一种新型复合肥防结块剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于防结块剂制备技术领域，具体涉及一种新型复合肥防结块剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国是农业大国，农业生产活动中使用的肥料种类多、量大。复合肥通常指的是含氮、五氧化二磷、氧化钾中两种及以上物质的产品，相较于单一肥料而言，复合肥的吸湿、溶解和结块性在实际生产和储存过程中更为棘手，这是由于复合肥的临界相对湿度小于其任一组成的临界相对湿度；且复合肥中尿素、硝铵等物质的存在造成肥料盐的溶解度高，进一步造成了复合肥相较于单一肥料更容易结块。

现有技术中，肥料防结块剂按原料分可以划分为惰性粉末、无机盐、疏水性物质、表面活性剂、复合型剂等。无论是哪种防结块剂，都应该具有如下特性：性能稳定、不影响肥料质量、易于使用、成本可控等。专利文献CN106380321A中记载了一种由植物油、硬脂酸、表面活性剂、过氧化苯甲酰等物质组成的复合肥用防结块剂，其主要是疏水性物质，在高温下防结块性能会显著不足；专利文献CN105801244A记载的是由表面活性剂、脂肪酸、废弃油脂组成的复合肥用防结块剂，其使用温度为14～36℃；专利文献CN105294313A提供了一种以低品位滑石为主要原料的防结块剂，其防结时限为50天。由此可见，现有技术中，针对复合肥的防结块剂，存在着高温下防结块效果不好，或者是整体防结块时效不长的不足。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型复合肥防结块剂及其制备方法和应用，以秸秆粉为主要原料，通过添加特定粒径的疏水性白炭黑和改性凹凸棒土，能够形成致密的惰性层，原料易得，制备工艺方便，复合肥的防结块性能好，时效长且高温(15～55℃)下防结块性好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型复合肥防结块剂，以重量份计，由以下物质制成：150～200份秸秆粉、30～80份改性凹凸棒土、10～30份疏水性白炭黑、2～8份表面活性剂：

其中，秸秆粉的目数为300～500目；改性凹凸棒土的目数为500～800目；疏水性白炭黑的目数为800～1000目。

作为本发明进一步优选的技术方案，以重量份计，由以下物质制成：160～180份秸秆粉、40～60份改性凹凸棒土、15～25份疏水性白炭黑、3～7份表面活性剂。

作为本发明进一步优选的技术方案，以重量份计，由以下物质制成：165～175份秸秆粉、45～55份改性凹凸棒土、15～25份疏水性白炭黑、3～7份表面活性剂。

作为本发明进一步优选的技术方案，所述秸秆粉选自大豆、花生、小麦、油菜、棉花中的一种或多种。

作为本发明进一步优选的技术方案，改性凹凸棒土的制备包括如下步骤：按照质量比100：3～8称取凹凸棒土和氢氧化钠，混合均匀后于800～850℃下煅烧1～2h，即得。

作为本发明进一步优选的技术方案，表面活性剂选自硅烷偶联剂或硬脂酸中的一种或两种。

作为本发明进一步优选的技术方案，所述硅烷偶联剂为KH-550。

同时，本发明还提供一种上述复合肥防结块剂的制备方法，包括如下步骤：分别称取秸秆粉、改性凹凸棒土、疏水性白炭黑，随后分别进行研磨；研磨完成后，将上述物料加入到表面活性剂中，再次混合均匀后，即得。

同时，本发明还要求保护上述防结块剂在复合肥防结块中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明提供的一种新型复合肥防结块剂，以秸秆粉为主要原料，通过添加改性凹凸棒土，辅以加入少量的疏水性白炭黑，和表面活性剂一起制备得到复合防结块剂，60天内复合肥结块少，防结块效果好；且15～55℃温度范围内防结块好，耐高温性相对较好。

(2)本发明提供的一种新型复合肥防结块剂，和以往直接应用黏土矿物不同，本发明中所使用到的凹凸棒土经过高温熔融改性，一方面破坏了凹凸棒土固有的层状结构，使得其结构偏向无定性化；另一方面，碱性高温熔融处理还进一步提高了凹凸棒土的比表面积，有利于后续的复合使用。

(3)本发明提供的一种新型复合肥防结块剂中，使用的表面活性剂能够较好地吸附在复合肥颗粒表面，提高肥料的疏水性；秸秆粉含有纤维、糖分等物质，其中的羟基等基团能够与表面活性剂较好地相容，形成疏水惰性层主体；疏水性白炭黑，能够进一步提高体系的疏水性；改性凹凸棒土经过改性后，本身的不溶于水、疏水特性得到了保留，同样起到改善体系疏水的作用。

(4)本发明提供的一种新型复合肥防结块剂中，秸秆粉、改性凹凸棒土、疏水性白炭黑的目数依次增大，这样设置的好处在于：量大、粒径大的秸秆粉形成主体惰性层，大表面积的改性凹凸棒土在表面活性剂的作用下，在充分填充到秸秆粉层状孔隙进一步密实惰性层的同时，还能充分粘合小粒径的疏水性白炭黑，使得惰性层变得更加密实，三种特定粒径的物质协同作用，共同提高疏水效果，极大地改善复合肥的抗结块性。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和发明优势更加清楚阐述，以下将结合实施例对本发明做进一步详细讲解。

如无特殊说明，本发明中使用到的原料均从市场途径购买。

实施例1

一种新型复合肥防结块剂，以重量计，由以下物质制成：165g秸秆粉、45g改性凹凸棒土、18g疏水性白炭黑、4g表面活性剂；

其中，秸秆粉的目数为400目；改性凹凸棒土的目数为600目；疏水性白炭黑的目数为800目。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，所述秸秆粉为棉花秸秆，秸秆经过晾干、粉碎到相应目数即可使用，上述处理均为现有技术，本实施例中并不对其处理工艺做具体的描述。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，改性凹凸棒土的制备包括如下步骤：按照质量比100：4称取凹凸棒土和氢氧化钠，混合均匀后于820℃下煅烧2h，即得。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，表面活性剂由质量比1:1的硅烷偶联剂KH-550与硬脂酸组成。

本实施例还提供一种上述复合肥防结块剂的制备方法，包括如下步骤：分别称取秸秆粉、改性凹凸棒土、疏水性白炭黑，随后分别进行研磨；研磨完成后，将上述物料加入到表面活性剂中，再次混合均匀后，即得。

实施例2

一种新型复合肥防结块剂，以重量计，由以下物质制成：170g秸秆粉、50g改性凹凸棒土、20g疏水性白炭黑、5g表面活性剂；

其中，秸秆粉的目数为500目；改性凹凸棒土的目数为700目；疏水性白炭黑的目数为900目。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，所述秸秆粉为花生秸秆，秸秆经过晾干、粉碎到相应目数即可使用，上述处理均为现有技术，本实施例中并不对其处理工艺做具体的描述。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，改性凹凸棒土的制备包括如下步骤：按照质量比100：5称取凹凸棒土和氢氧化钠，混合均匀后于830℃下煅烧1.5h，即得。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，表面活性剂由质量比1:1的硅烷偶联剂KH-550与硬脂酸组成。

本实施例还提供一种上述复合肥防结块剂的制备方法，包括如下步骤：分别称取秸秆粉、改性凹凸棒土、疏水性白炭黑，随后分别进行研磨；研磨完成后，将上述物料加入到表面活性剂中，再次混合均匀后，即得。

实施例3

一种新型复合肥防结块剂，以重量计，由以下物质制成：175g秸秆粉、55g改性凹凸棒土、22g疏水性白炭黑、6g表面活性剂；

其中，秸秆粉的目数为500目；改性凹凸棒土的目数为800目；疏水性白炭黑的目数为1000目。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，所述秸秆粉为大豆秸秆，秸秆经过晾干、粉碎到相应目数即可使用，上述处理均为现有技术，本实施例中并不对其处理工艺做具体的描述。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，改性凹凸棒土的制备包括如下步骤：按照质量比100：6称取凹凸棒土和氢氧化钠，混合均匀后于840℃下煅烧1h，即得。

作为本实施例技术方案中的进一步优选，表面活性剂由质量比1:1的硅烷偶联剂KH-550与硬脂酸组成。

本实施例还提供一种上述复合肥防结块剂的制备方法，包括如下步骤：分别称取秸秆粉、改性凹凸棒土、疏水性白炭黑，随后分别进行研磨；研磨完成后，将上述物料加入到表面活性剂中，再次混合均匀后，即得。

对比例1

一种新型复合肥防结块剂，以重量计，由以下物质制成：165g秸秆粉、45g凹凸棒土、18g疏水性白炭黑、4g表面活性剂；

其中，秸秆粉的目数为400目；改性凹凸棒土的目数为600目；疏水性白炭黑的目数为800目。

作为本对比例技术方案中的进一步优选，所述秸秆粉为棉花秸秆，秸秆经过晾干、粉碎到相应目数即可使用，上述处理均为现有技术，本对比例中并不对其处理工艺做具体的描述。

作为本对比例技术方案中的进一步优选，表面活性剂由质量比1:1的硅烷偶联剂KH-550与硬脂酸组成。

本对比例还提供一种上述复合肥防结块剂的制备方法，包括如下步骤：分别称取秸秆粉、改性凹凸棒土、疏水性白炭黑，随后分别进行研磨；研磨完成后，将上述物料加入到表面活性剂中，再次混合均匀后，即得。

对比例2

一种新型复合肥防结块剂，以重量计，由以下物质制成：165g秸秆粉、45g改性凹凸棒土、18g疏水性白炭黑、4g表面活性剂；

其中，秸秆粉的目数为600目；改性凹凸棒土的目数为600目；疏水性白炭黑的目数为600目。

作为本对比例技术方案中的进一步优选，所述秸秆粉为棉花秸秆，秸秆经过晾干、粉碎到相应目数即可使用，上述处理均为现有技术，本对比例中并不对其处理工艺做具体的描述。

作为本对比例技术方案中的进一步优选，改性凹凸棒土的制备包括如下步骤：按照质量比100：4称取凹凸棒土和氢氧化钠，混合均匀后于820℃下煅烧2h，即得。

作为本对比例技术方案中的进一步优选，表面活性剂由质量比1:1的硅烷偶联剂KH-550与硬脂酸组成。

本对比例还提供一种上述复合肥防结块剂的制备方法，包括如下步骤：分别称取秸秆粉、改性凹凸棒土、疏水性白炭黑，随后分别进行研磨；研磨完成后，将上述物料加入到表面活性剂中，再次混合均匀后，即得。

将实施例1～3及对比例1～2制备得到的防结块剂用于复合肥的防结块性能测试，具体测试方法如下：

利用扑粉机将防结块剂扑粉到复合肥上，扑粉涂层量为每吨复合肥使用4kg防结块剂；其中，复合肥为硫酸钾型(N：P

结块率J

其中，m

同时，将含防结块剂的复合肥在55℃下(湿度与自然环境相同，不做特殊处理)密闭存放60天，称量结块物，计算结块率，记为J

具体测试结果见表1所示。

表1

从表1中可以看到，使用了本发明的防结块剂的复合肥防结块效果好，且能够在55℃下稳定存放60天以上。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。