本发明季铵盐防结剂及季铵盐的制备方法及其应用，季铵盐防结剂由以下组分组成，各组分按重量百分比计，20－30％季铵盐与70－80％植物油或矿物油复配，制备成油状防结剂；或，20－30％季铵盐与70－80％水，制备成水溶性液体防结剂；或，5－10％季铵盐与90－95％对惰性粉体混合均匀，制备成粉状防结剂，所述对惰性粉体为滑石粉、膨润土、硅藻土或高岭土等。季铵盐的制备方法利用脂肪胺或脂肪胺废料和烷基化试剂反应制得季铵盐，该季铵盐与植物油或矿物油复配成油状防结剂、制作水溶性液体防结剂或粉状防结剂应用于颗粒复合肥、复混肥等颗粒肥料的防结。
1.一种季铵盐防结剂，其特征在于由以下组分组成，各组分按重量百分比计，20－30%季铵盐与70－80%植物油或矿物油复配，制备成油状防结剂；或，20－30%季铵盐与70－80%水，制备成水溶性液体防结剂；或，5－10%季铵盐与90－95%惰性粉体混合均匀，制备成粉状防结剂，所述惰性粉体为滑石粉、膨润土、硅藻土或高岭土；所述的季铵盐制备方法为：在水浴锅中进行反应，先在三口烧瓶中加入脂肪胺，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入烷基化试剂，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至40℃时，开始滴加烷基化试剂，滴加完毕后，体系升温至60-100℃，反应2－3小时，制得季铵盐；或在水浴锅中进行反应，先往三口烧瓶中加入脂肪胺废料，然后固定住烧瓶，为避免因使用脂肪胺废料，脂肪胺有效含量不够，而导致脂肪胺季胺化不完全，烷基化试剂使用雾化喷嘴加入到烧瓶中，当体系温度升至脂肪胺为液态时，开始加入烷基化试剂，烷基化试剂添加完毕后，体系升温至60-120℃，反应2－3小时，制得季铵盐；所述的烷基化试剂为：各种碳链的单卤代烃、各种碳链的二卤代烃、碳酸二甲酯、卤代苄、卤代苄的衍生物或硫酸二甲酯。
2.权利要求1所述季铵盐防结剂中的季铵盐制备方法，其特征在于按以下步骤进行：在水浴锅中进行反应，先在三口烧瓶中加入脂肪胺，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入烷基化试剂，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至40℃时，开始滴加烷基化试剂，滴加完毕后，体系升温至60-100℃，反应2－3小时，制得季铵盐；所述的脂肪胺为：C₆—C₂₂单烷基脂肪伯胺、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺、C₆—C₂₂的单烷基二甲基叔胺、C₆—C₂₂的双烷基甲基叔胺中一种或二种以上物质以任意比例的混合物。
3.权利要求1所述季铵盐防结剂中的季铵盐的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：在水浴锅中进行反应，先往三口烧瓶中加入脂肪胺废料，然后固定住烧瓶，为避免因使用脂肪胺废料，脂肪胺有效含量不够，而导致脂肪胺季胺化不完全，烷基化试剂使用雾化喷嘴加入到烧瓶中，当体系温度升至脂肪胺为液态时，开始加入烷基化试剂，烷基化试剂添加完毕后，体系升温至60-120℃，反应2－3小时，制得季铵盐；所述的脂肪胺废料为：C₆—C₂₂单烷基脂肪伯胺、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺、C₆—C₂₂的单烷基二甲基叔胺、C₆—C₂₂的双烷基甲基叔胺之一生产过程中的废料。
4.根据权利要求1中所述的季铵盐防结剂的应用，其特征在于：将季铵盐防结剂用于包裹肥料，季铵盐防结剂用量0.5－4公斤/吨肥料。
5.根据权利要求4中所述的季铵盐防结剂的应用，其特征在于：所述的肥料为颗粒复合肥、复混肥颗粒肥料、颗粒磷酸一铵、颗粒磷酸二铵、颗粒硫酸铵、粉状氯化铵或粉状氯化钾肥料。技术领域
本发明涉及季铵盐防结剂及季铵盐的制备方法和应用。
背景技术
农业生产必须使用大量化肥，以保证作物生长所必须的氮、磷、钾等生长元素的需要。而复合肥特别是高浓度复合肥，受温度、湿度、受压强度等外界条件的影响，在装卸、储存、运输等过程中，因吸湿、表面重结晶等作用，极易造成肥料颗粒结块、起尘、流动不畅、粒级分离等，成为坚硬而且难以破碎的团块，给肥料的储存、运输、尤其是使用带来不便，甚至造成重大的经济损失。肥料发生结块后，破坏了产品的正常流动状态，应用前往往需要破碎处理，不仅造成浪费和污染，而且直接导致成本的无效提高。目前，几乎所有复合肥生产厂家都有专门的肥料包裹设备，复合肥防结块剂作为一种低成本、高收益的防结块措施，现在已经被广泛接受和使用。目前，市场上油状防结剂主要是采用胺片+机油的方式复配而成，粉状防结剂主要是惰性粉体，生产成本随着原材料的上涨而逐年上涨。国外的复合肥生产厂家，除关注效果外，还对防结剂的绿色、环保和成本提出了更高要求。因此，降低防结剂的生产成本，开发出新型的更环保的可天然降解的防结剂，摆脱目前产品同质化的现状，是市场的发展必然趋势，是公司发展的必然要求。
发明内容
本发明的目的在于针对颗粒肥料日益结块严重以及防结剂成本高，防结效果一般的现状，开发一种防结效果好且绿色、环保、低成本的季铵盐防结剂及季铵盐的制备方法和应用。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种季铵盐防结剂，其特征在于由以下组分组成，各组分按重量百分比计，20－30％季铵盐与70－80％植物油或矿物油复配，制备成油状防结剂；或，20－30％季铵盐与70－80％水，制备成水溶性液体防结剂；或，5－10％季铵盐与90－95％对惰性粉体混合均匀，制备成粉状防结剂，所述惰性粉体为滑石粉、膨润土、硅藻土或高岭土等。所述季铵盐防结剂的季铵盐制备方法，其特征在于按以下步骤进行：在水浴锅中进行反应，先在三口烧瓶中加入脂肪胺，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入烷基化试剂，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至40℃时，开始滴加烷基化试剂，滴加完毕后，体系升温至60-100℃，反应2－3小时，制得季铵盐。所述季铵盐防结剂的季铵盐的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：在水浴锅中进行反应，先往三口烧瓶中加入脂肪胺废料，然后固定住烧瓶，为避免因使用脂肪胺废料，脂肪胺有效含量不够，而导致脂肪胺季胺化不完全，烷基化试剂使用雾化喷嘴加入到烧瓶中，体系温度升至脂肪胺为液态时，开始加入烷基化试剂，烷基化试剂添加完毕后，体系升温至60-120℃，反应2－3小时，制得季铵盐。所述的脂肪胺为：C₆—C₂₂单烷基脂肪伯胺、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺--、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺、C₆—C₂₂的单烷基二甲基叔胺、C₆—C₂₂的双烷基甲基叔胺中一种或二种以上物质以任意比例的混合物。所述的脂肪胺废料为：C₆—C₂₂单烷基脂肪伯胺、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺、C₆—C₂₂双烷基脂肪仲胺、C₆—C₂₂的单烷基二甲基叔胺、C₆—C₂₂的双烷基甲基叔胺之一生产过程中的废料。所述的烷基化试剂为：各种碳链的单卤代烃、各种碳链的二卤代烃、碳酸二甲酯、卤代苄、卤代苄的衍生物或硫酸二甲酯等。将季铵盐防结剂用于包裹肥料，季铵盐防结剂用量0.5－4公斤/吨肥料。所述的肥料为颗粒复合肥、复混肥等颗粒肥料,以及颗粒磷肥如磷酸一铵，磷酸二铵，颗粒硫酸铵，粉状氯化铵，粉状氯化钾等肥料。本发明的优点在于：防结剂防结效果好，成本低。可以充分利用脂肪胺生产过程中的废料，实现变废为宝。
具体实施方式
实施实例1：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中称取十六烷基伯胺280克，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入碳酸二甲酯270克，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至60℃时，开始滴加碳酸二甲酯，滴加完毕后，体系升温至100-120℃，反应3小时，即得季铵盐。防结剂制备：合成产物季铵盐30％+润滑油70％,混合均匀。防结剂效果：上述防结剂用量2公斤/吨肥料，包裹颗粒复合肥15-20-10，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存3个月，最底下一包肥料松散率大于90％。实施实例2：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中称取双十二烷基仲胺350克，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入溴乙烷216克，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至40℃时，开始滴加溴乙烷，滴加完毕后，体系升温至60-100℃，反应2小时，即得季铵盐。防结剂制备：合成产物季铵盐20％+润滑油80％混合均匀。防结剂效果：上述防结剂用量1.5公斤/吨肥料，包裹颗粒复合肥15-15-15，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存3个月，最底下一包肥料松散率大于80％。实施实例3：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中称取双十二十四烷基甲基叔胺400克，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入氯化苄120克，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至40℃时，开始滴加氯化苄，滴加完毕后，体系升温至60-100℃，反应2小时，即得季铵盐。防结剂制备：合成产物季铵盐20％+菜籽油80％混合均匀。防结剂效果：上述防结剂用量1.5公斤/吨肥料，包裹颗粒硝硫基复合肥16-16-16，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存3个月，最底下一包肥料松散率大于80％。实施实例4：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中，称取双十二十四烷基甲基叔胺底料600克，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入硫酸二甲酯120克，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至40℃时，开始滴加硫酸二甲酯，滴加完毕后，体系升温至60-100℃，反应2小时，即得季铵盐。防结剂制备：往三口烧瓶中加入80克水中，待水温升至80℃，在搅拌下，缓慢加入合成产物季铵盐20克，静置待泡沫消失后，即得防结剂成品。防结剂效果：上述防结剂用量3公斤/吨肥料，包裹颗粒硝硫基复合肥17-17-17，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存3个月，最底下一包肥料松散率大于80％。实施实例5：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中，称取双十四烷基甲基叔胺400克，然后固定住烧瓶，往分液漏斗中加入溴丁烷140克，将分液漏斗用橡皮塞固定在三口烧瓶上，待水浴锅温度升至40℃时，开始滴加溴丁烷，滴加完毕后，体系升温至60-100℃，反应2小时，即得季铵盐。防结剂制备：在研磨机中称取一定量的膨润土，以膨润土质量的5％的比例称量上述合成产物季铵盐，加入到膨润土中，进行研磨混合1小时，即得粉状防结剂。防结剂效果：上述防结剂用量4公斤/吨肥料，包裹颗粒硝基高塔复合肥，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存6个月，最底下一包肥料松散率大于80％。实施实例6：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中，称取双十四烷基甲基叔胺生产过程中废料400克，然后固定住烧瓶，为避免因使用脂肪胺废料，脂肪胺有效含量不够，而导致脂肪胺季胺化不完全，加入的溴丁烷140克使用雾化喷嘴加入到烧瓶中，体系温度升至十四烷基甲基叔胺为液态时，开始加入溴丁烷，溴丁烷添加完毕后，体系升温至60-120℃，反应2小时，制得季铵盐。防结剂制备：在研磨机中称取一定量的膨润土，以膨润土质量的5％的比例称量上述合成产物季铵盐，加入到膨润土中，进行研磨混合1小时，即得粉状防结剂。防结剂效果：上述防结剂用量3.5公斤/吨肥料，包裹颗粒硝基高塔复合肥，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存6个月，最底下一包肥料松散率大于80％。实施实例7：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中称取十六烷基伯胺生产过程中废料280克，然后固定住烧瓶，为避免因使用脂肪胺废料，脂肪胺有效含量不够，而导致脂肪胺季胺化不完全，加入碳酸二甲酯270克使用雾化喷嘴加入到烧瓶中，体系温度升至十六烷基伯胺为液态时，开始加入碳酸二甲酯，碳酸二甲酯添加完毕后，体系升温至60-120℃，反应3小时，制得季铵盐。防结剂制备：合成产物季铵盐30％+润滑油70％,混合均匀。防结剂效果：上述防结剂用量2公斤/吨肥料，包裹颗粒复合肥15-20-10，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存3个月，最底下一包肥料松散率大于90％。实施实例8：季铵盐制备：在水浴锅中进行该反应，先在三口烧瓶中称取双十二烷基仲胺生产过程中废料350克，然后固定住烧瓶，为避免因使用脂肪胺废料，脂肪胺有效含量不够，而导致脂肪胺季胺化不完全，加入溴乙烷216克使用雾化喷嘴加入到烧瓶中，体系温度升至双十二烷基仲胺为液态时，开始加入溴乙烷，溴乙烷添加完毕后，体系升温至60-120℃，反应2小时，制得季铵盐。防结剂制备：合成产物季铵盐20％+润滑油80％混合均匀。防结剂效果：上述防结剂用量1.5公斤/吨肥料，包裹颗粒复合肥15-15-15，肥料以25公斤包装，堆码20包，储存3个月，最底下一包肥料松散率大于80％。