一种复合肥用环境友好型油溶性防结块剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合肥用全生物降解型油溶性防结块剂及其制备方法和用途，该防结块剂的原料组成包括：表面活性剂、酸化剂、植物蜡、废弃油脂以及混合脂肪酸，更优选还包括非离子表面活性剂和/或黄血盐钠盐。根据本发明专利技术制备的防结块剂在自然环境下可完全生物降解，制备工艺相对简单，性价比较高，可有效防止化学复合肥由于潮结和挤压引起的结块，对最容易结块的硫酸钾型复合肥和高氮复合肥具有大于96％，优选大于98％，更优选大于99％，接近甚至达到100％的防结块率。

【技术实现步骤摘要】
一种复合肥用环境友好型油溶性防结块剂及其制备方法
本专利技术属于复合肥用防结块剂领域，以及表面活性剂(尤其是脂肪胺阳离子表面活性剂)和废弃油脂(尤其是动植物油脂)的高值化工利用领域。具体涉及复合肥使用的一种全生物降解型的油溶性防结块剂及其制备方法和用途。
技术介绍
随着人们对科学施肥认识的不断提高，复合肥由于N、P、K养分配比合理,使用量越来越多；但是复合肥由于结块的问题，给肥料使用者带来了诸多的困难。结块的肥料必须进行再破碎和再筛分处理，这必然增加了额外的费用，同时也导致了肥料的损失和粉尘的产生，必将对操作者的健康带来危害。应用复合肥防结块剂对其进行防结块处理是一个必要的生产环节和最简单有效的工艺手段。复合肥防结块剂按照原料可以分为以下几类：惰性粉末，主要包括沸石粉、滑石粉、二氧化硅粉、石灰石、蒙脱石、硅藻土、膨润土、高岭土、碳酸钙和黏土等；表面活性剂，主要包括阴离子型表面活性剂以硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐使用较多，阳离子表面活性剂主要有十八烷基胺及其盐类，非离子表面活性剂有聚氧化乙烯、酯、低分子量的醛和酮；无机盐类，如硫酸铝、硝酸铝(镁)或磷酸铵等；疏水性物质，如机油、石蜡、轻柴油、沥青等，以及复配型处理剂。采用两种或两种以上的不同类型的物质复配组成的防结块处理剂，应用面更广，防结块效果更好。国内外关于防结块剂的研究是伴随着复合肥工业的壮大而兴起的。从1970年代开始至今,一系列采用复合油外包裹技术防结块的工艺应运而生。最早的技术是在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覆材料，以防止复合肥结块，但此类扑粉存在防潮、防结块效果不良，严重污染环境。1990年代法国学者L.纳瓦斯库斯(CN95118864)专利技术了采用油、蜡类的熔融物处理复合肥的技术，但产品颗粒强度低，粉化的缺陷也未得到解决。芬兰T.阿恩纳斯(CN9619862515)专利技术了在矿物油中溶入氨基二羧酸盐包裹复合肥的处理技术，虽然可得到较满意的防潮、防结块效果，但是采用的原料生产成本高、生产使用不方便、采用大量溶剂又不安全，故难以实际应用。日本仓田笃三(JP7650896)则直接使用0.01％～0.1％的酰胺类化合物作为防结块剂主要成分，但这类物质价格十分昂贵。林始联(磷肥与复肥,2001,05:54)利用骨胶溶液对有机无机复合肥喷淋造粒。复合肥为粉状时，将其放入造粒机中转动，同时把计算好的骨胶熔融，放入混合槽中，一边加水一边搅拌，用喷射器将骨胶液雾化喷入造粒机内造粒。因骨胶溶液可以使粉状的复合肥相互粘合，粒子长大时，外表也就涂上了一层骨胶溶液，干燥后，复合肥表面的骨胶固化，可有效阻止无机肥盐桥的产生。骨胶本身就是一种有机肥，成本也较低。但骨胶是亲水性物质，在水中一段时间会融化，所以在肥料储存时不能遇水。沈丽英(化学工程与装备,2010,08:53)利用废润滑油、脂肪胺及高碳羧酸反应生成的脂肪胺盐为主要原料，并加入复合乳化剂制得防结块剂。制得防结块剂的反应机理为添加脂肪胺和羧酸使其生成盐，加热，生成酰胺类化合物，以某些极性基团的阴离子表面活性剂为晶变剂，辅以蜡类等防潮成膜物，加入HLB值小于4的乳化剂，使其高度分散，制得防结块剂。该方法资源化再利用了废润滑油作为原料，降低了生产成本，但制得的防结块剂很难生物降解，最终会污染土壤。石元亮(CN101298400,2008-11-05)等人利用疏水非极性材料与阳离子表面活性剂结合，采用石蜡、烷基胺、司盘-80、矿物油为原料，在70～80℃下搅拌20～30分钟制成的一种主要适用于高氮复合肥的膏状油溶性防结块剂，该技术主要利用石蜡等疏水物质在肥料表面包裹，形成一层疏水膜，阻碍肥料颗粒之间形成盐桥，从而防止结块形成。尹辉(CN101302128,2008-11-12)等人制备防结块剂的方法为以半精炼石蜡颗粒、微粒精炼石蜡、硬脂酸、十八烷基伯胺、凡士林、芥酸酰胺为原料，先将矿物油加热，再加入上述原料，反应1-1.5个小时后均匀喷洒在复合肥表面。不难理解，这类防结块剂由于使用了石蜡、矿物油等难降解原材料，因而所制得的防结块剂也是难以降解的。王冠英(CN101870607A,2010-10-27)等人研究出一种全生物降解型复合肥防结块剂制备方法，主要原料有脂肪酸(硬脂酸和油酸)，阴离子表面活性剂(十八烷基苯基磺酸钠)，阳离子表面活性剂(十八胺基二甲基溴化铵)，聚醚高分子表面活性剂和脂肪酸[十八烷基(EO)40(PO)10醚]。先将脂肪酸和阴离子表面活性剂混合均匀，升温至55-65℃，搅拌后，再加入聚醚高分子表面活性剂，最后再加入脂肪酸和阳离子表面活性剂，搅拌20-40分钟即可。该方法所制备的防结块剂在自然环境下可以完全降解，防结块效果好，但是成本很高，难以工业化推广。萧棋仲(CN101555178,2009-10-14)等人设计了一种液态复合肥防结块剂的制备方法，直接将C12-C18的烷基苯磺酸钠盐或钾盐、三乙醇胺、C9脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)溶于硅油乳液中而制得防结块剂。该方法不用添加石蜡等对环境污染的物质，在常温下，该防结块剂为液态，使用时无需添加机油作溶剂，可节约成本，可直接喷涂在复合肥上，无需加热。夏雨(CN101199921,2008.06.18)等以季铵盐、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物及水混合，制成一种水溶性防结块剂，该技术通过表面活性剂的定向吸附，形成一层疏水膜，阻碍肥料颗粒间的接触，防止结块。但是这类防结块剂中所含水分本身就不利于潮湿环境下防结块。沙淮丽(CN101987802A,2011-03-23)等人设计了一种高塔尿基复合肥防结块剂，主要原料为植物油、环己酮下脚料，质量百分比为80％-90％的植物油和10％-20％的环己酮下脚料，将两者混合即可制得防结块剂，该方法用植物油的混合物为油基，对环境污染小，且植物油的熔点较低，在生产工艺中能耗较低；植物油的粘度小，防结块剂在肥料表面的延展性好，用量少。但是环己酮下脚料具有强烈的刺鼻臭味，常用作有机磷杀虫剂及许多类似农药的优良溶剂，有致癌作用。以环己酮下脚料为防结块剂原料潜在HSE风险极大。杨慧萍(CN102086138A,2011-06-08)等人以植物油脂下脚料为载体，再与烷基氢化牛脂胺表面活性剂、C8-C10脂肪酸甲酯等混合制得一种硝铵复合肥防结块剂。这种防结块剂能在硝铵复合肥颗粒表面形成一种膜，能有效与大气隔离，降低了颗粒吸水的速度，减少了颗粒间的相互粘连，抑制了颗粒间的盐溶解一再结晶，从而使肥料得到防结块。刘真茂(CN102070373A,2011-05-25)等人研究出一种天然可降解复合肥防结块剂的制备方法，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％；并将各组分按比例混合，加热至70-85℃，搅拌反应15-30min。复合肥防结块剂用量为0.5-2.0kg/t复合肥，采用全熔融复合肥的风冷结晶高塔造粒方式使之与复合肥混合。刘真茂(CN102070374A,2011-05-25)等人还研究出了一种以矿物材料高岭土为主要成分的天然环保型复合肥防结块剂，原料为高岭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合肥用全生物降解型油溶性防结块剂，其特征在于，其原料组成包括表面活性剂、酸化剂、植物蜡、废弃油脂以及脂肪酸。

【技术特征摘要】
1.一种复合肥用全生物降解型油溶性防结块剂，其特征在于，其原料组成包括表面活性剂、酸化剂、植物蜡、废弃油脂、脂肪酸、和非离子表面活性剂，其原料组成及各自的质量配比为：所述表面活性剂为脂肪胺阳离子表面活性剂，该脂肪胺阳离子表面活性剂选用脂肪胺阳离子表面活性剂生产过程中副产的含有脂肪醇、脂肪酸以及长碳链脂肪胺阳离子表面活性剂的混合物，所述酸化剂为浓盐酸、醋酸中的一种或两种，所述废弃油脂为地沟油、泔水油、动植物油脂中的一种或两种或两种以上组成的混合物，所述脂肪酸为棕榈酸、硬脂酸，或者二者的混合物，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚类。2.根据权利要求1所述的复合肥用油溶性防结块剂，其特征在于，其原料组成及各自的质量配比为：所述酸化剂为浓盐酸、醋酸中的一种或两种，所述植物蜡为米糠蜡、甘蔗蜡、棕榈蜡中的一种或两种或两种以上组成的混合物，所述废弃油脂为动植物油脂，所述非离子表面活性剂为AEO-7、AEO-9中的一种或两种组成的混合物。3.根据权利要求2所述的复合肥用油溶性防结块剂，其特征在于，其原料组成还包括黄血盐钠盐，黄血盐钠盐1～20份。4.根据权利要求3所述的复合肥用油溶性防结块剂，其特征在于，黄血盐钠盐5～15份，所述黄血盐钠盐为工业级黄血盐钠盐、黄血盐钾盐，或其混合物。5.根据权利要求4所述的复合肥用油溶性防结块剂，其特征在于，其各原料组成及各自的质量配比为：6.制备根据权利要求1或2所述的复合肥用油溶性防结块剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)原材料预处理，将脂肪胺阳离子表面活性剂中的沉淀杂质过滤，2)称取预处理过的表面活性剂和酸化剂，并混合，得到溶液，3)称取植物蜡、非离子表面活性剂，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：周风山，刘芳，尹雨晴，刘阳，席诗悦，朱夏雷，李德华，宋永涛，崔敬程，李阳，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11