RU2838000C2 - Hydrophobic coatings for improvement of parameters of physical quality of fertilizers - Google Patents
Hydrophobic coatings for improvement of parameters of physical quality of fertilizers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2838000C2 RU2838000C2 RU2021124203A RU2021124203A RU2838000C2 RU 2838000 C2 RU2838000 C2 RU 2838000C2 RU 2021124203 A RU2021124203 A RU 2021124203A RU 2021124203 A RU2021124203 A RU 2021124203A RU 2838000 C2 RU2838000 C2 RU 2838000C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fertilizer
- oil
- wax
- roughening
- coating
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007931 coated granule Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 32
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 17
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 11
- 239000004204 candelilla wax Substances 0.000 claims description 10
- 235000013868 candelilla wax Nutrition 0.000 claims description 10
- 229940073532 candelilla wax Drugs 0.000 claims description 10
- IUJAMGNYPWYUPM-UHFFFAOYSA-N hentriacontane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC IUJAMGNYPWYUPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 claims description 8
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 8
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000006012 monoammonium phosphate Substances 0.000 claims description 8
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M sodium octadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 6
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 6
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 6
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 claims description 6
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 claims description 6
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 5
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 5
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 5
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 4
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 4
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000013871 bee wax Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000012166 beeswax Substances 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000828 canola oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000019519 canola oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004203 carnauba wax Substances 0.000 claims description 3
- 235000013869 carnauba wax Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 claims description 3
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 claims description 3
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 239000012178 vegetable wax Substances 0.000 claims 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 20
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 9
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 2
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical class [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 235000019809 paraffin wax Nutrition 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000003871 white petrolatum Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКАRELATED APPLICATION
По настоящей заявке испрашивается преимущество по предварительной заявке U.S. № 62/793582, поданной 17 января 2019 г., которая во всей своей полноте включена в настоящее изобретение в качестве ссылки.This application claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 62/793,582, filed January 17, 2019, which is incorporated herein by reference in its entirety.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к гидрофобному или супергидрофобному покрытию для уменьшения агломерации (слеживания), разложения (разрушения) и образования пыли гранулированными удобрениями при хранении, транспортировке и применении. Точнее, в настоящем изобретении описано шероховатое покрытие или обработка поверхности соединением с низкой поверхностной энергией, которое минимизирует влияние циклического изменения влажности и температуры удобрения для уменьшения агломерации, разложения и образования пыли. В вариантах осуществления покрытие можно наносить на удобрения в одну стадию и оно также может содержать один или большее количество питательных микроэлементов и/или вторичных питательных веществ, и обеспечивать сыпучесть.Embodiments of the present invention relate to a hydrophobic or superhydrophobic coating for reducing agglomeration (caking), decomposition (breakdown) and dust formation of granular fertilizers during storage, transportation and application. More specifically, the present invention describes a rough coating or surface treatment with a low surface energy compound that minimizes the effect of cyclic changes in humidity and temperature of the fertilizer to reduce agglomeration, decomposition and dust formation. In embodiments, the coating can be applied to the fertilizers in a single step and can also contain one or more micronutrients and/or secondary nutrients, and provide flowability.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
Многие сельскохозяйственные удобрения получают гранулированием с последующей сушкой и охлаждением до хранения в течение длительных периодов времени до внесения в почву. Характерным затруднением во время этого обычного хранения является сильная склонность значительной части удобрения к образованию комков и агломератов. Образование твердых комков и агломератов обычно является следствием циклических изменений влажности при переходе от дневной температуры к ночной. При увеличении влажности, влага конденсируется из воздуха и/или влага выходит из гранул и удобрение начинает растворяться. При снижении влажности и температуры во время перекристаллизации кристаллические мостики образуют солевые мостики, которые связывают гранулы друг с другом. Эти комки и агломераты образуются в большинстве предприятий для хранения удобрений.Many agricultural fertilizers are produced by granulation followed by drying and cooling before storage for long periods of time before application to the soil. A characteristic difficulty during this conventional storage is the strong tendency of much of the fertilizer to form lumps and agglomerates. The formation of hard lumps and agglomerates is usually a consequence of the cyclic changes in humidity as it passes from day to night temperatures. As humidity increases, moisture condenses from the air and/or moisture escapes from the granules and the fertilizer begins to dissolve. As humidity and temperature decrease during recrystallization, crystalline bridges form salt bridges that bind the granules together. These lumps and agglomerates are formed in most fertilizer storage facilities.
Удобрение, которое было агломерировано, с большей вероятностью образует пыль в упакованном виде или при транспортировке вследствие смещения этих кристаллов. Вследствие этого удобрение значительно труднее использовать и распределять по земле, поскольку пыль склонна переноситься воздухом и ее нанесение трудно регулировать, что в конечном счете приводит к неравномерному распределению питательного вещества и возможной опасности для здоровья пользователей. Если комки удобрения являются твердыми и не повреждены при транспортировке, они могут привести к блокировке распределяющего оборудования, что также приводит к неравномерному распределению питательного вещества и износу оборудования.Fertilizer that has been agglomerated is more likely to form dust when packaged or transported due to the shifting of these crystals. This makes the fertilizer significantly more difficult to use and distribute on the ground, as the dust tends to become airborne and its application is difficult to control, ultimately resulting in uneven distribution of the nutrient and possible health hazards to users. If the clumps of fertilizer are hard and not damaged during transport, they can cause blockages in the distribution equipment, which also results in uneven distribution of the nutrient and wear on the equipment.
Критическая относительная влажность, или CRH, по которой большинство удобрений поглощают влагу из воздуха и подвергаются физическому разложению, вследствие слеживания равна от 60 до 75% относительная влажность (при 35°C или 95°F). При этой влажности влага из воздуха оседает на удобрении и начинается процесс растворения поверхности. Если смешивают удобрения с разными CRH, CRH смеси меняется и влияет на компонент с наименьшей CRH, что может сделать смесь подверженной слеживанию при нормальных условиях хранения. Это может значительно ограничить использование возможных компонентов для смешивания и возможность хранения.The critical relative humidity, or CRH, at which most fertilizers absorb moisture from the air and undergo physical decomposition due to caking is 60 to 75% relative humidity (at 35°C or 95°F). At this humidity, moisture from the air is deposited on the fertilizer and the process of surface dissolution begins. When fertilizers with different CRHs are mixed, the CRH of the mixture changes and affects the component with the lowest CRH, which can make the mixture susceptible to caking under normal storage conditions. This can significantly limit the use of possible mixing components and storage capabilities.
Нанесение покрытие на гранулированные удобрения снижает возможность разложения. Однако многие из гидрофобных покрытий, использующихся для удобрений, обладают высокой стоимостью, что делает невозможным их промышленное применение на больших площадях и их используют только в более доходных областях, таких как, например, обработка газонов и полей для гольфа.Coating granular fertilizers reduces the possibility of decomposition. However, many of the hydrophobic coatings used for fertilizers are expensive, making them unsuitable for industrial use over large areas and are used only in more profitable areas such as lawn and golf course treatment.
Предприняты шаги для включения гидрофобных покрытий в удобрения для значительного замедления высвобождения питательных веществ из удобрений, получая таким образом удобрения с регулируемым или замедленным высвобождением, такие как описанные в патенте U.S. № 7452399 под названием "Coating for Fertilizer", патенте U.S. № 4857098 под названием "Sulfur-Coated Fertilizer Granules and Process of Making the Same", и заявке U.S. 14/351560 под названием "Encapsulated Nitrogen Fertilizer Composition with Fire-Extinguishing and Fire-Spreading Preventing Option Corresponding Manufacture Process and Application Process", которые все во всей своей полноте включены в настоящее изобретение в качестве ссылки. Однако эти покрытия необязательно приводят к уменьшению слеживания и образования пыли. Кроме того, эти типы покрытий часто получают из синтетических полимеров, для которых не исследованы эффекты долговременного нахождения в почве. Натуральные продукты, такие как воска и масла иногда используют вследствие их способности предотвращать слеживание, такие как описанные патенте U.S. № 6355083B1 под названием "Dust Control Composition for Fertilizer and Method of Treatment of Fertilizer", который во всей своей полноте включены в настоящее изобретение в качестве ссылки, но обычно они не обеспечивают преимущество необходимого длительного хранения удобрения. Соответственно, эти покрытия могут привести к значительному сокращению срока хранения удобрения и часто их трудно равномерно нанести на неровные поверхности.Steps have been taken to incorporate hydrophobic coatings into fertilizers to significantly slow the release of nutrients from the fertilizers, thereby producing controlled or delayed release fertilizers, such as those described in U.S. Patent No. 7,452,399, entitled "Coating for Fertilizer," U.S. Patent No. 4,857,098, entitled "Sulfur-Coated Fertilizer Granules and Process of Making the Same," and U.S. application Ser. No. 14/351,560, entitled "Encapsulated Nitrogen Fertilizer Composition with Fire-Extinguishing and Fire-Spreading Preventing Option Corresponding Manufacture Process and Application Process," all of which are herein incorporated by reference in their entireties. However, these coatings do not necessarily result in reduced caking and dust formation. Furthermore, these types of coatings are often formed from synthetic polymers for which the effects of long-term residence in soil have not been studied. Natural products such as waxes and oils are sometimes used for their ability to prevent caking, such as those described in U.S. Patent No. 6,355,083B1, entitled "Dust Control Composition for Fertilizer and Method of Treatment of Fertilizer," which is incorporated herein by reference in its entirety, but they generally do not provide the required long-term storage benefit of the fertilizer. Accordingly, these coatings can result in a significant reduction in the shelf life of the fertilizer and are often difficult to apply uniformly to uneven surfaces.
Инертные неорганические частицы включали в некоторые покрытия в качестве наполнителей в попытке закрыть поры макрогранул удобрения, замедлить проникновение воды и поэтому высвобождение питательного вещества из продукта, что рассмотрено, например, в публикации заявки PCT № WO 2000/076649, которая во всей своей полноте включена в настоящее изобретение в качестве ссылки. Для регулирования и замедления высвобождения питательного вещества с использованием наполнителей необходимо до 20 мас.% покрытия, как описано, например, в публикации заявки на европейский патент № EP 0976699, и часто включение других гидрофобных соединений, таких как амины необходимо для дополнительного замедления растворения, как описано в публикации заявки на патент Франции № FR 2155883A2, которые обе во всей своей полноте включены в настоящее изобретение в качестве ссылки; однако это не обязательно для предотвращающего слеживание покрытия.Inert inorganic particles have been included in some coatings as fillers in an attempt to close the pores of the fertilizer macrogranules, slow down the penetration of water and therefore the release of the nutrient from the product, as discussed, for example, in PCT Application Publication No. WO 2000/076649, which is incorporated herein by reference in its entirety. To control and slow down the release of the nutrient using fillers, up to 20% by weight of the coating is necessary, as described, for example, in European Patent Application Publication No.
Необходимо экологически благоприятное и недорогое покрытие, которое снижает склонность к слеживанию растворимых в воде удобрений, в особенности обладающих частицами неправильной угловатой формы, таких как уплотненный хлорид калия, на которые в ином случае затруднительно нанести однородное покрытие.What is needed is an environmentally friendly and inexpensive coating that reduces the caking tendency of water-soluble fertilizers, particularly those with irregular angular particles such as compacted potassium chloride, which are otherwise difficult to coat uniformly.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION
Варианты осуществления настоящего изобретения в целом относятся к гидрофобному или супергидрофобному покрытию гранул удобрения. Гидрофобное покрытие является таким, для которого краевой угол равен 90 градусов или более при измерении от поверхности, и супергидрофобное покрытие является таким, для которого краевой угол равен 140 градусов или более. Далее для простоты "гидрофобное" используется для описания гидрофобного или супергидрофобного состояния. Гидрофобные покрытия вариантов осуществления включают добавку для придания шероховатости в форме частиц и гидрофобный компонент с низкой поверхностной энергией, такой как покрытие из воска, эмульсия воска или агент для обработки маслом. В вариантах осуществления настоящего изобретения одна или большее количество добавок к гидрофобному покрытию приводит к шероховатости поверхности на поверхности удобрения порядка микрометров, что само по себе может, но не обязательно, увеличить гидрофобность и/или питательную ценность удобрения. Гидрофобное покрытие на грануле удобрения используют для защиты растворимых в воде гранул удобрения от поглощения влаги.Embodiments of the present invention generally relate to a hydrophobic or superhydrophobic coating of fertilizer granules. A hydrophobic coating is one for which the contact angle is 90 degrees or more when measured from the surface, and a superhydrophobic coating is one for which the contact angle is 140 degrees or more. For simplicity, "hydrophobic" is used hereinafter to describe a hydrophobic or superhydrophobic state. The hydrophobic coatings of embodiments include a particulate roughening additive and a low surface energy hydrophobic component such as a wax coating, a wax emulsion, or an oil treatment agent. In embodiments of the present invention, one or more additives to the hydrophobic coating result in a surface roughness on the surface of the fertilizer in the order of micrometers, which in itself may, but does not necessarily, increase the hydrophobicity and/or nutritional value of the fertilizer. The hydrophobic coating on the fertilizer granule is used to protect the water-soluble fertilizer granules from absorbing moisture.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения материал гидрофобного покрытия находится в жидком или расплавленном состоянии. Затем одну или большее количество добавок вводят в расплавленный или жидкий материал гидрофобного покрытия. Материал гидрофобного покрытия наносят распылением или наносят вальцами на поверхность основы гранулы удобрения, содержащей одно или большее количество первичных питательных веществ, таких как удобрения на основе фосфора, на основе азота и/или на основе калия (вместе обозначают, как "NPK удобрения"). В вариантах осуществления подходящие гранулы удобрения могут содержать, например, азотсодержащие удобрения, такие как нитраты и мочевины, калийсодержащие удобрения, такие как поташи, включая хлорид калия (MOP) или сульфат калия (SOP), фосфорсодержащие удобрения, такие как фосфатные удобрения, включая фосфаты аммония, такие как монофосфат аммония (MAP) или дифосфат аммония (DAP), удобрения на основе фосфат кальция, включая простой суперфосфат (SSP) или тройной суперфосфат (TSP), фосфаты калия, фосфаты кальция или любую их комбинацию. Добавки к гидрофобному покрытию придают шероховатость, которая приводит к уменьшению краевого угла между поверхностью и каплями воды, что приводит к стеканию воды с поверхности и тем самым предупреждает или уменьшает впитывание воды.In one embodiment of the present invention, the hydrophobic coating material is in a liquid or molten state. Then, one or more additives are introduced into the molten or liquid hydrophobic coating material. The hydrophobic coating material is sprayed or roller-coated onto the surface of a fertilizer granule base containing one or more primary nutrients, such as phosphorus-based, nitrogen-based and/or potassium-based fertilizers (collectively referred to as "NPK fertilizers"). In embodiments, suitable fertilizer granules may comprise, for example, nitrogen-containing fertilizers such as nitrates and ureas, potassium-containing fertilizers such as potash, including potassium chloride (MOP) or potassium sulfate (SOP), phosphorus-containing fertilizers such as phosphate fertilizers, including ammonium phosphates, such as monoammonium phosphate (MAP) or diammonium phosphate (DAP), calcium phosphate-based fertilizers, including single superphosphate (SSP) or triple superphosphate (TSP), potassium phosphates, calcium phosphates, or any combination thereof. Additives to the hydrophobic coating impart roughness, which leads to a decrease in the contact angle between the surface and water droplets, which leads to water running off the surface and thereby prevents or reduces water absorption.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения на гранулы удобрения сначала наносят придающий шероховатость материал. В этом варианте осуществления добавку для придания шероховатости в форме частиц добавляют первой, например, по обычным методикам нанесения покрытия, таким как распыление покрытия с нанесением одного или большего количества сплошных или не сплошных покрытий на основу гранулы удобрения. После того, как на гранулу нанесено придающее шероховатость соединение в форме частиц, добавляют обладающий низкой поверхностной энергией гидрофобный материал, например, воск и/или масло, проводят нанесение одного или большего количества сплошных или не сплошных покрытий на основу гранулы удобрения с покрытием. Время между нанесением придающего шероховатость соединения и покрытия может меняться в зависимости от схемы процесса.In another embodiment of the present invention, a roughening material is first applied to the fertilizer granules. In this embodiment, the roughening additive in the form of particles is added first, for example, by conventional coating techniques, such as spray coating with the application of one or more continuous or non-continuous coatings on the base of the fertilizer granule. After the roughening compound in the form of particles is applied to the granule, a low surface energy hydrophobic material, such as wax and/or oil, is added, and one or more continuous or non-continuous coatings are applied to the base of the coated fertilizer granule. The time between the application of the roughening compound and the coating may vary depending on the process design.
В третьем варианте осуществления шероховатость поверхности является результатом физической обработки, такой как механическое истирание поверхности или преднамеренного получения шероховатой поверхности при изготовлении основы гранулы. Одним примером этого является регулирование степени кристаллизации и степени отжига основы гранулы для обеспечения необходимой шероховатости поверхности. Затем для обеспечения шероховатости поверхности может потребоваться только нанесение обладающего низкой поверхностной энергией супергидрофобного покрытия с добавками или без них.In a third embodiment, the surface roughness is the result of physical processing, such as mechanical abrasion of the surface or intentional roughening of the surface during the manufacture of the granule base. One example of this is the control of the degree of crystallization and the degree of annealing of the granule base to provide the desired surface roughness. Then, only the application of a low-surface-energy superhydrophobic coating with or without additives may be required to provide the surface roughness.
В другом альтернативном варианте осуществления гидрофобное покрытие с добавками для придания шероховатости или без них наносят на основу гранулы удобрения и структурируют при нанесении или после последующего нанесения на гранулу. Например, нанесение микрорельефа можно провести с помощью покрытия еще в жидком, расплавленном или ином жидком состоянии для образования микрошероховатой структуры поверхности.In another alternative embodiment, a hydrophobic coating with or without roughening additives is applied to the base of the fertilizer granule and structured during application or after subsequent application to the granule. For example, the application of a microrelief can be carried out using the coating while still in a liquid, molten or other liquid state to form a micro-rough surface structure.
Описанная выше сущность изобретения не предназначена для описания каждого проиллюстрированного варианта осуществления или каждого воплощения настоящего изобретения. В приведенном ниже полном описании представлены более предпочтительные варианты осуществления.The above summary of the invention is not intended to describe each illustrated embodiment or each embodiment of the present invention. The full description below presents more preferred embodiments.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Объект изобретения можно полнее понять при рассмотрении приведенного ниже подробного описания различных вариантов осуществления вместе с прилагаемыми чертежами, на которых приведено следующее:The subject matter of the invention can be more fully understood by reference to the following detailed description of various embodiments together with the accompanying drawings, in which:
На фиг. 1 приведено сечение гранулы удобрения, содержащей супергидрофобное покрытие для одного варианта осуществления настоящего изобретения;Fig. 1 is a cross-sectional view of a fertilizer granule comprising a superhydrophobic coating for one embodiment of the present invention;
На фиг. 2 приведено сечение гранулы удобрения, содержащей супергидрофобное покрытие для альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения;Fig. 2 shows a cross-section of a fertilizer granule containing a superhydrophobic coating for an alternative embodiment of the present invention;
На фиг. 3 приведен вид в перспективе удобрения с приданной шероховатостью для одного варианта осуществления настоящего изобретения;Fig. 3 is a perspective view of a roughened fertilizer for one embodiment of the present invention;
На фиг. 4 проведено сопоставление гранул удобрения, где показано влияние разных покрытий удобрения на склонность к слеживанию удобрения для вариантов осуществления настоящего изобретения;Fig. 4 shows a comparison of fertilizer granules showing the effect of different fertilizer coatings on the caking tendency of the fertilizer for embodiments of the present invention;
На фиг. 5 приведена диаграмма для сопоставления впитывания влаги удобрением для вариантов осуществления настоящего изобретения;Fig. 5 is a chart comparing moisture absorption by fertilizer for embodiments of the present invention;
На фиг. 6A и 6B проведено сопоставление отталкивания и впитывания влаги для вариантов осуществления настоящего изобретения;Fig. 6A and 6B illustrate a comparison of moisture repellency and wicking for embodiments of the present invention;
На фиг. 7 приведена диаграмма для сопоставления склонности к слеживанию удобрения для вариантов осуществления настоящего изобретения;Fig. 7 is a diagram comparing the caking tendency of fertilizer for embodiments of the present invention;
На фиг. 8 приведена диаграмма для сопоставления стойкости к истиранию удобрений с покрытием для вариантов осуществления настоящего изобретения;Fig. 8 is a chart comparing the abrasion resistance of coated fertilizers for embodiments of the present invention;
На фиг. 9 приведена диаграмма для сопоставления образования пыли удобрениями с покрытием для вариантов осуществления настоящего изобретения;Fig. 9 is a chart comparing dust generation by coated fertilizers for embodiments of the present invention;
На фиг. 10 приведена диаграмма для сопоставления разложения удобрений с покрытием для вариантов осуществления настоящего изобретения.Fig. 10 is a chart comparing the degradation of coated fertilizers for embodiments of the present invention.
Хотя в разные варианты осуществления можно вносить разные изменения, описанные его альтернативные формы приведены для примера на чертежах и описаны подробно. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается заявленными в изобретении конкретными описанными вариантами осуществления. Напротив, настоящее изобретение включает все модификации, эквиваленты и альтернативы, входящие в объем объекта, определенного в формуле изобретения.Although various modifications can be made to the various embodiments, the alternative forms described are shown by way of example in the drawings and described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited to the specific embodiments described as claimed in the invention. On the contrary, the present invention includes all modifications, equivalents and alternatives that fall within the scope of the subject matter defined in the claims.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDETAILED DESCRIPTION OF DRAWINGS
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, приведенном на фиг. 1, гранула удобрения с гидрофобным покрытием 100 может включать порцию основы удобрения 102 и материал гидрофобного покрытия 103 добавку для придания шероховатости в форме твердых частиц или компонент 104 и гидрофобный материал с низкой поверхностной энергией 106, нанесенный в виде покрытия или иным образом нанесенный по меньшей мере на часть удобрения 102.In one embodiment of the present invention, shown in Fig. 1, a hydrophobic coated
В вариантах осуществления, часть удобрения 102 может содержать любое подходящее удобрение, такое как, например, нитраты, мочевины, поташи, фосфат удобрения, такие как монофосфат аммония (MAP), дифосфат аммония (DAP), простой суперфосфат, тройной суперфосфат, фосфаты калия, фосфаты кальция или их комбинации.In embodiments, the
В вариантах осуществления материал гидрофобного покрытия 103 может содержать дисперсию, эмульсию, суспензию или смесь добавки для придания шероховатости в форме твердых частиц 104 или придающее шероховатость средство в материале с низкой поверхностной энергией 106. В вариантах осуществления эта добавка для придания шероховатости 104 может содержать силикаты, песок, фосфорит, карбонат кальция, гипс, питательные микроэлементы, такие как цинк, марганец, железо, медь, молибден, бор, хлорид, кобальт, натрий, сера в форме сульфата, элементарная сера, стеараты, включая, например, но не ограничивается только ими, стеарат натрия и стеарат цинка, жирные кислоты, такие как стеариновая кислота, соль металла жирной кислоты, пылеобразный карбонат калия или любую их комбинацию. В альтернативных вариантах осуществления можно использовать любое кристаллическое или аморфное соединение в форме твердых частиц с растворимостью, меньшей, чем у основы гранулы. В одном варианте осуществления покрытие 103 содержит от примерно 0,01 мас.% до примерно 10 мас.%, более предпочтительно от примерно 0,01 до примерно 5 мас.% еще и более предпочтительно от примерно 0,1 мас.% до примерно 1,0 мас.% кристаллической или аморфной добавки для придания шероховатости в форме твердых частиц в пересчете на полную массу гранулы. Эти добавки сами могут быть или не быть гидрофобными. Добавку для придания шероховатости 104 можно диспергировать, эмульгировать или иным образом суспендировать в гидрофобном материале 106.In embodiments, the hydrophobic coating material 103 may comprise a dispersion, emulsion, suspension or mixture of a roughening additive in the form of
В вариантах осуществления обладающий низкой поверхностной энергией гидрофобный материал 106 может содержать канделильский воск, пчелиный воск, карнаубский воск, воска, регенерированные в пищевой промышленности, эмульсии воска или их комбинации. В других вариантах осуществления гидрофобным материалом 106 может быть любой воск на растительной или химической основе с температурой плавления от 50°C примерно до 105°C (от примерно 122°F до примерно 221°F). В еще одном варианте осуществления гидрофобным материалом 106 может быть воск, полученный в нефтехимической промышленности, такой как сырой парафин, парафиновый воск, микрокристаллические воска или комбинации масел и восков. Комбинацию природных и синтетический восков с любым маслом или без масла можно нанести для образования гидрофобного или супергидрофобного покрытия.In embodiments, the low surface energy
В еще одном варианте осуществления гидрофобный материал 106 состоит из любого подходящего натурального, минерального или синтетического масла. Маслами может быть любое подходящее натуральное, минеральное или синтетическое масло, такое как белое вазелиновое масло, но предпочтительно растительное масло, включая масло канолы, подсолнечное масло, соевое масло, касторовое масло, льняное масло, оливковое масло или модифицированные растительные масла. Также можно использовать другие гидрофобные жирные кислоты, такие как стеариновая кислота. В вариантах осуществления можно использовать комбинацию любого воска, масла или жирных кислот. В вариантах осуществления покрытие, содержащее гидрофобный воск, добавку масла или смесь воска и добавки масла, составляет от примерно 0,01 до примерно 10% в пересчете на полную массу гранулы удобрения, более предпочтительно от примерно 0,1 до примерно 5 мас.%, и более предпочтительно от примерно 0,5 до примерно 2,0 мас.% в пересчете на полную массу гранулы удобрения. Тонкое покрытие обеспечивает гидрофобность или супергидрофобность и также обеспечивает преимущество регулирование образование пыли без подавления высвобождения питательных веществ удобрения после внесения в почву.In another embodiment, the
В одном варианте осуществления в соответствии с фиг. 1 способ формирования гранулы удобрения с покрытием 100 включает объединение заданного количества придающего шероховатость средства в форме твердых частиц 104 с заданным количеством гидрофобного материала 106 с образованием материала супергидрофобного покрытия для нанесения на сформованную гранулу удобрения. В этом варианте осуществления материал гидрофобного покрытия 106 может находиться в жидкой, твердой или расплавленной форме и его можно нанести распылением, вальцами или по любой из подходящих методик нанесения покрытия с образованием сплошного или не сплошного покрытия на сформованной основе гранулы удобрения 102 с образованием некоторого количества гранул удобрения с покрытием 100. Затем гранулы сушат или охлаждают.In one embodiment, according to Fig. 1, a method for forming a
В одном варианте осуществления в соответствии с фиг. 2 придающее шероховатость средство в форме твердых частиц 204 можно нанести на поверхности гранулы удобрения 202 до нанесения обладающего низкой поверхностной энергией материала 206 на гранулу удобрения 202. В этом варианте осуществления придающее шероховатость средство в форме твердых частиц 204 можно нанести в виде жидкости, твердого вещества или расплава и можно нанести распылением, вальцами или по любой из подходящих методик нанесения покрытия с образованием сплошного или не сплошного покрытия на сформованной грануле удобрения 202 с образованием некоторого количества гранул удобрения с покрытием. В одном варианте осуществления на гранулы с мелкозернистым или аморфным покрытием затем наносят обладающий низкой поверхностной энергией материалом 206. Обладающий низкой поверхностной энергией материал 206 может находиться в жидкой, твердой, эмульгированной или расплавленной форме и его можно нанести распылением, вальцами или по любой из подходящих методик нанесения покрытия с образованием сплошного или не сплошного покрытия на кристаллических гранулах удобрения с покрытием с образованием некоторого количества гранул удобрения с покрытием 200. Затем гранулы сушат или охлаждают.In one embodiment, according to Fig. 2, the roughening agent in the form of
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг. 1 и 2, кристаллические или аморфные добавки в форме твердых частиц обеспечивают находящуюся в микрометровом масштабе шероховатость поверхности удобрения 104, 204. В этом варианте осуществления придание шероховатости грануле удобрения можно провести с использованием разных описанных ранее кристаллических или аморфных добавок в форме твердых частиц. Добавки могут обладать частицами размером от примерно 50 нм до примерно 250 мкм. В наиболее предпочтительном варианте осуществления эти материалы могут обладать размером, равным от примерно 10 мкм до примерно 150 мкм. В других вариантах осуществления размер добавок превышает 150 мкм. В вариантах осуществления настоящего изобретения, представленных на фиг. 3, микрометровый масштаб шероховатости поверхности приводит к тому, что площади поверхности, занятые осажденными капельками влаги и гранулой удобрения 306 минимальны по сравнению со случаем отсутствия покрытия 302. Шероховатость приводит к тому, что капельки воды остаются сферическими, так что воздух, захваченный между удобрением 306 и капельками воды, исключает проникновение воды в гранулу удобрения. Эти покрытия также можно нанести на гранулы, которые нагреты до температуры выше температуры окружающей среды, для содействия смачиванию поверхности гидрофобного обладающего низкой поверхностной энергией покрытия и оптимизации равномерности покрытия.In one embodiment of the present invention, shown in Figs. 1 and 2, crystalline or amorphous additives in the form of solid particles provide a micrometer-scale roughness of the surface of the
В вариантах осуществления придающее шероховатость соединение в форме твердых частиц и обладающие низкой поверхностной энергией гидрофобные добавки придают шероховатость, которая увеличивает гидрофобность покрытия с минимальным влиянием на сыпучесть, распыляемость или наносимость покрытия. В наиболее предпочтительных вариантах осуществления покрытие должно существенно разлагаться после внесения в почву, так чтобы питательные вещества удобрения легко высвобождались в почву.In embodiments, the particulate roughening compound and low surface energy hydrophobic additives impart a roughness that increases the hydrophobicity of the coating with minimal impact on the flowability, sprayability, or application of the coating. In the most preferred embodiments, the coating should be substantially degradable after application to the soil so that the fertilizer nutrients are readily released into the soil.
В приведенных ниже примерах рассмотрены конкретные варианты осуществления настоящего изобретения. В каждом из примеров использовано оборудование SPEX Mixer Mill 8000M с амортизированным электродвигателем. В некоторых примерах смесительные вальцы действуют с колебательным перемещением по 5,9 см назад и вперед и 2,5 см в стороны с частотой 1060 циклов/мин.The following examples illustrate specific embodiments of the present invention. Each example utilizes a SPEX Mixer Mill 8000M with a damped motor. In some examples, the mixing rollers operate with an oscillating motion of 5.9 cm back and forth and 2.5 cm sideways at a rate of 1060 cycles/min.
Типичные материалы получали в периодическом режиме путем проводимой сначала загрузки гранул MOP без покрытия, затем добавляли соответствующие придающие шероховатость материалы в форме твердых частиц, перемешивали в течение 1 мин, затем нагревали вместе с обладающим низкой поверхностной энергией материалом и дополнительно перемешивали при естественном охлаждении до температуры окружающей среды.Typical materials were prepared in a batch mode by first loading uncoated MOP granules, then adding the appropriate roughening materials in the form of solid particles, mixing for 1 min, then heating together with the low surface energy material, and further mixing while naturally cooling to ambient temperature.
Пример 1: MOP, MOP+воск, и MOP+воск и придающее шероховатость средство в форме твердых частицExample 1: MOP, MOP+wax, and MOP+wax and roughening agent in solid particle form
Слеживание MOP без покрытия сопоставляли с данными для MOP с покрытием из воска и MOP с покрытием из воска и придающего шероховатость материала. Условия проведения исследования были следующими: образцы массой 4 г нагревали при 35°C (95°F) с массой 1 кг при равной 80% относительной влажности в течение 7 дней.The tracking of uncoated MOP was compared to that of wax-coated MOP and wax-coated MOP with a roughening material. The test conditions were as follows: 4 g samples were heated at 35°C (95°F) with 1 kg of mass at 80% relative humidity for 7 days.
Склонность к слеживанию MOP является относительно высокой вследствие имеющегося распределения частиц по размерам и угловатой формы продукта. При насыпном хранении слеживание приводит к корке на массе MOP при естественных циклах изменения влажности. Как показано на фиг. 4, MOP с покрытием с тонкоизмельченным фосфоритом и канделильским воском характеризуется значительно меньшим слеживанием, чем MOP без обработки поверхности и MOP только с воском.The caking tendency of MOP is relatively high due to the existing particle size distribution and the angular shape of the product. In bulk storage, caking results in a crust on the MOP mass under natural moisture cycles. As shown in Fig. 4, MOP coated with finely ground phosphate rock and candelilla wax exhibits significantly less caking than MOP without surface treatment and MOP with wax alone.
Пример 2: Поглощение влаги MOP с воском и придающим шероховатость материаломExample 2: Moisture absorption of MOP with wax and roughening material
Сопоставляли поглощение влаги (увеличение массы, %) при, равных 75% и 80% относительных влажностях удобрений с покрытием с 1,5% канделильского воска и с диапазоном содержаний придающих шероховатость материалов (фиг. 5). Придающие шероховатость материалы, использующиеся в этом примере, включали фосфорит, бентонитовую глину, карбонат кальция (CaCO3), диатомит, элементарную серу (элементарная S), наночастицы апатита (Ca5(PO4)3(F, Cl,OH)) производства фирмы SKY Spring Nanoparticles Inc, наночастицы апатита производства фирмы MK Nano, доломит (CaCO3⋅MgCO3), гипс (CaSO4,2H2O) и оксид цинка (ZnO). Придающие шероховатость материалы добавляли в количествах, равных от 0,1% (элементарная S) до 2,4% (доломит). Поглощение влаги определяли после обработки в течение 3 ч при 75 и 80% относительной влажности (25°C).The moisture uptake (weight gain, %) at 75% and 80% relative humidity of the 1.5% candelilla wax coated fertilizers was compared with a range of roughening material contents (Fig. 5). The roughening materials used in this example included phosphate rock, bentonite clay, calcium carbonate (CaCO3), diatomite, elemental sulfur (elemental S), apatite nanoparticles (Ca5(PO4)3(F, Cl,OH)) produced by SKY Spring Nanoparticles Inc, apatite nanoparticles produced by MK Nano, dolomite (CaCO3⋅MgCO3), gypsum (CaSO4,2H2O) and zinc oxide (ZnO). Roughening materials were added in amounts ranging from 0.1% (elemental S) to 2.4% (dolomite). Moisture absorption was determined after treatment for 3 h at 75 and 80% relative humidity (25°C).
Как показано на на фиг. 5, при 80% RH, композиция удобрения с покрытием с использованием канделильского воска и фосфорита обладала наименьшим поглощением влаги.As shown in Fig. 5, at 80% RH, the fertilizer composition coated with candelilla wax and rock phosphate had the lowest moisture absorption.
Примере 3: Склонность к слеживанию MOP, MOP+ZnO в эмульсии воска и придающего шероховатость стеарата Zn с канделильским воскомExample 3: Caking tendency of MOP, MOP+ZnO in an emulsion of wax and roughening Zn stearate with candelilla wax
В этом примере на частицы MOP наносили покрытие из эмульсии воска в количестве 1,5 мас.% на удобрении с 0,5 мас.% Zn из ZnO или покрытие Zn стеарат/канделильский воск. На фиг. 6A и 6B показано, что после 15 дней при 80% RH влага выводится из композиции удобрения с покрытием (см. фиг. 6A), но поглощается частицами MOP без покрытия (см. фиг. 6B). Сила, необходимая для разрушения ~ 3 г образцов слежавшегося удобрения после обработки при 80% RH и 22°C в течение 30 дней, последующая сушка в течение ночи при 40°C и приведение в равновесие до температуры окружающей среды представлены на фиг. 7. Как показано, придающие шероховатость материалы ZnO и стеарат Zn в эмульсии воска или расплавах значительно снижали склонность к слеживанию MOP без покрытия.In this example, MOP particles were coated with a 1.5 wt% wax emulsion on 0.5 wt% Zn fertilizer from ZnO or a Zn stearate/candelilla wax coating. Figures 6A and 6B show that after 15 days at 80% RH, moisture is released from the coated fertilizer composition (see Figure 6A) but is absorbed by the uncoated MOP particles (see Figure 6B). The force required to break up ~3 g of caked fertilizer samples after treatment at 80% RH and 22°C for 30 days, followed by overnight drying at 40°C and equilibration to ambient temperature are shown in Figure 7. As shown, the ZnO and Zn stearate roughening materials in the wax emulsion or melts significantly reduced the cake tendency of the uncoated MOP.
Пример 4: Зависимость стойкости к истиранию от времени для MOP и MOP с покрытием из ZnO и эмульсии воска при использовании разных отношений и источников воскаExample 4: Abrasion resistance versus time for MOP and MOP coated with ZnO and wax emulsion using different wax ratios and sources
Разложение в процентах рассчитывали, как доля в мас.% частиц <250 мкм, оставшихся после обработки образца массой 10 г (+1-3,35 мм) в течение 30 с в Spex-mixer/Mill (8000M); исследование повторяли трижды. По сравнению с образцом без покрытия для этих покрытий разложение в % уменьшалось в ~10 раз, как показано на фиг. 8.The percent degradation was calculated as the proportion in wt.% of particles <250 μm remaining after processing a 10 g sample (+1-3.35 mm) for 30 s in a Spex-mixer/Mill (8000M); the study was repeated three times. Compared to the uncoated sample, the % degradation for these coatings was reduced by a factor of ~10, as shown in Fig. 8.
Пример 5: Разложение продукта и образование пылиExample 5: Product decomposition and dust formation
На фиг. 9 и 10 разложение продукта и образование пыли сопоставляли для образцов с покрытием для регулирования влажности, описанным в настоящем изобретении, MOP без покрытия. На чертежах на образцы #1A-C и #2-C наносили покрытие из придающего шероховатость стеарата натрия в количестве 2 фунта стеарата на 1 т гранул удобрения, и гидрофобное покрытие, образованное из нефтяного масла VM160 с 5% амина в количестве 3 фунта покрытия на 1 т гранул. На образец #3 наносили придающее шероховатость и гидрофобное покрытие такого же состава, но количество придающего шероховатость материала увеличивали до 3,5 фунт/т. Как показано на чертежах, образование пыли и разрушение в процентах для образцов с покрытием значительно уменьшилось по сравнению с исходным образцом без покрытия.In Figs. 9 and 10, product degradation and dust formation were compared for samples with a moisture control coating described in the present invention and an uncoated MOP. In the figures, samples #1A-C and #2-C were coated with a roughening sodium stearate coating at a rate of 2 pounds of stearate per ton of fertilizer granules and a hydrophobic coating formed from VM160 petroleum oil with 5% amine at a rate of 3 pounds of coating per ton of granules. Sample #3 was coated with a roughening and hydrophobic coating of the same composition, but the amount of roughening material was increased to 3.5 pounds per ton. As shown in the figures, dust formation and percent failure for the coated samples were significantly reduced compared to the original uncoated sample.
Настоящее изобретение можно осуществить в других конкретных формах без отклонения от его существенных признаков; поэтому проиллюстрированные варианты осуществления следует рассматривать, как иллюстративные и не ограничивающие во всех аспектах. Формула изобретения обеспечивает адекватность настоящей заявки для установления приоритета за рубежом и не для каких-либо иных целей.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from its essential features; therefore, the illustrated embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive in all respects. The claims ensure the adequacy of the present application for establishing priority abroad and for no other purposes.
В настоящем изобретении описаны разные варианты осуществления систем, устройств и способов. Эти варианты осуществления приведены только в качестве примера и не ограничивают объем заявленного изобретения. Кроме того, следует понимать, что разные признаки описанных вариантов осуществления можно объединять разным образом и получить многочисленные дополнительные варианты осуществления. Кроме того, хотя для использования с раскрытыми вариантами осуществления описаны разные материалы, размеры, формы, конфигурации и положения и т. п., без выхода за пределы объема заявленного изобретения можно использовать другие, кроме раскрытых.The present invention describes various embodiments of systems, devices and methods. These embodiments are provided by way of example only and do not limit the scope of the claimed invention. In addition, it should be understood that various features of the described embodiments can be combined in various ways to obtain numerous additional embodiments. In addition, although various materials, sizes, shapes, configurations and positions, etc. are described for use with the disclosed embodiments, others than those disclosed can be used without departing from the scope of the claimed invention.
Специалисты в соответствующих областях техники должны понимать, что объект изобретения может включать меньше признаков, чем указано в описанном выше отдельном варианте осуществления. Варианты осуществления, описанные в настоящем изобретении, не являются исчерпывающим представлением путей, с помощью которых можно объединить разные его признаки. Соответственно, варианты осуществления не являются взаимоисключающими комбинациями признаков; напротив, разные варианты осуществления могут включать комбинацию разных отдельных признаков, выбранных из отдельных вариантов осуществления, что понимают специалисты с общей подготовкой в данной области техники. Кроме того, элементы, описанные в одном варианте осуществления, можно использовать в других вариантах осуществления, даже если они не описаны в таких вариантах осуществления, если не указано иное.Those skilled in the relevant art will understand that the subject matter of the invention may include fewer features than those indicated in the individual embodiment described above. The embodiments described in the present invention are not an exhaustive representation of the ways in which its various features can be combined. Accordingly, the embodiments are not mutually exclusive combinations of features; rather, different embodiments may include a combination of different individual features selected from the individual embodiments, as will be understood by those of ordinary skill in the art. Furthermore, elements described in one embodiment may be used in other embodiments even if they are not described in such embodiments, unless otherwise indicated.
Хотя в формуле изобретения в зависимом пункте может быть ссылка на конкретную комбинацию с одним или большим количеством других пунктов, другие варианты осуществления также могут включать комбинацию зависимого пункта с объектом каждого другого зависимого пункта или комбинацию одного или большего количества признаков с другими зависимыми или независимыми пунктами. Такие комбинации предложены в настоящем изобретении, если не указано, что конкретная комбинация не подразумевается.Although a dependent claim may refer in the claims to a specific combination with one or more other claims, other embodiments may also include a combination of a dependent claim with the subject matter of each other dependent claim or a combination of one or more features with other dependent or independent claims. Such combinations are provided in the present invention unless it is indicated that a specific combination is not intended.
Любые включенные выше в настоящее изобретение в качестве ссылки документы ограничены, так что не включен объект, который противоречит явному раскрытию в настоящем изобретении. Любое включение в качестве ссылки указанных выше документов дополнительно ограничено, так что формулы изобретения, включенные в эти документы, не включены в качестве ссылки. Любое включение в качестве ссылки указанных выше документов дополнительно ограничено, так что любые определения, приведенные в документах, не включены в качестве ссылки, если явно не указано иное.Any documents incorporated by reference herein above are limited so that no matter is included that is inconsistent with the express disclosure herein. Any incorporation by reference of the documents above is further limited so that claims included in those documents are not incorporated by reference. Any incorporation by reference of the documents above is further limited so that any definitions given in the documents are not incorporated by reference unless expressly stated otherwise.
Для интерпретации формулы изобретения явно подразумевается, что положения 35 U.S.C. § 112(f) не применяются, если в формуле изобретения не используются специальные термины "средства для" или "стадия для".For the purposes of interpreting the claims, it is expressly understood that the provisions of 35 U.S.C. § 112(f) do not apply unless the claims specifically use the terms "means for" or "step for."
Claims (38)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/793,582 | 2019-01-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021124203A RU2021124203A (en) | 2023-02-17 |
| RU2838000C2 true RU2838000C2 (en) | 2025-04-08 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003176194A (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | Granular coated fertilizer and method for producing the same |
| RU2399376C1 (en) * | 2006-06-02 | 2010-09-20 | Дзе Трастиз Оф Коламбия Юниверсити Ин Дзе Сити Оф Нью-Йорк | Compositions containing zinc salts for medical device coating |
| RU2627951C2 (en) * | 2012-09-04 | 2017-08-14 | Тейджин Арамид Б.В. | Method of non-destructive testing of synthetic fiber ropes and rope suitable for being used in it |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003176194A (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | Granular coated fertilizer and method for producing the same |
| RU2399376C1 (en) * | 2006-06-02 | 2010-09-20 | Дзе Трастиз Оф Коламбия Юниверсити Ин Дзе Сити Оф Нью-Йорк | Compositions containing zinc salts for medical device coating |
| RU2627951C2 (en) * | 2012-09-04 | 2017-08-14 | Тейджин Арамид Б.В. | Method of non-destructive testing of synthetic fiber ropes and rope suitable for being used in it |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12325673B2 (en) | Hydrophobic coatings to improve the physical quality parameters of fertilizers | |
| US5997601A (en) | Method for making moisture resistant calcium-containing particles | |
| US6749659B1 (en) | Controlled release rate fertilizers and methods of making same | |
| EP2542514B1 (en) | Fertilizer composition containing micronutrients and methods of making same | |
| US20230348336A1 (en) | Dust and anticaking resistant fertilizer | |
| CA2982995A1 (en) | Coatings and additives containing fatty acids, salts of fatty acids, or similar compounds, for use as de-dust and/or anti-caking agents for granular products | |
| RU2838000C2 (en) | Hydrophobic coatings for improvement of parameters of physical quality of fertilizers | |
| PL192247B1 (en) | Fertiliser additive comprising magnesium and calcium sulphate and carbonate | |
| US20230295057A1 (en) | Coating containing micronutrients for fertilizer granules | |
| HK40064792A (en) | Hydrophobic coatings to improve the physical quality parameters of fertilizers | |
| HK40064792B (en) | Hydrophobic coatings to improve the physical quality parameters of fertilizers | |
| TR2021011619T (en) | HYDROPHOBIC COATINGS TO IMPROVE THE PHYSICAL QUALITY PARAMETERS OF FERTILIZERS | |
| RU2851637C1 (en) | Coating containing nutrient microelements for fertiliser granules | |
| CA2358287C (en) | Controlled release rate fertilizer and methods of making same | |
| WO2024189042A1 (en) | A coated particle | |
| CN108698950A (en) | The fertilizer of anti-dust and caking | |
| HK1179598B (en) | Fertilizer composition containing micronutrients and methods of making same |