PL B BUP 17/ WUP 11/11. TADEUSZ JAGODZIŃSKI, Warzymice, PL BOGDAN MATERNOWSKI, Szczecin, PL RZECZPOSPOLITA POLSKA

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. C05G 3/00 ( ) B01J 2/30 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Środek antyzbrylający do granulowanych nawozów sztucznych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 17/09 (73) Uprawniony z patentu: JAGODZIŃSKI TADEUSZ, Warzymice, PL MATERNOWSKI BOGDAN, Szczecin, PL GABRYEL HENRYK, Szczecin, PL MUSIAŁ BOGDAN, Jasło, PL DZIĘGLEWICZ ANDRZEJ, Jasło, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/11 (72) Twórca(y) wynalazku: TADEUSZ JAGODZIŃSKI, Warzymice, PL BOGDAN MATERNOWSKI, Szczecin, PL PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest środek antyzbrylający do granulowanych nawozów nie zawierający w swoim składzie składników rakotwórczych takich jak aminy tłuszczowe oraz ropopochodne - oleje opałowe, gacze parafinowe itp. Zjawisko zbrylania nawozów sztucznych stanowi poważny problem techniczny i ekonomiczny w fabrykach nawozów sztucznych, magazynach składających te nawozy oraz w sposobie ich transportu. W celu ograniczenia zbrylania, nawozy poddaje się procesowi kondycjonowania. Głównym składnikiem większości stosowanych antyzbrylaczy są ropopochodne do których dodawane są rakotwórcze aminy tłuszczowe. Nawozy powleczone tymi środkami są co prawda skutecznie zabezpieczone, ale w glebie z biegiem lat następuje kumulacja ropopochodnych, które ulegają biodegradacji w stosunkowo długim okresie czasu. Z opisu patentowego PL nr znany jest środek antyzbrylający, zwłaszcza do nawozów sztucznych, składający się z 8 do 35 części wagowych amin tłuszczowych pierwszorzędowych o wzorze RNH 2, gdzie R jest alkilem zawierającym 14 do 22 atomów węgla, 0,5 do 4 części wagowych amin tłuszczowych drugorzędowych o wzorze R 2 NH, gdzie R jest alkilem zawierającym 14 do 22 atomów węgla, 0,02 do 2 części wagowych soli amin tłuszczowych pierwszorzędowych z kwasami tłuszczowymi o wzorze (R 2 NH 2 ) + RCOO -, gdzie R jest alkilem zawierającym 14 do 22 atomów węgla, 0,01 do 1 części wagowych soli amin tłuszczowych drugorzędowych z kwasami tłuszczowymi o wzorze RCOO -, gdzie R jest alkilem zawierającym 14 do 22 atomów węgla oraz gaczu parafinowego z ropy naftowej będącego mieszaniną węglowodorów alifatycznych C 15 -C 40 o temperaturze krzepnięcia 48 C i/lub oleju mineralnego jako uzupełnienia do 100 części wagowych. Znany jest też środek z opisu patentowego PL nr , zawierający 5 do 20 części wagowych amin tłuszczowych pierwszorzędowych o wzorze RNH 2, gdzie R jest alkilem zawierającym 12 do 22 atomów węgla, 1 do 20 części wagowych produktu reakcji amin tłuszczowych pierwszorzędowych z kwasami tłuszczowymi zawierającymi minimum 20 części wagowych N-podstawionego amidu, w którym alkil zawiera od 12 do 22 atomów węgla, 0,01 do 2 części wagowych oleju metylosilikonowego oraz ewentualnie do 5 części wagowych amin tłuszczowych drugorzędowych o długości łańcucha alkilowego C 12 - C 22 oraz jako uzupełnienie do 100 części wagowych oleje mineralne lub gacze parafinowe lub ich mieszaniny. Znany jest także z opisu patentowego PL nr środek antyzbrylający lub jego koncentrat do nawozów sztucznych złożony z 3,5 do 22% wagowych pierwszorzędowych amin tłuszczowych, zawierających w łańcuchu alkilowym 14 do 20, korzystnie 16 do 18 atomów węgla 0,2 do 5% wagowych stearynianów metali II, VIII, i XIII grupy układu okresowego, 0,2 do 8% wagowych eterów polioksyetylenowych alkoholu laurylowego o liczbie hydroksylowej 170 do 189 mg KOH/g i zasadowości maksymalnie 2 mg KOH/g, 0,03 do 3% wagowych mieszaniny zawierającej 85% wagowych polioksypropylenodiolu o masie cząsteczkowej 2000 i 15% wagowych oleju metylosilikonowego zagęszczonego krzemionką o zawartości substancji aktywnej minimum 98% wagowych o ph 1% roztworu wodnego 6 do 9, 0,1 do 5% wagowych kopolimerów estrów kwasu metakrylowego i alkoholi: metylowego i wyższych alkoholi tłuszczowych oraz styrenu w oleju mineralnym o lepkości kinematycznej w temperaturze 100 C 500 do 1000 mm 2 /s oraz ewentualnie jako uzupełnienie do 100% wagowych gacze parafinowe o temperaturze krzepnięcia minimum 42 C i zawartości olejów mineralnych do 10% wagowych lub oleje mineralne o temperaturze krzepnięcia powyżej -25 C. Znany jest także z opisu patentowego PL nr środek antyzbrylający zawierający w swoim składzie od 0,1 do 5 części masowych pierwszorzędowych amin tłuszczowych zawierających w łańcuchu alkilowym głównie atomów węgla; od 0,1 do 0,4 części wagowych alkoholi tłuszczowych zawierających w łańcuchu węglowym od C 12 do C 22 oksyetylenowanych od 9 do 18 molami tlenku etylenu; od 0,1 do 10 części wagowych polietylenu i/lub polietylenu mazistego; od 0,1 do 10 części wagowych polipropylenu i/lub polipropylenu ataktycznego; od 0,1 do 10 części masowych kopolimeru blokowego tlenku etylenu i tlenku propylenu, oraz jako uzupełnienie do 100 części wagowych oleju mineralnego i/lub gaczu parafinowego. Głównym składnikiem antyzbrylaczy w powyższych rozwiązaniach są ropopochodne gacze parafinowe i oleje mineralne oraz aminy tłuszczowe. Związki te są zaliczane do grupy związków kancerogennych. Ponadto są one trudno biodegradowalne. Są więc potencjalnym zagrożeniem zarówno dla zdrowia ludzi jak i środowiska naturalnego.

3 PL B1 3 Celem wynalazku było opracowanie skutecznego środka kondycjonującego do nawozów wieloskładnikowych typu: azotowo-fosforowo-potasowy - NPK, azotowo-fosforowy - NP, azotowo-fosforowo-potasowo-magnezowy - NPKMg, saletrzak, superfosfat czy superfoska pozbawionego związków rakotwórczych, których skład jest oparty na biodegradowalnych i przyjaznych ludziom środkach pochodzenia naturalnego. Ponadto w trakcie biodegradacji sam antyzbrylacz dostarcza komponentów użyźniających glebę. Środek według wynalazku ma od 84 do 99 części masowych estrów gliceryny i nasyconych i/lub nienasyconych kwasów karboksylowych o ogólnym wzorze CH 2 OCOR 1 CH-OCOR 2 CH 2 OCOR 3 wzór 1 gdzie: R 1, R 2, R 3 = alkil, alken, polialken C 4 -C 26. Korzystne, jeśli estry nasyconych i/lub nienasyconych kwasów tłuszczowych i glicerolu mają temperaturę krzepnięcia od -10 C do +50 C. Środek według wynalazku ma także od 0,1 do 4 części masowych polioksyetylenowanych 1 i/lub 2 i/lub 3 alkoholi o wzorze R-O(CH 2 CH 2 O) n H wzór 2 gdzie n = 2-20, R = alkil, alken, polialken C 10 -C 22. Antyzbrylacz zawiera także od 0 do 10 części masowych estrów wyższych kwasów karboksylowych i wyższych alkoholi o wzorze R 1 OCOR 2 wzór 3 gdzie R 1, R 2 = alkil i/lub alken i/lub polialken C 10 -C 30. Środek antyzbrylający według wynalazku ma także od 0,1 do 10 części masowych produktów niepełnej estryfikacji alkoholi cukrowych i kwasów karboksylowych o ogólnym wzorze C 6 H 8 (OR) 6 wzór 4 gdzie R = (C 9 -C 29 )CO a C 9 -C 29 jest alkilem i/lub alkenem i /lub polialkenem. Antyzbrylacz według wynalazku zawiera także od 0, do 30 części masowych lecytyny (fosfatydylocholiny) i/lub kefaliny (fosfatydyloetanoloaminy). Korzystne jeśli pochodne estrowe alkoholi cukrowych mają temperaturę krzepnięcia od -10 C do +90 C. Jako nawozy sztuczne stosowano nawozy: azotowo-fosforowo-potasowy - NPK, azotowofosforowo-potasowy - NPK na bazie mocznika, azotowo-fosforowy - NP, azotowo-fosforowo-potasowo-magnezowy - NPKMg, azotowo-fosforowo-potasowo-magnezowy - NPKMg z mikroelementami, saletrzak, superfosfat, superfoska. Środek według wynalazku ma w temperaturze 15 C trwałość 12 miesięcy oraz skuteczność antyzbrylającą granulowane nawozy sztuczne przekraczającą 94%. Środek antyzbrylający bliżej ilustrują podane poniżej przykłady. P r z y k ł a d I. Przygotowano mieszaninę środka antyzbrylającego o składzie w częściach masowych: 98,5 estrów nasyconych kwasów karboksylowych i glicerolu; 10 estrów nasyconych kwasów karboksylowych i alkoholu cukrowego: heksano-1,2,3,4,5,6-heksaolu (wzór 4, R = C 17 CO) z częściowo zestryfikowanymi grupami hydroksylowymi, 0,1 oksyetylenowanego alkoholu (wzór 2 R = C 16 -C 22, n = 18), 2,0 lecytyny. Środek antyzbrylający otrzymuje się w mieszalniku mechanicznym przez wymieszanie wszystkich składników w temperaturze od 80 C do 130 C. Po uzyskaniu homogenicznego roztworu, gotowy produkt schładza się do temperatury 80 C i przepompowuje do zbiornika magazynującego lub cysterny.

4 4 PL B1 Otrzymana mieszanina jest ciałem stałym, niskotopliwym o barwie jasno-żółtej, gęstości 0,91 g/cm 3, posiada zapach swoisty dla tłuszczów. Trwałość w temperaturze 15 C wynosi 12 miesięcy. P r z y k ł a d II. Przygotowano mieszaninę o składzie w częściach masowych: 88,5 estrów nasyconych i nienasyconych kwasów karboksylowych i glicerolu; 0,5 estrów nasyconych kwasów karboksylowych i alkoholu cukrowego: heksano-1,2,3,4,5,6-heksaolu z częściowo zestryfikowanymi grupami hydroksylowymi ( wzór 4, R = C 15 -C 17 CO), 0,1 oksyetylenowanego alkoholu tłuszczowego (wzór 2, R = C 12 -C 14, n = 10), 10 lecytyny. Produkt otrzymano jak w przykładzie I. Otrzymana mieszanina ma barwę brązową, jest cieczą o gęstości 0,86 g/cm 3, posiada zapach swoisty dla tłuszczów. Trwałość w temperaturze 15 C wynosi 12 miesięcy. P r z y k ł a d III. Przygotowano mieszaninę o składzie w częściach masowych: 98,5 estrów nasyconych i nienasyconych kwasów karboksylowych i glicerolu; 0,5 estrów nienasyconych kwasów karboksylowych i alkoholu cukrowego: heksano-1,2,3,4,5,6-heksaolu z częściowo zestryfikowanymi grupami hydroksylowymi (wzór 4, R = C 15 -C 17 CO), 0,1 oksyetylenowanego alkoholu (wzór 2 R = C 6 -C 18, n= 10), 0,05 lecytyny, 0.05 kefaliny. Produkt otrzymano jak w przykładzie I. Otrzymana mieszanina ma barwę jasnobrązową, jest cieczą o gęstości 0,88 g/cm 3, posiada zapach swoisty dla tłuszczów. Trwałość w temperaturze 15 C wynosi 12 miesięcy. P r z y k ł a d IV. Przygotowano mieszaninę o składzie w częściach masowych: 95 estrów nasyconych i nienasyconych kwasów karboksylowych i glicerolu; 10 estrów nasyconych i nienasyconych kwasów karboksylowych i alkoholu cukrowego: heksano-1,2,3,4,5,6-heksaolu z niepełnym zestryfikowaniem grup hydroksylowych (wzór 4, C 15 -C 17 CO), 0,1 oksyetylenowanego alkoholu tłuszczowego (wzór 2 R = C 12 -C 14, n= 10), 0,6 estrów wyższych alkoholi i wyższych kwasów karboksylowych wzór 3, gdzie: R 1, R 2 od C 10 do C 30 ), 0,4 lecytyny. Produkt otrzymano jak w przykładzie I. Otrzymana mieszanina ma barwę brązową, jest cieczą o gęstości 0,86 g/cm 3, posiada zapach swoisty dla tłuszczów. Trwałość w temperaturze 15 C 12 miesięcy. P r z y k ł a d V. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie I i nanoszono go na granulowany nawóz NPK g granulowanego nawozu NPK umieszczono w bębnie obrotowym, którego obroty wynosiły 60 obr/min. Następnie do bębna za pomocą dyszy nanoszono środek powlekający na granule nawozu w postaci rozpylonej w ilości 0,1% w stosunku do nawozu. Nawóz, na który naniesiono środek antyzbrylający następnie formowano w walce o średnicy 50 mm; wysokości 50 mm i poddawano naciskowi w prasie hydraulicznej. Siłę nacisku dobierano w taki sposób, aby nie skruszyć granul nawozu. Dla każdego nawozu siła nacisku miała inną wartość i była zależna także od trwałości granul. Tak uformowane i obciążone walce nawozu przechowywano w pomieszczeniu o temperaturze 20 C i wilgotności 75% przez 48 godzin. Po tym czasie próbki odciążano, wyjmowano z form i poddawano ściskowi w prasie hydraulicznej aż do zniszczenia kształtek - do rozpadu ponownie na granule. Wartość naprężeń niszczących próbki obliczano jako iloraz siły niszczącej przez powierzchnię kształtki. Jako miarę skuteczności działania badanych środków przyjęto procentowy spadek naprężeń niszczących kształtki próbek powleczonych nawozów w stosunku do identycznych wielkości wyznaczonych dla próbki nie powleczonej. Skuteczność antyzbrylająca dla otrzymanego środka wyniosła 96%. P r z y k ł a d VI. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie I i nanoszono go na nawóz NPK w ilości 0,5% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 96%. P r z y k ł a d VII. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie II i nanoszono go na nawóz NPK w ilości 0,1% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 98%. P r z y k ł a d VIII. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie II i nanoszono go na nawóz NPK w ilości 0,15% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 94%. P r z y k ł a d IX. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie III i nanoszono go na nawóz NPK w ilości 0,1% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 97%.

5 PL B1 5 P r z y k ł a d X. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie III i nanoszono go na nawóz NPK w ilości 0,5% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 95%. P r z y k ł a d XI. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie IV i nanoszono go na nawóz NPK w ilości 0,1% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 91%. P r z y k ł a d XII. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie IV i nanoszono go na nawóz NPK w ilości 0,5% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 93%. P r z y k ł a d XIII. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie I i nanoszono go na środka wyniosła 96%. P r z y k ł a d XIV. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie I i nanoszono go na saletrzak w ilości 0,15% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 100%. P r z y k ł a d XV. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie II i nanoszono go na środka wyniosła 98%. P r z y k ł a d XVI. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie II i nanoszono go na saletrzak w ilości 0,15% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 100%. P r z y k ł a d XVII. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie III i nanoszono go na środka wyniosła 93%. P r z y k ł a d XVIII. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie III i nanoszono go na saletrzak w ilości 0,15% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 95%. P r z y k ł a d XIX. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie IV i nanoszono go na środka wyniosła 91%. P r z y k ł a d XX. Środek antyzbrylający przygotowano jak w przykładzie IV i nanoszono go na saletrzak w ilości 0,15% w stosunku do nawozu. Sposób nanoszenia i badania skuteczności środka środka wyniosła 93%. Zastrzeżenia patentowe 1. Środek antyzbrylający do granulowanych nawozów sztucznych, znamienny tym, że ma estry nasyconych i/lub nienasyconych kwasów tłuszczowych zawierających w łańcuchu węglowym od 4 do 26 atomów węgla i glicerolu w ilości od 84 do 99 części masowych, alkohole tłuszczowe zawierające w łańcuchu węglowym od 10 do 22 atomów węgla oksyetylenowane 2 do 20 molami tlenku etylenu na 1 mol alkoholu w ilości od 0,1 do 4 części masowych, estry nasyconych i nienasyconych kwasów karboksylowych zawierających w łańcuchu węglowym od 10 do 30 atomów węgla i alkoholi cukrowych : heksano-1,2,3,4,5,6-heksaolu z częściowo zestryfikowanymi grupami hydroksylowymi w ilości od 0,1 do 10 części masowych, estry kwasów tłuszczowych zawierających w łańcuchu węglowym od 10 do

6 6 PL B1 30 atomów węgla i alkoholi tłuszczowych zawierających w łańcuchu węglowym od 10 do 30 atomów węgla w ilości od 0 do 10 części masowych oraz lecytynę (fosfatydylocholinę) i/lub kefalinę (fosfatydyloetanoloaminę) w ilości od 0,1 do 30 części masowych. 2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że estry nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych i glicerolu mają temperaturę krzepnięcia od -10 C do +50 C. 3. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że estry nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych i alkoholi cukrowych z częściowo zestryfikowanymi grupami hydroksylowymi mają temperaturę krzepnięcia od -10 C do +90 C. Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)