材料上的液体制剂的量为相对于经包覆肥料颗粒总质量的0.1重量%至1重量%,包括端值。
13.权利要求10的颗粒材料,其中所述从造纸工艺中产生的油为妥尔油。
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