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CN116057027A - 用于颗粒状肥料的调节剂 - Google Patents

用于颗粒状肥料的调节剂 Download PDF

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CN116057027A
CN116057027A CN202180055568.1A CN202180055568A CN116057027A CN 116057027 A CN116057027 A CN 116057027A CN 202180055568 A CN202180055568 A CN 202180055568A CN 116057027 A CN116057027 A CN 116057027A
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CN
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oil
wax
weight
granular
conditioning agent
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CN202180055568.1A
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瓦吉赫·纳菲西
T·坦德
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Yara International ASA
Original Assignee
Yara International ASA
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Abstract

本披露涉及一种用于减少颗粒状肥料的吸水率和粉尘形成的调节剂，该调节剂包含50至60重量％的蜡、30至40重量％的油、1至15重量％的树脂——其是油溶性的并且可与蜡和油混溶、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。该调节剂可以施用于颗粒状基质、特别是肥料颗粒状基质，以减少基质的水分摄取和粉尘形成，特别是当基质与其他颗粒状组合物共混时。

Description

用于颗粒状肥料的调节剂
技术领域
本披露涉及一种调节剂，其包含蜡、油、树脂、以及任选地聚合物。该调节剂可以施用于颗粒状基质、特别是肥料颗粒状基质，以减少基质的水分摄取和粉尘形成，特别是当基质与其他颗粒状组合物共混时。
背景技术
众所周知的是，吸湿性颗粒状肥料像NP-肥料和硝酸钙(CN)在其暴露于水分时会产生问题。吸收的水分会增加在储存期间颗粒的结块以及在处理期间粉尘的形成。因此，除非这些问题得到解决，否则成批地处理产品将是不可能的。此外，这些问题在热带和亚热带地区经历的温度和湿度下会更加严重。
WO 16083435 A1(雅苒公司(Yara)，2016)中披露了一种调节剂，其包含28重量％的蜡、68重量％的油、4重量％的树脂以及0.3重量％的聚异丁烯，并且包衣有此种调节剂的肥料颗粒在水分吸收和粉尘形成方面显示出良好的减少。WO 16083435 A1要求保护一种调节剂，其包含10至50重量％的蜡、40至90重量％的矿物油、1至15重量％的树脂(其是油溶性的并且可与蜡和矿物油混溶)、以及0.1至1重量％的粘弹性聚合物。然而，当使其中提供的包衣有该调节剂的颗粒与其他肥料颗粒(例如氯化钾或硫酸钾)物理混合、或共混时，观察到硬钾颗粒破坏了包衣层，导致粉尘形成增加，这是不令人期望的。
WO 01/38263 A1(挪威海德鲁公司(Norsk Hydro)，2001)要求保护一种包衣有0.08至2.0重量％的组合物的含硝酸盐的肥料，该组合物包含1-60重量％的蜡、5-90重量％的油、5-90重量％的树脂(其是包含脂肪酸、鲱鱼油和蒸馏残余物的混合物)以及0-5重量％的可生物降解聚合物，并且披露了若干种包衣组合物，这些包衣组合物包含从8至39.4重量％的中间蜡、从31至40％的鱼油酯、从22至60重量％的树脂(其是鱼油蒸馏残余物)、以及从0至4重量％的聚异丁烯。与根据本披露的组合物相比，其中披露的组合物含有更少的蜡和更多的树脂。
WO 02/090295 A1(挪威海德鲁公司，2002)要求保护一种包衣有0.05-1.5重量％的包衣的含氮肥料，该包衣包含5-50重量％的蜡、5-75重量％的油、0-60重量％的树脂(其是不饱和的动物油、鱼油或植物油蒸馏残余物)或天然存在的树脂、2-15重量％的表面活化剂、以及0-5重量％的可生物降解聚合物。WO 02/090295 A1没有提供组合物的实例，但是提到表面活性剂的浓度从5至59重量％变化，树脂的浓度从0至54重量％变化，并且油的浓度从20至74重量％变化。
WO 96/00199 A1(挪威海德鲁公司，1996)要求保护一种包衣有0.1-2重量％的包衣的含硝酸盐的肥料，该包衣包含10-50重量％的蜡、90-40重量％的油、以及1-30重量％的树脂(其是油溶性的并且可与蜡混溶)，并且披露了包衣组合物，这些包衣组合物包含从15至42.5重量％的中间蜡、从50至75重量％的油、以及从7.5至10重量％的树脂。与根据本披露的组合物相比，其中披露的组合物含有更少的蜡和更多的油。
因此，需要开发一种新的调节剂，其提供良好防止水分吸收和粉尘形成的保护并且更耐磨。
发明内容
在一个方面，本披露提供了一种调节剂，其包含50至60重量％的蜡、30至40重量％的油、1至15重量％的树脂(其是油溶性的并且可与蜡和油混溶)、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。
在另一个方面，本披露提供了一种颗粒状肥料组合物，其包含颗粒状基质和0.05至2.0重量％、特别地0.1至1.0重量％的包含根据本披露的调节剂的包衣。
在另一个方面，本披露提供了一种肥料共混物组合物，其包含根据本披露的颗粒状肥料组合物和一种或多种呈颗粒状形式的组分，该一种或多种组分选自以下项的组：硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐或氯化物。
在另一个方面，本披露提供了一种用于生产颗粒状组合物的方法，该方法包括将根据本披露的调节剂施用于颗粒状基质的步骤。
在另一个方面，本披露提供了一种用于制备根据权利要求1至8中任一项所述的调节剂的方法，该调节剂包含蜡、油、树脂和任选地粘弹性聚合物。该方法包括以下步骤：任选地将该粘弹性聚合物溶解在一定量的该蜡中；以及使该油、该树脂、该蜡和任选地在第一步骤中获得的包含该粘弹性聚合物的该蜡混合。
在另一个方面，本披露提供了根据本披露的调节剂用于包衣颗粒状基质、特别是肥料颗粒状基质的用途。
具体实施方式
除非另有定义，否则在公开本发明时使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义。通过进一步的指导，术语定义被包括在内，以更好地理解本发明的教导。
本说明书中引用的所有参考文献特此被视为通过引用以其全文被并入。
如本文所用，以下术语具有以下含义：
除非上下文另有明确规定，否则如本文所用的″一个/种(a/an)″、和″该(the)″是指单数指示物和复数指示物二者。举例来说，″隔室(a compartment)″是指一个或多于一个隔室。
如本文所用的关于比如参数、量、持续时间等可测量值的″约(about)″意指包括指定值的和相对于指定值的+/-20％或更小、特别地+/-10％或更小、更特别地+/-5％或更小、甚至更特别地+/-1％或更小、并且还更特别地+/-0.1％或更小的变化，只要此类变化适合在所披露的发明中执行。不过，应理解修饰语“约”所指的值本身也被具体地披露。
如本文所用的″包含/包括(Comprise)″、″包含/包括(comprising)″、和″包含/包括(comprises)″以及″由…构成(comprisedof)″与″包括/包含(include)″、″包括/包含(including)″、″包括/包含(includes)″或者″含有(contain)″、″含有(containing)″、″含有(contains)″同义并且是包含性的或开放性的术语，其指定了下列所述(例如组件)的存在并且不排斥或排除附加的、未列举的本领域已知或其中披露的组件、特征、元件、构件、步骤的存在。
通过端点列举的数值范围包括该范围内包含的所有数字和分数、以及所列举的端点。
除非另有定义，否则这里和整个说明书中的表述″重量百分比″、″％wt″或″重量％″是指基于配制剂的总重量，各自组分的相对重量。
热带和亚热带气候条件是指以全年高温和大量降水为特征的气候。
在一个方面，本披露提供了一种调节剂，其包含50至60重量％的蜡、30至40重量％的油、1至15重量％的树脂(其是油溶性的并且可与蜡和油混溶)、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。蜡、油、树脂以及任选地弹性体的量合计最高达至多100重量％。
发现使用大量的蜡、特别是相对于调节组合物的总重量50至60重量％的蜡赋予了调节剂更好的耐磨性，并且还降低了经包衣颗粒在热带和亚热带气候条件下的吸水率。
直到现在，不鼓励使用如此大量的蜡，因为所得调节剂具有约45℃的凝固点。凝固点是液体组合物固化时的温度。一直建议用凝固点低于45℃的组合物来包衣肥料颗粒以确保包衣剂在颗粒上的良好再分配。包衣肥料颗粒的典型方法是将肥料颗粒置于包衣鼓中并在鼓中涂抹预热的包衣剂。肥料颗粒具有在40℃至45℃之间的温度，所以使用凝固点高于该温度的包衣剂可能导致包衣剂在其接触颗粒时固化，而无法准确地包衣整个颗粒。
出人意料地，发现可以用凝固点为至少50℃的包衣剂来包衣肥料颗粒。
在一个实施方案中，蜡、油、树脂和任选地粘弹性聚合物的总和是至多100重量％。
蜡
在一个实施方案中，调节剂包含51至60重量％、特别地51至60重量％、更特别地52至60重量％、甚至更特别地53至60重量％、甚至更特别地54至60重量％、甚至更特别地54至59重量％、甚至更特别地54至58重量％的蜡。发现具有非常大量、例如超过50重量％的调节剂可与调节剂的其他组分相容并且为调节剂提供了非常良好的特性。
在一个实施方案中，调节剂包含51至60重量％、特别地51至59重量％、更特别地51至58重量％、甚至更特别地52至58重量％、甚至更特别地53至58重量％、甚至更特别地54至58重量％的蜡。
在一个实施方案中，蜡选自以下项的组：中间蜡、石油蜡、植物蜡、动物蜡、矿物蜡、或其混合物。存在若干种类型的可商购的蜡：石油蜡，比如石蜡、中间蜡和微晶蜡；植物蜡，比如巴西棕榈蜡、杨梅蜡、小烛树蜡(candelilla wax)、荷荷巴蜡(jojoba wax)、小冠椰子蜡(ouricury wax)、大豆蜡、鸟桕蜡(tallow tree wax)；动物蜡，比如蜂蜡、羊毛脂、紫虫胶蜡(shellac wax)、鲸蜡；以及矿物蜡，比如地蜡(ceresin wax)、褐煤蜡、天然地蜡(ozocerite)或泥煤蜡。石蜡被定义为主要是直链饱和烃，具有较小比例的支链和环链烷化合物。中间蜡是直链、支链和环链烷化合物的混合物，性质介于石蜡和微晶蜡的性质之间。微晶蜡是具有比石蜡的平均分子量更高的平均分子量的烃，具有更广泛的含有高比例的支链烃和环链烷烃的组分。
在一个实施方案中，蜡选自以下项的组：石油蜡、植物蜡或其混合物。
植物蜡和动物蜡由许多植物和动物合成。动物来源的那些蜡典型地由蜡酯组成，这些蜡酯衍生自各种羧酸和脂肪醇。在植物来源的蜡中，未酯化的烃的特征混合物可能比酯占优势。组成不仅取决于物种，而且取决于生物体的地理位置。因为它们是混合物，天然产生的蜡比纯组分更软并且在更低的温度下熔化。
发现可以在根据本披露的调节剂中使用任何种类的蜡。还可以使用以上提及的蜡之中的至少两种蜡的混合物。可以将属于同一家族或类别的两种蜡混合，例如将两种石油蜡混合，但也可以将来自不同家族或类别的两种蜡(例如中间蜡与植物蜡)混合。
在一个实施方案中，蜡是中间蜡。观察到，与其他类型的蜡相比，使用中间蜡产生的调节剂使包衣肥料颗粒的吸水率的下降率略微增加。
树脂
新的调节剂的树脂组分必须可溶于油组分并且可与蜡和油组分混溶。树脂为调节剂提供弹性，但包含太多树脂的组合物可能非常粘，这使得调节剂在肥料颗粒上的施用变得复杂并且可能对肥料颗粒的处理和储存产生负面影响。所得包衣应该坚硬且呈玻璃光泽，或者能够浸渍颗粒表面。另外，如上所述，此组分应该是环境可接受的并且在土壤中可降解。在上述框架内，树脂组分可以选自合成树脂或天然树脂的组。
合成树脂包括树脂，比如香豆酮-茚树脂(由不饱和化合物的混合物(主要是茚和香豆酮)的聚合产生的低分子量的合成树脂，该茚和香豆酮是从煤焦化的副产物(粗苯)和石油热解的芳香族高沸点产物中提取的)、酯化的天然树脂比如松香(例如季戊四醇松香酯)、酚醛树脂、糠醇树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂。
天然树脂主要来源于树木和灌木，并且包含羧酸(主要是油和萜烯)的无定形混合物。有用的天然树脂的实例是松香、柯巴脂(copal)、乳香、香脂(balsam)以及达玛树脂(damar)。
在一个实施方案中，树脂选自以下项的组：合成树脂比如香豆酮-茚树脂、酯化的天然树脂比如松香(例如季戊四醇松香酯)、酚醛树脂、糠醇树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂，或天然树脂。
在一个实施方案中，树脂选自以下项的组：合成树脂比如香豆酮-茚树脂、酯化的天然树脂比如松香(例如季戊四醇松香酯)，或天然树脂。
在一个实施方案中，树脂选自以下项的组：合成树脂比如香豆酮-茚树脂、酯化的天然树脂比如松香(例如季戊四醇松香酯)、聚酯树脂或聚氨酯树脂。
在一个实施方案中，树脂选自以下项的组：例如可从内维尔化学公司(NevilleChemical Company)(匹兹堡市，美国)获得的季戊四醇松香酯或香豆酮-茚树脂。
在一个实施方案中，根据本发明的调节剂包含1至15重量％、特别地2至8重量％、更特别地4至8重量％的树脂。
在一个实施方案中，根据本发明的调节剂包含6重量％的树脂。在一个实施方案中，根据本发明的调节剂包含8重量％的树脂。
迪
油组分是用于蜡和树脂组分的载体和溶剂，但对减少肥料处理期间的粉尘形成也有一定作用。
在一个实施方案中，油选自以下项的组：矿物油、加氢处理工艺油、植物油或精制矿物油。发现这些油特别适合于用于肥料颗粒的调节剂。
在一个实施方案中，油选自以下项的组：矿物油、精制矿物油、或植物油。在一个实施方案中，油选自以下项的组：矿物油、或植物油。在一个实施方案中，油是矿物油。
矿物油(有时被称为白油)是具有中等粘度、低挥发性和高闪点的高级烷烃的各种无色、无味、轻质的混合物中的任何一种，这些高级烷烃来源自非植物(矿物)来源，特别是石油的馏出物(工艺油)。它们可以选自以下项的组：石蜡油(基于正烷烃)、环烷油(基于环烷烃)或芳香油(基于芳香烃)。它们可以是加氢处理的。精制矿物油也适用，但从环境的角度来看不推荐。
植物油是从植物或其种子中提取的甘油三酯，比如玉米油、芥花籽油(canolaoil)、油菜籽油、向日葵油、大豆油、亚麻籽油或其混合物。
在一个实施方案中，油选自以下项的组：比如可从瑞典斯德哥尔摩市的尼纳斯股份有限公司(Nynas AB)获得的环烷工艺油或者比如可从法国南泰尔市的道达尔润滑油公司(Total Lubricants)获得的石蜡工艺油。
在一个实施方案中，调节剂包含30至40重量％、特别地31至40重量％、更特别地31至39重量％、甚至更特别地32至39重量％、甚至更特别地33至39重量％、甚至更特别地34至39重量％的油。发现可以在调节剂中使用少量(低至30重量％)的油，并且仍获得准确包衣肥料颗粒的可流动组合物。
弹性体
弹性体组分是高分子量粘弹性弹性体，其可溶于油并且具有30,000至5,000,000、特别地50,000至4,000,000、更特别地100,000至3,000,000、甚至更特别地200,000至2,000,000的平均相对分子质量(粘度平均值，g/mol)。观察到，包衣在固体颗粒上的调节剂中聚合物的存在进一步减少了这些颗粒形成粉尘。
在一个实施方案中，调节剂中包含的弹性体是聚异丁烯，其具有40,000至1,300,000、特别地100,000至1,250,000、更特别地250,000至1,200,000的平均相对分子质量(粘度平均值，g/mol)。
在一个实施方案中，弹性体选自以下项的组：苯乙烯-异丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物、或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
在一个实施方案中，弹性体是相对分子质量(粘度平均值，g/mol)为约1,110,000的聚异丁烯，比如由巴斯夫公司(BASF)(德国)商业化的Oppanol N100。它具有如在20℃下在异辛烷中测量的241-294cm3/g的特性粘度(施陶丁格(Staudinger)指数Jo)。
在一个实施方案中，根据本披露的调节剂包含0.1至2.0重量％，比如0.1-1.0重量％、0.5-1.0重量％、1-1.0重量％、0.5-2.0重量％、1-2.0重量％、或1.1-2.0重量％的粘弹性弹性体；特别地0.5至2.0重量％、特别地1.0至2.0重量％、更特别地1.1至2.0重量％的粘弹性弹性体。
在WO 16083435 A1中，据陈述弹性体的最大量应不超过1重量％。大量弹性体的存在可能导致调节剂过粘，并因此在施用于固体颗粒时以及在包衣颗粒的储存期间产生问题。然而，发现可以将弹性体的量增加到1.0重量％以上并且仍获得具有期望特性的调节剂。
在一些国家，可能是不可生物降解的聚合物的存在是不容许的，或者只能以低浓度存在。因此，在一些实施方案中，调节剂可以包含至多1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1重量％的弹性体。
在一个实施方案中，根据本披露的调节剂包含0.01至1.0重量％、特别地0.01至0.9重量％、特别地0.01至0.8重量％、更特别地0.01至0.7重量％、甚至更特别地0.01至0.6重量％、甚至更特别地0.01至0.5重量％、甚至更特别地0.01至0.4重量％的粘弹性弹性体。
为了提高包衣的保质期，可将抗氧化剂添加至调节剂。诸位发明人还已经发现添加少量叔丁基羟基甲苯(CAS号128-37-0)可以显著延长调节剂的保质期。因此，此组分可以额外地包含在根据本发明的调节剂中。
在一个实施方案中，调节剂包含0.001至0.1重量％、特别地0.005至0.09重量％、更特别地0.007至0.08重量％、甚至更特别地0.008至0.05重量％，比如0.01重量％的抗氧化剂，特别地叔丁基羟基甲苯。
在一个实施方案中，调节剂包含50至60重量％的蜡、30至39重量％的油、1至15重量％的树脂(其是油溶性的并且可与蜡和油混溶)、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。
在一个实施方案中，调节剂包含51至60重量％的蜡、30至40重量％的油、2至10重量％的树脂、任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性聚合物、以及任选地0.01重量％的叔丁基羟基甲苯。
在一个实施方案中，调节剂包含51至60重量％的蜡、30至39重量％的油、2至10重量％的树脂、任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性聚合物、以及任选地0.01重量％的叔丁基羟基甲苯。
在一个实施方案中，调节剂包含52至58重量％的蜡、30至39重量％的油、4至8重量％的树脂、任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性聚合物、以及任选地0.01重量％的叔丁基羟基甲苯。
在一个实施方案中，调节剂包含：
52至58重量％、53至58重量％、或54至58重量％的蜡，
30至39重量％、31至39重量％、32至39重量％、33至39重量％、或34至39重量％的油，
4至8重量％的树脂，
任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性聚合物，以及
任选地0.01重量％的叔丁基羟基甲苯。
在一个实施方案中，调节剂包含52至58重量％的中间蜡、30至40重量％的环烷油、4至8重量％的季戊四醇松香酯、任选地0.01至2.0重量％的聚异丁烯、以及任选地0.01重量％的叔丁基羟基甲苯。
在另一个方面，本披露提供了一种颗粒状肥料组合物，其包含颗粒状基质和0.05至2.0重量％、特别地0.1至1.5重量％、更特别地0.2至1.0重量％、甚至更特别地0.3至0.9重量％、甚至更特别地0.4至0.8重量％的包含根据本披露的调节剂的包衣。
该调节剂可以使颗粒状基质的吸水率降低超过90％、特别地最高达98％，并且使粉尘形成减少超过80％、特别地最高达95％。
在一个实施方案中，颗粒状基质是选自NP、NK、NPK、硝酸铵(AN)、硝酸铵钙(CAN)、硝酸钙(CN)、具有硫的AN、尿素、和尿素-硫酸铵(UAS)、或其混合物的组的含氮肥料，特别地其中颗粒状基质是CN。
在一个实施方案中，颗粒状肥料组合物包含0.4至0.8重量％的包含根据本披露的调节剂的包衣。
在一个实施方案中，颗粒状基质是硝酸钙，并且颗粒状肥料组合物包含0.05至1.0重量％的包衣，该包衣包含50至60重量％的蜡、30至40重量％的油、4至8重量％的树脂——其是油溶性的并且可与蜡和油混溶、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。
在一个实施方案中，颗粒状基质是NPK肥料，并且颗粒状肥料组合物包含0.05至1.0重量％的包衣，该包衣包含51至60重量％的蜡、30至39重量％的油、4至8重量％的树脂——其是油溶性的并且可与蜡和油混溶、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。
在一个实施方案中，颗粒状基质包含硝酸铵，并且颗粒状肥料组合物包含0.05至1.0重量％的包衣，该包衣包含51至60重量％的蜡、30至39重量％的油、4至8重量％的树脂——其是油溶性的并且可与蜡和油混溶、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。
在一个实施方案中，颗粒状基质是尿素，并且颗粒状肥料组合物包含0.05至1.0重量％的包衣，该包衣包含51至60重量％的蜡、30至39重量％的油、4至8重量％的树脂——其是油溶性的并且可与蜡和油混溶、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。
在另一个方面，本披露提供了一种肥料共混物组合物，其包含根据本披露的颗粒状肥料组合物和一种或多种呈颗粒状形式的组分，该一种或多种组分选自以下项的组：硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐或氯化物。
一旦制备好颗粒状肥料组合物，便可将其单独储存在仓库或大袋中，但它也可以与其他固体颗粒、特别是肥料颗粒物理混合，即共混。将不同肥料颗粒、特别是含有不同养分的颗粒共混是提供包含若干种作物所需养分的肥料组合物的流行方式。与生产仅含有一种类型的养分的颗粒并共混三种类型的颗粒相比，生产含有若干种养分的颗粒(比如NPK颗粒，即含有氮、磷和钾)通常更昂贵。
在一个实施方案中，一种或多种呈颗粒状形式的组分选自以下项的组：硝酸铵、硝酸钙、硝酸铵钙、硝酸钠、硝硫酸铵、硝酸铵钾、磷酸铵(比如磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP))、双(正磷酸二氢)钙、过磷酸钙、三重过磷酸钙、磷酸岩(rock phosphate)、硫酸钾(SOP)、硫酸钾镁、硫酸铵(AS)、尿素硫酸铵、尿素硝酸铵钙、尿素硫酸铵、氯化钾(MOP)、尿素钾盐(UK)、或其混合物。
在一个实施方案中，一种或多种呈颗粒状形式的组分选自以下项的组：磷酸铵(比如磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP))、过磷酸钙、三重过磷酸钙、磷酸岩、硫酸钾(SOP)、硫酸钾镁、氯化钾(MOP)、或其混合物。
在一个实施方案中，一种或多种呈颗粒状形式的组分选自以下项的组：磷酸铵(比如磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP))、过磷酸钙、三重过磷酸钙、磷酸岩、或其混合物。
在一个实施方案中，一种或多种呈颗粒状形式的组分选自以下项的组：硫酸钾(SOP)、硫酸钾镁、氯化钾(MOP)、或其混合物。
例如，硝酸钙颗粒可以与含钾颗粒，比如氯化钾或硫酸钾共混，以提供包含至少以下三种养分的肥料组合物：氮、钙和钾。
包含调节剂的颗粒状肥料组合物可以与一种或多种呈颗粒状形式的组分以宽的比率范围共混。在一个实施方案中，包含调节剂的颗粒状肥料组合物与呈颗粒状形式的组分的比率可以在从5/95至95/5变化。包含调节剂的颗粒状肥料组合物可以与两种呈颗粒状形式的组分以任何X/Y/Z比率共混，其中X、Y和Z是整数并且X+Y+Z＝100。
在一个实施方案中，肥料共混物组合物包含包衣有根据本披露的调节剂的硝酸钙颗粒、和含钾颗粒。
在一个实施方案中，肥料共混物组合物包含包衣有根据本披露的调节剂的硝酸钙颗粒、和SOP颗粒。
在一个实施方案中，肥料共混物组合物包含重量比为1/1的包衣有根据本披露的调节剂的硝酸钙颗粒、和SOP颗粒。
在另一个方面，本披露提供了一种用于生产颗粒状组合物的方法，该方法包括将根据本披露的调节剂施用于颗粒状基质的步骤。
在肥料工业中，存在一系列众所周知的技术来将包衣剂施用于固体颗粒。例如，可以将颗粒装载入鼓中并在鼓中经由喷嘴喷雾包衣剂。鼓使颗粒移动，使得包衣剂均匀分布在所有颗粒上。
可以精确地调整施用于颗粒的包衣剂的量以获得期望的特性。包衣应具有最小厚度以有效地减小颗粒的吸水率和粉尘形成，但它不应太厚，因为这可能产生问题，例如颗粒可能变得太粘。发现在0.05至2.0重量％之间、特别地0.1至1.0重量％的负载是令人满意的。
根据本披露的调节剂将在某种程度上渗透到表面并浸渍肥料颗粒的表面，尤其是当这些肥料颗粒有些多孔时。这种效应也使得能够将相当大量的调节剂施用于颗粒上。
颗粒状基质在调节剂之前的温度可高于环境温度。特别地，如果在生产颗粒状基质后就施加调节剂，则颗粒状基质可具有高于25℃、或30℃、或35℃的温度。特别是当颗粒状基质是肥料颗粒状基质时，该基质通常由温度高于100℃的热熔体制备。颗粒状基质具有高于大气温度的温度可能是有利的，因为它将减慢调节剂的冷却。当调节剂具有相当高的凝固点，例如至少50℃时，较慢的冷却确保了调节剂在颗粒状基质上的更好分布。
包衣剂应作为液体施用于颗粒状基质，因此如果包衣剂具有高于环境温度的凝固点，则它需要被预热以获得液体组合物。
在一个实施方案中，该方法包括将全部量的弹性体混合到一定量的根据本发明调节剂的油或蜡组分中，以及使所述弹性体/蜡或弹性体/油组分混合物与根据本发明的其他组分混合的步骤。
在一个实施方案中，也可以将弹性体组分熔化到一定量的石蜡中，以及随后使所述量的石蜡与根据本发明的调节剂的其他组分混合。典型地，可以将范围从10至50重量％、特别地25重量％的量的弹性体组分添加到石蜡(相对于石蜡量的量)中。弹性体/石蜡混合物的量相对于调节剂的总重量可以在1与5重量％之间变化，并且如果例如在石蜡/蜡混合物中使用25％弹性体，则最终调节剂中弹性体的量典型地是0.25-1.25重量％。使用上述步骤，可以将弹性体更均匀地溶解到调节剂组合物中。石蜡的类型可以是任何类型并且容易被技术人员选择。因此，本发明还涉及根据本发明的调节剂，其中该调理剂除第一主要蜡组分之外还进一步包含1至5重量％的石蜡作为第二蜡组分，该第二蜡组分也可以是如上所定义的石蜡。
在另一个方面，本披露提供了一种用于制备根据权利要求1至8中任一项所述的调节剂的方法，该调节剂包含蜡、油、树脂和任选地粘弹性聚合物。该方法包括以下步骤：任选地将该粘弹性聚合物溶解在一定量的该蜡中；以及使该油、该树脂、该蜡和任选地在第一步骤中获得的包含该粘弹性聚合物的该蜡混合。
当调节剂包含粘弹性聚合物时，发现首先将粘弹性聚合物溶解在一定量的调节剂中包含的蜡中是有利的。可以将粘弹性聚合物添加到一定量的蜡中并加热直至聚合物熔化，或者可以首先将聚合物熔化并然后添加到一定量的蜡中。
在一个实施方案中，将粘弹性聚合物添加到约10％、15％、20％、25％、30％、35％、40、45％、50％、55％、60％的调节剂中包含的蜡中。
然后可以将包含粘弹性聚合物的蜡与调节剂中包含的蜡的剩余部分、油和树脂混合。可以优选使所有组分在约混合物的凝固点、或高于所有组分的熔点的温度下混合，以确保均匀的结果。
在另一个方面，本披露提供了根据本披露的调节剂用于包衣颗粒状基质、特别是肥料颗粒状基质的用途。
实施例1：实验室规模
通过在研究实验室中混合不同的组分来制备具有如表1中所述的组成的一系列调节剂。
表1：调节剂的组成
Figure BDA0004113258390000141
凝固点和滴点：
通过以下方法测量组合物的凝固点：加热组合物直至其变成液体，并缓慢冷却直至它固化。液体组合物再次固化的点被称为凝固点。滴点测量了经加热的固体组合物变成液体时的温度。对于同一种组合物，两个测量值应该相等(±1℃)。结果总结于下表2中：这两种新的调节剂示出约50℃的凝固点或滴点，根据该领域的一般知识这是不推荐的，因为增加了它们不能很好包衣肥料颗粒的风险。
表2：组合物的凝固点和滴点：
组合物 凝固点(℃) 滴点(℃)
参照物 43.8 43.0
测试1 50.0 49.8
测试2 50.0 50.8
渗透测试：
流变仪还可以进行渗透测试：将薄的组合物层放置在板上并将探针放置在层的表面上。探针在层上施加逐渐增加的力，直到探针到达板。组合物的硬度可能与探针到达板所需的力的大小有关：力越大，组合物越硬。已经发现，当包衣有新的调节剂的颗粒与其他固体颗粒混合时，较硬的组合物将更耐磨。结果总结于表3中，其中两种新的调节剂展示的硬度为参照物调节剂的至少250％。
表3：组合物的硬度
组合物 所施加的最大力(N)
参照物 8.5±1.1
测试1 21.9±5.4
测试2 22.1±4.1
将调节剂施用于硝酸钙颗粒，使得包衣的颗粒包含0.6重量％的调节剂。
吸水率：
将一定量的未包衣和包衣的颗粒在25℃下在75相对湿度(RH)下储存24h。这些温度和湿度条件是典型的热带气候。在储存开始和结束时对颗粒进行称量，以获得颗粒所吸收的水量。通过将未包衣和包衣的颗粒所吸收的水之差除以未包衣的颗粒所吸收的水来获得吸水率的下降率(以％计)。所有调节剂都使吸水率降低了至少97％。
然后使另一批的包衣和未包衣的颗粒与硫酸钾(SOP)颗粒共混并在25℃和75RH下储存24h。
吸水率的下降率总结于表4中。与参照物样品相比，包衣测试1和测试2表现稍微更好或更好。
表4：对组合物的吸水率的影响
组合物 吸水率的下降率(％)
参照物 91.5
测试1 93.3
测试2 92.0
磨损粉尘：
在与SOP颗粒共混之前和之后，还对包衣的颗粒的粉尘进行了测试。使用″倾斜法″来测量粉尘：首先将颗粒(有和没有SOP)用1mm筛子筛分，以除去样品中存在的粉尘，然后置于容器中，将容器上下翻转20次。然后将颗粒用0.5mm筛子筛分，并且将通过筛子的任何固体都归类为粉尘。结果总结于下表5中：在共混实验中，与参照物试剂相比，组合物测试1和2表现更好。对这两种组合物在更大规模上进行了进一步测试。
表5：对组合物的粉尘的影响
组合物 共混之前(mg/kg) 共混之后(mg/kg)
参照物 520 1389
测试1 651 1321
测试2 577 972
实施例2：试验工厂测试
在每批10kg的混凝土搅拌机涂覆装置中，将调节剂(测试1和2)施用于硝酸钙颗粒。另外，制备包含56％的蜡、37重量％的油、6重量％的树脂、1重量％的聚合物和0.01重量％的抗氧化剂的另一种调节剂(并且在文件的剩余部分被称为测试3)并将其施用于硝酸钙颗粒。然后使包衣的颗粒与SOP颗粒以1∶1比率共混。
吸水率：
使用与上述相同的方案，在与SOP颗粒共混之前和之后，对包衣的颗粒的吸水率进行了测量(参见表6中的结果)。所有新的调节剂都使吸水率降低到与参照物包衣剂相似的水平。
表6：对组合物的吸水率的影响
Figure BDA0004113258390000171
还对在与SOP共混之前和之后颗粒所产生的粉尘进行了测量(表7)。通过PQR方法来测量共混之前的粉尘，在该方法中将颗粒封闭在容器中并推动空气流穿过颗粒，并且真空系统从颗粒中收集空气流和粉尘。通过如上所述的″倾斜法″来测量共混物组合物的粉尘。三种测试调节剂使对于共混物组合物所测量的粉尘量减少了至少6％。
表7：对组合物的粉尘的影响
Figure BDA0004113258390000172

Claims (17)

1.一种用于减少颗粒状肥料在物理共混物中的粉尘形成的调节剂，该调节剂包含50至60重量％的蜡、30至40重量％的油、1至15重量％的树脂——其是油溶性的并且可与该蜡和该油混溶、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于该油的粘弹性弹性体。
2.根据权利要求1所述的调节剂，其中，该调节剂包含51至60重量％、特别地52至59重量％、更特别地54至58重量％的蜡。
3.根据权利要求1或2所述的调节剂，其中，该调节剂包含30至39重量％、特别地32至39重量％、更特别地34至39重量％的油。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的调节剂，其中，该蜡选自以下项的组：中间蜡、石蜡、微晶蜡、巴西棕榈蜡、植物蜡或其混合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的调节剂，其中，该油选自以下项的组：矿物油、加氢处理工艺油、植物油或精制矿物油。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的调节剂，其中，该调节剂包含2至10重量％、特别地4至8重量％的树脂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的调节剂，其中，该树脂选自以下项的组：合成树脂比如香豆酮-茚树脂、酯化的天然树脂比如松香——例如季戊四醇松香酯、酚醛树脂、糠醇树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂，或天然树脂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的调节剂，其中，该弹性体选自以下项的组：聚异丁烯或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的调节剂，该调节剂包含0.001至0.1重量％、特别地0.005至0.05重量％的抗氧化剂，特别是叔丁基羟基甲苯。
10.一种颗粒状肥料组合物，其包含颗粒状基质和0.05至2.0重量％、特别地0.1至1.0重量％的包含根据权利要求1至9中任一项所述的调节剂的包衣。
11.根据权利要求10所述的颗粒状肥料组合物，其中，该颗粒状基质是选自NP、NK、NPK、硝酸铵(AN)、硝酸铵钙(CAN)、硝酸钙(CN)、具有硫的AN、尿素、和尿素-硫酸铵(UAS)、或其混合物的组的含氮肥料，特别地其中该颗粒状基质选自NPK、AN、CAN、CN、尿素、UAS或其混合物的组，更特别地其中该颗粒状基质是尿素或CN。
12.根据权利要求10或11所述的颗粒状肥料组合物，其中，该颗粒状基质是硝酸钙，并且该颗粒状肥料组合物包含0.05至1.0重量％的包衣，该包衣包含50至60重量％的蜡、30至40重量％的油、4至8重量％的树脂——其是油溶性的并且可与蜡和油混溶、以及任选地0.01至2.0重量％的可溶于油的粘弹性弹性体。
13.一种肥料共混物组合物，其包含根据权利要求10至12中任一项所述的颗粒状肥料组合物和一种或多种呈颗粒状形式的组分，该一种或多种呈颗粒状形式的组分选自以下项的组：硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐或氯化物。
14.根据权利要求13所述的肥料共混物组合物，其中，该一种或多种呈颗粒状形式的组分包含氯化钾和/或硫酸钾。
15.一种用于生产根据权利要求10至12中任一项所述的颗粒状肥料组合物的方法，该方法包括以下步骤：将根据权利要求1至8中任一项所述的调节剂施用于颗粒状基质。
16.一种用于制备根据权利要求1至8中任一项所述的调节剂的方法，该调节剂包含蜡、油、树脂和任选地粘弹性聚合物，该方法包括以下步骤：任选地将该粘弹性聚合物溶解在一定量的该蜡中；以及使该油、该树脂、该蜡和任选地在第一步骤中获得的包含该粘弹性聚合物的该蜡混合。
17.根据权利要求1至9中任一项所述的调节剂用于包衣颗粒状基质、特别是肥料颗粒状基质的用途。
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