Область изобретения
Данное изобретение принадлежит области микрокапсуляции, точнее, области микрокапсуляции растворимых в воде активных ингредиентов в истинные микрокапсулы. Также рассматривается область состава как продукта для сельского хозяйства.
Предпосылки изобретения
Данное изобретение рассматривает микрокапсулы, где водная фаза находится внутри ядра вместе с биологически активным ингредиентом(ами), упрощенный способ микрокапсуляции и смешанные составы (капсульная суспензия плюс суспензия в масле, капсульная суспензия плюс суспензионный концентрат и т.д.) и их применения. Кроме того, здесь впервые полностью описан приемлемый для сельского хозяйства тип состава, названного капсульной смешанной суспензией (предложено СХ для нового двухбуквенного кода международной классификации составов), отличающийся тем, что состав содержит: i) водную или масляную непрерывную внешнюю фазу, ii) микрокапсулы, содержащие масляное ядро с растворимыми в масле активными ингредиентами, и iii) микрокапсулы, содержащие водное ядро с растворимыми в воде активными ингредиентами, iv) приемлемые компоненты состава, в частности поверхностно-активные соединения.
Единой концепцией данного изобретения является обращенная микрокапсуляция растворимых в воде (или диспергируемых) материалов - активных ингредиентов или а.и.
Методика микрокапсуляции хорошо известна во многих областях. Областью особого интереса данного изобретения является агрохимия (какой-либо тип химических соединений, применимых в сельском хозяйстве для улучшения достижений сельского хозяйства, включая гербициды, фунгициды, инсектициды, средства против грызунов, семиохимикаты, противовирусные средства, средства против моллюсков и т.д.). Однако вышеупомянутые микрокапсулы и способы могут быть полезны в таких областях, как косметика, медицина, фармацевтика и т.д. Для простоты данное изобретение сосредоточено на применениях в сельском хозяйстве.
Вышеупомянутый здесь а.и. находится в какой-либо из его форм для достижения биологического технического эффекта. Традиционно, а.и. (вкратце, а.и., выражение "а.и." применяется во множественном числе, если по контексту не подразумевается иное) упоминается как молекула (или компонент молекулы) с активностью гербицида, инсектицида, аттрактанта и т.д. Например, в гербицидной композиции а.и. предполагается как молекула с гербицидной активностью; в косметическом препарате фунгицид, входящий в состав и находящийся внутри микрокапсулы, предполагается как а.и., хотя такой состав может непосредственно не быть направленным на достижение противогрибковых эффектов (возможно применяется против морщин). А.и. также можно рассматривать как сафенер или пенетрант (например, жирноспиртовые этоксилаты для "фоп" гербицидов) в гербицидной композиции, или пенетрант-усилитель для фунгицидов или гербицидов (например, N-октил-2-пирролидон), или синергическое соединение (например, ингибитор фотосинтеза, который действует синергически с гербицидным "главным" а.и.; также как синергист в случае инсектицидов пиретроидного типа (например, пиперонил бутоксид). Другими словами, что-либо, обладающее любым типом биологической активности, или само по себе, или в комбинации с другими соединениями, следует понимать как а.и. по данному изобретению. Чем бы ни были бы а.и, например глинами, буферами, поверхностно-активными соединениями, это существенно не влияет на биологический эффект а.и., и они присутствуют в составе как технологические добавки для достижения приемлемого состава (например, стабильного и отлично диспергируемого в распылительном резервуаре) и т.д.
Подавляющее большинство известных (истинные - это те, которые имеют стенку, выполняющую физические отделение а.и. от непрерывной фазы, и, наоборот, ложные "микрокапсулы" получены матричной капсуляцией) микрокапсул в области агрохимии несут в своем ядре (дискретная фаза) нерастворимую в воде фазу, как указывают, содержимое микрокапсулы является масляным, неполярным, в основном нерастворимым в воде, и микрокапсулы диспергированы в воде (непрерывная фаза). В ядре могут быть твердые частицы или диспергированные материалы. Большинство известных источников раскрывает микрокапсулы, где масляный(ые) а.и. находится внутри микрокапсулы. Это относится к нормальной микрокапсуляции или нормально-фазовой микрокапсуляции (коротко NPµ).
Однако существует много ограничений для формулирования микрокапсул, где непрерывная среда является масляной, а ядро содержит воду с растворимым в воде а.и. Это обычно относится к обращенно-фазовой микрокапсуляции (кратко RPµ). Патентами, раскрывающими RPµ, но представляющими довольно отличающиеся решения, являются патент США 6531160 (реакционно-способные материалы, формирующие стенку, не приемлемы для целей данного изобретения), патент США 6534094 (биоразрушаемый полимер, не пригодный для решения задач данного изобретения, поскольку нужна стенка, устойчивая к погодным условиям) или патент США 6572894 (также биоразрушаемая стенка).
Из известного уровня техники видно, что существует гораздо больше патентов и научных статей по NPµ, чем по RPµ. Известный уровень техники представляет очень разные пути выполнения RPµ. Применение растворимых в масле изоцианатов или мочевина/меламиноформальдегидных смол является традиционным путем выполнения NPµ. Известно, что для обеспечения RPµ выбранные материалы, формирующие стенку, или, по меньшей мере, часть из них, должны быть в водной фазе в начале способа, что ведет к нежелательному разрушению некоторых а.и. из-за реакционно-активной природы этих растворимых в воде материалов, формирующих стенку (например, полиолы, где гидроксильная группа свободно реагирует), что затрудняет полную реакцию материалов, формирующих стенку, и дает микрокапсулы 30-100 мкм, более крупные и менее однородные, чем полученные по данному изобретению (смотри Пример 10, CEI).
После выполнения RPµ микрокапсулы необходимо смешать с приемлемыми компонентами состава для получения функционально пригодной формы микрокапсул (например, добавление диспергаторов, увлажняющих средств, кожных защитных средств от ультрафиолетового излучения). Обычно NPµ формулирует микрокапсулы в водной фазе (например, капсульные суспензии для сельского хозяйства), или после сушки получаются диспергируемые в воде гранулы. Поэтому потребность различных компонентов состава для способа RPµ и для "второго" способа состава могут вызвать логистические проблемы, особенно для небольших компаний, где ограничена доступность высоко специфических химикатов (компонентов состава или NPµ, или RPµ).
Одна задача данного изобретения заключается в получении одинакового коммерческого состава NPµ и RPµ. Следует отметить, что еще ни один продукт на рынке не обладает или когда-либо обладал этой конкретной особенностью (успешная капсуляция растворимого в масле и в воде а.и.).
Одной из главных задач, подлежащей решению при выполнении микрокапсуляции, (если не самой важной задачей) является правильный выбор материалов, формирующих стенку, чтобы они:
- не реагировали с а.и. или компонентами состава, или из-за присутствия в той же начальной водной фазе или из-за недостатка их реакционной способности по отношению к выбранным а.и.;
- полимеризовались управляемо;
- не оставляли непрореагировавших соединений или токсических соединений после полимеризации;
- формировали полимер с приемлемой толщиной, пористостью и гидрофобностью, чтобы позволить необходимое регулированное высвобождение а.и.;
- обеспечивали достаточно маленький размер микрокапсул для правильной функциональности;
- обеспечивали однородное распределение размера.
Это достигается по данному изобретению намеренным отбором материалов, формирующих стенку. Отбор материалов, формирующих стенку, по данному изобретению выполняют с учетом сохранения всех потребностей, указанных выше, и, более того, является приемлемым для гораздо менее обычной обращенно-фазовой микрокапсуляции. Отобранные материалы, формирующие стенку, по данному изобретению обеспечивают не только такие потребности, а также обеспечивают микрокапсулирование а.и. с высокими загрузками без применения PVP (поливинилпирролидоновых) полимеров, а также с очень однородным распределением размера частиц и с очень низким количеством некапсулированного материала. Применение гликольуриловых смол делает способ намного менее опасным с точки зрения токсикологии для человека по сравнению с известным применением мономерных изоцианатов (с высоким профилем токсичности и неустойчивости). Применение гликольуриловых смол также делает капсулы более эластичными и устойчивыми к разрыву от нагрузок во время получения и впоследствии (например, в наполняющих машинах).
Данное изобретение решает несколько задач, однако оно предназначено также для решения и других задач, косвенно касающихся способа RPµ.
Первая задача состоит в том, чтобы найти надежный, простой и эффективный способ RPµ, обеспечивающий микрокапсулы с небольшим и однородным размером частиц и приемлемой пористостью. Другая задача состоит в упрощении способа формулирования для сельского хозяйства продукта RPµ таким способом, при котором потребность в различных типах сырьевых материалов для состава сведена к минимуму по лигистическим и экономическим причинам. Также решается потребность избежания или сведения к минимуму разрушения а.и. во время способа (или даже во время хранения) из-за нежелательных побочных реакций. Также определяется комбинация растворимого в подвижной воде и/или в масле а.и. в том же составе. Получение сухого, стабильного и функционального состава микрокапсул, выполненных с помощью RPµ, в конечном итоге, с растворимым в масле а.и., включенным в сухой состав, также является одной из целей данного изобретения. В данном изобретении впервые представлены полностью функциональные сельскохозяйственные составы, где скомбинированы два типа микрокапсул (СХ). Не существует коммерческого продукта, содержащего комбинированные капсульные суспензии (а именно, NPµ и RPµ). В известном уровне техники раскрыты составы микрокапсул, содержащих водную фазу в ядре, или, всегда альтернативно, масляную фазу в ядре, но никогда ранее не был раскрыт состав, содержащий одновременно два типа микрокапсул с водным ядром и масляным ядром. Данная задача никогда не решалась в течение более 40 лет после появления первых способов микрокапсуляции и усиленных попыток разработки новых составов для сельскохозяйственного производства (снижение инвестиций в разработку новых молекул). Неоспоримо, что данное изобретение обеспечивает значительный шаг вперед в области состава, по сравнению с возросшим в последние годы количеством патентов из области состава и микрокапсуляции, и относительно того факта, что нет патента, решающего задачу микрокапсулирования растворимого в масле и в воде а.и. с двумя различными методиками и комбинированием окончательных продуктов.
Данное изобретение решает данные задачи следующим путем.
- Обеспечивается новый способ RPµ с применением определенных материалов, формирующих стенку, компоненты состава, раскрытые здесь можно заменить на подобные с той же функциональностью (например, с одинаковым HLB (гидрофильно-липофильный баланс) и свойствами растворимости) и предпочтительно подобной молекулярной структурой, и выбранными соотношениями, условиями реакции и обработкой (составом) раствора сформованных микрокапсул.
- Упрощается способ RPµ путем применения тех же компонентов, что и на этапе состава (те же компоненты состава для различных типов окончательных составов). Пример 1 позволяет лучше понять это решение, где состав капсульной суспензии (CS) RPµ сформулирован с теми же компонентами состава, что и комбинированный состав CS-EC (капсульная суспензия + эмульсионный концентрат).
- Получается очень надежный способ RPµ с точным распределением размера микрокапсул без необходимости применения известных компонентов состава, которые считались до настоящего времени необходимыми для RPµ (например, полимеры типа поливинилпирролидона, PVP), и без необходимости добавления какого-либо материала, формирующего стенку, изначально приготовленного в водной фазе, посредством выбранных растворимых в масле материалов, формирующих стенку, и избежания контакта какого-либо растворимого в воде материала, формирующего стенку (которые могут присутствовать), по меньшей мере, до этапа эмульсификации, где контакт растворимых в воде ингредиентов сводится к минимуму (секунды или минуты при дискретных интервалах при перемешивании).
- С помощью RPµ микрокапсулируется растворимый в воде (или диспергируемый) а.и., и имеющийся растворимый в масле ингредиент диспергирован или растворен в непрерывной масляной фазе, способами, уже рассмотренными выше, и затем смешивается с NPµ.
- Высушиваются сформованные микрокапсулы, и с растворимым в воде а.и., и только с а.и.; а также комбинация растворимого в воде а.и. с растворимым в масле а.и., причем последний находится вне микрокапсул. Невозможно заранее определить, будет ли RPµ устойчивым к нагрузке при сушке с распылением.
- Формулируется RPµ таким образом, что может быть включен с другими составами, содержащими NPµ, обеспечивая совершенно новый подход в области агрохимии составов, не существует даже международного кода (например, применяемого FAO (Продовольственная и сельскохозяйственная организация) или ВСРС (Британский совет по защите растений)) для типа составов СХ.
Представлено более подробное рассмотрение предшествующего уровня техники с точки зрения упомянутых задач.
Патент США 3464926 и патент США 3577515 (Van de Gaer и др., Корпорация Pennwalt) являются пионерными изобретениями в области микрогерметизации. Как показано на Фигурах 1 и 2 в патенте США 3464926 и в его описании, процесс сильно осложнен использованием потоков и в промышленном отношении сложных путей для реагентов, чтобы распространиться, и экономически очень дорогой в настоящее время для воплощения в практику. Далее, тот патент упоминает только микрогерметизацию пестицидов (диазинон и малатион) в "нормальной" фазе, а именно масло-в-воде, где маслорастворимый инсектицид остается внутри микрокапсулы.
В патенте США 3577515, Пример 15, описана RPµ с применением петролейного эфира, тетрахлорида углерода, талька, тетраэтилен пентамина, кальция гидроксида, воды и хлорангидрида димерной кислоты, причем стенка сформирована реакцией хлорангидрида димерной кислоты с тетраэтилен пентамином. Этот способ (реагенты, сформированные микрокапсулы и способ) сильно отличается от способа по данному изобретению, где, например, не применяются хлорангидриды (высоко реакционно-способные и способные разрушить а.и. до реакции формирования стенки). Не упоминается применение RPµ для какого-либо агрохимического использования в случае микрокапсуляции вода в масле, или рекомендованные размеры для хорошего выполнения в окончательном применении в поле таких микрокапсул, или характеристики скорости высвобождения.
Отмечают, что вопреки описанному в патенте США 4524783 из ближайшего уровня техники, где для формирования полимочевинной стенки для микрокапсулирования растворимых в воде соединений обязательно применяли полиолы [Примеры 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 и 10] или полиамины [Примеры 1 и 5] в водной фазе, согласно данному изобретению нет необходимости применять какой-либо амин, или какой-либо спирт, или какое-либо дополнительное соединение в водной фазе для достижения RPµ. Наличие материалов, формирующих стенку, в водной фазе провоцирует, в конечном итоге, нежелательные побочные реакции с а.и. (этот факт очевиден для специалиста в химии, поэтому больше информации по этому поводу не приводится). Данное изобретение решает задачу "изолирования" а.и. в водной фазе. По данному изобретению микрокапсуляцию можно выполнить с водной фазой, которая содержит только растворимые в воде соединения (а.и.) и воду. Эта возможность удаления какого-либо дополнительного соединения в водной фазе выгодна для стабильности растворимого в воде соединения(ий) для микрокапсулирования, поскольку реакции разложения или какой-либо вид взаимодействия избегаются, благодаря "изоляции" растворимого (растворимых) в воде а.и. в фазе, оставляя все остальные соединения в другой фазе (масляной фазе).
Одной из задач данного изобретения является обеспечение водной фазы без материалов, формирующих стенку, (если это необходимо), которые могут взаимодействовать с растворимым (растворимыми) в воде а.и. для микрокапсулирования. Из всех известных процитированных выше применяемых материалов, формирующих стенку, существующих в масляной фазе, патент США 4534783 раскрывает применение диолов в водной фазе для реагирования с адипил хлоридом (в примере 4) или с 1,6-гексаметилендиизоцианатом в примере 3, или аминами в примере 5 и т.д. В патенте США 6113935 применяются материалы, формирующие стенку, в водной фазе; в Таблице 1 (примеры 2-8) преполимерным формирующим материалом в водной фазе является WS-351-380 или даже мочевина/формальдегид в примере 1.
В патенте США 6359031 (Lykke и др.) способ RPµ выполняют посредством применения карбокси-функциональных полимеров для соединения с аминными функциональными реакционно-способными мономерами, чтобы избежать диспергирования в масляной фазе непрореагировавших (из-за карбокси групп) полимеров, проблема данного изобретения - нежелательные побочные реакции из-за реакционной способности материалов, формирующих стенку. Это решение довольно сложное для выполнения из-за расхода функциональных растворимых в воде полимеров с карбокси группами (подразумевается недостаточность коммерческих источников или высокие цены предложенных полимеров). Это решение приемлемо для дорогостоящих окончательных микрокапсул, таких как описанные там для ферментов, но такое решение на сегодня не приемлемо для промышленного применения в области агрохимии. Более того, в этом изобретении модификация полимеров для достижения RPµ чрезвычайно сложна по сравнению с более изобретательным и легким решением данного изобретения. Также существует вероятность, что эти карбокси-защищенные полимеры (карбокси группа, или восстановленные альдегиды/кетоны, или спирты) реагируют с растворимым (растворимыми) в воде а.и.
В патенте США 6113935 (Rodson и Scher, Zeneca Ltd.), опубликованном в 2000 г., обеспечивается водная фаза, содержащая реакционно-способные материалы, формирующие стенку. Этот подход предпочтительно избегается в данном изобретении для предотвращения какой-либо побочной реакции между продуктами для микрокапсулирования, и впервые здесь допускается обращенная микрокапсуляция с применением только растворимых в масле материалов, формирующих стенку. Присутствие мочевинных или меламиноформальдегидных полимеров в водной фазе затрудняет завершение реакции формирования стенки, а также объясняется в патенте США 6113935А1, кол. 5: "Поскольку полимерная стенка становится более твердой, контакт между активными группами в [растворимом в воде] преполимере затрудняется". Этот химический сценарий полностью изменен в данном изобретении. Так как материалы, формирующие стенку, находятся в масляной фазе, увеличенная толщина стенки не препятствует самополимеризации остатка материала. Когда в патенте США 6113935 указывают, что реакция полимеризации "самостоятельно закончилась", это происходит не из-за совершенной способности материалов, формирующих стенку, реагировать полностью (не желательно наличие остатков токсичных непрореагировавших материалов, формирующих стенку, в окончательном составе), а скорее из-за невозможности увеличения толщины стенки выполненной реакции материалов, формирующих стенку. Поэтому в патенте США 6113935 указано, что "реакция самостоятельно заканчивается и вообще считается дошедшей до конца", если это объясняется в свете предыдущего предложения, где объяснено, что это завершение происходит из-за затрудненности активных групп растворимого в воде преполимера действительно реагировать полностью. В способе микрокапсуляции по данному изобретению из-за присутствия материалов, формирующих стенку, в масляной фазе, действительно происходит завершение реакции, благодаря абсолютно завершенной реакции материалов, формирующих стенку (в отличие от патента США 6113935, где "завершение" или "окончание" происходит из-за неспособности реагировать больше, чем допускает предел толщины стенки). Более того, система по патенту США 6113935 не предусматривает решение применять те же способ/компоненты (например, регулируемые смеси А и В из Примера 1 данного изобретения) для получения агрохимических составов, которые позже можно будет легко преобразовать в комбинированный состав, как решение, предлагаемое в данном изобретении. Не упоминается о формулировании RPµ с NPµ.
Следует признать, что с научной точки зрения специализированная литература среди других фактов является источником гарантированной информации для известного уровня техники, потому что это равноценные обзорные публикации, престиж и научная корректность автора играют роль и являются путем получения ученым и техническим персоналом в известной степени "правдивых" информационных источников. В книге "Chemistry of Crop Protection" (под редакцией Voss и Ramos, признанное издательство Wiley-VCH, ISBN 3-527-30540-8) нашли, что решение, предложенное авторами данного патента, идет против какого-либо ожидания для специалиста в данной области; а именно предложение данного патента по использованию материалов, формирующих стенку, только в масляной фазе игнорируется, насколько это возможно, признанным экспертом по микрокапсуляции George В. Beestman, автора одного из немногих способов RPµ, патент США 4534783, стр.273 этой книги: "Для получения обращенно-фазовой В/М (вода-в-масле) эмульсии следует выбрать мономеры, которые останутся в диспергированной водной капле во время стадии эмульгирования. Если мономеры диффундируют из суспендированных капель в непрерывную фазу, полимеризация произойдет во всей эмульсии, а не на границе, как предполагалось. Микрокапсулы не будут формироваться". Позже он утверждает в том же параграфе, что способом с участием аминов микрокапсулы не будут получены. Это относительно новая книга (издана в 2003 г.), используемая как стандарт в данной области, не упоминает каким-либо образом об инициировании способа эмульсификации без какого-либо соединения в водной фазе, играющего роль катализатора (в случае данного изобретения, в конечном итоге, циклическое азо соединение) после начала эмульсификации, пояснения далеки от предложенного решения. Изобретательский уровень, представленный в данной заявке, следует принимать во внимание, с учетом, что ближайшим существующим уровнем техники является патент автора, пояснения которого далеки от решения данного изобретения (Beestman представляет RPµ для растворимых в воде агрохимикатов). В той же главе Beestman упоминает о полимеризации in situ, но в этот раз нет ссылки на возможное формирование RPµ с помощью этого типа полимеризации (фактически, единственными исследованными методами в патентной литературе о выполнении RPµ являются те, при которых используют материал, формирующий стенку либо только в водной фазе, либо в масляной и водной фазах, а не только в масляной фазе как в данном изобретении в предпочтительном варианте осуществления).
Данное изобретение направлено не только на то, что водная фаза не содержит материал, формирующий стенку, скорее цель данного изобретения заключается в обеспечении упрощенного способа получения обращенно-фазовых микрокапсул для дополнительного добавления других компонентов или преобразований в типах состава, например, из капсульной суспензии (CS) в CS с суспензионным концентратом (SC). Хотя обнаружили, что один из предпочтительных вариантов осуществления сильно отличается от известного уровня техники, в смысле помещения материалов, формирующих стенку, в масляную фазу, ничего не мешает специалисту в данной области применять другие особенности данного изобретения с традиционным RPµ с материалом, формирующим стенку, в масляной фазе, до тех пор, пока другие преимущества данного изобретения не будут достигнуты (например, комбинированные RPµ и NPµ (CX состав)). Тогда, раскрытие данного изобретения также включает варианты осуществления, где имеются материалы, формирующие стенку, в обеих фазах, как менее привлекательная альтернатива, но возможная. В этом случае необходимо, чтобы какой-либо материал, присутствующий в водной фазе, был инертным по отношению к а.и. и другим компонентам (начальной) водной фазы. Выражение "инертные" четко определено по данному изобретению: растворимые в воде материалы, формирующие стенку, не должны реагировать в присутствии воды и в тех же пропорциях, что применяются в получении водной фазы описанного здесь способа, с растворимым (растворимыми) в воде выбранными а.и., которые находятся в водной фазе.
Эти примечания необходимы, чтобы подчеркнуть, что данное изобретение решает главную задачу поиска улучшенного способа микрокапсуляции, растворимого или диспергируемого в воде а.и., и конкретные задачи облегчения логистических потребностей и комбинаций сформированных микрокапсул. У каждой из этих конкретных задач имеется свое собственное решение, которое можно применять независимо от общепринятой изобретательской концепции новых применений RPµ. То же самое относится к другим конкретным задачам, упомянутым выше.
Данное изобретение содержит, при ограничении применения в агрохимии, комбинацию в отдельном составе, по меньшей мере, микрокапсулированного растворимого в воде агрохимиката (предпочтительно глифосат, и/или сульфосат, и/или глифосинат), комбинированного с растворимым в масле инсектицидом снаружи микрокапсулы (предпочтительно сульфонилмочевины и/или сульфонамиды) или в нормально-фазовые микрокапсулы, таким образом, что все а.и. остаются стабильными, и необязательно сушку полученной комбинации для получения диспергируемых в воде гранул, содержащих RPµ и NPµ капсулированные (также некапсулированные) сульфонилмочевины. Некоторые предпочтительные варианты осуществления, включая сульфонилмочевины, вытекают из хорошо известной нестабильности сульфонамидов и широкого применения глифосата, сульфосата и глифосината. Выяснили, что способ для микрокапсулирования растворимых в воде гербицидов, раскрытых здесь, можно продолжить с добавлением в масляную фазу сульфонилмочевин без какого-либо вреда функциональности первого микрокапсулированного растворимого в воде агрохимиката или затем добавлением растворимого в масле материала. Тем самым данное изобретение обеспечивает использование того же самого способа, или RPµ-растворимого в воде агрохимиката (например, глифосата), или, если необходимо, RPµ-растворимого в воде агрохимиката с растворимым в масле агрохимикатом (свободными или NP-микрокапсулированными).
Следует отметить, что известные из уровня техники способы для NPµ позволяют получить сухие микрокапсулы, содержащие масляные агрохимикаты в ядре микрокапсул. Эти микрокапсулы можно добавить (диспергировать) в непрерывную фазу состава RPµ, таким образом, в конце будет получен состав с растворимыми в воде микрокапсулированными ингредиентами, а также с растворимыми в масле микрокапсулированными ингредиентами. Дисперсию в масле таких высушенных микрокапсул можно выполнить с помощью диспергаторов типа натрия алкил нафталин сульфонат, крезолформальдегидных продуктов конденсации, ЕО/РО (этиленоксид/пропиленоксид) блок-сополимеров или соли металлов жирнокислотных метил тауридов. Как увлажняющие средства для хорошей диспергируемости и суспендируемости предлагается изотридециловый спиртовой этоксилат, натрия лаурил сульфат и соли металлов алкилсульфосукцината, такого как натрия дтоктилсульфосукцинат.
Это - очевидный вопрос, что, в принципе, какая-либо растворимая в воде стабильная небольшая органическая молекула (например, агрохимикаты, многие медицинские препараты, алкалоиды, олигопептиды) может быть рассмотрена для RPµ по данному изобретению, а также что какая-либо растворимая в масле стабильная небольшая органическая молекула (например, агрохимикаты, многие медицинские препараты) может быть добавлена в масляную внешнюю фазу.
Также является общепринятой истиной для специалиста в данной области, какие агрохимикаты не охватываются данным патентом, а именно те, которые по любой причине не было бы возможности применять по данному изобретению: например, неорганическое нерастворимое в воде или масле удобрение не попадает в объем данного изобретения, если не существует приемлемого средства для диспергирования его в водной или масляной фазе; или какое-либо а.и., которое разлагается из-за термического разрушения при температурах, изложенных в данном изобретении. А именно заявляется, что данное изобретение выполнимо во всем диапазоне а.и., за исключением тех, которые не могут очевидно быть представлены способом по данному патенту. Выбор а.и. не составит никакого труда для специалиста в данной области, скорее будет достаточно только его/ее обычных знаний в области микрокапсуляции и химии.
Детальное описание изобретения
Микрокапсуляцию растворимого в воде соединения выполняют с водной фазой, где растворено растворимое в воде соединение (или смесь растворимых в воде соединений), и с масляной фазой, где растворены материалы, формирующие стенку (полимеры, преполимеры, олигомеры или мономеры), катализатор(ы), диспергаторы и компоненты состава в органическом растворителе.
Водная фаза
По данному изобретению микрокапсуляцию можно выполнять с водной фазой, которая содержит только растворимое в воде соединение(ия) и воду. Удаление какого-либо дополнительного соединения в водной фазе перед этапом эмульгирования успешно отражается на стабильности растворимого в воде соединения(ий) для микрокапсулирования, поскольку реакции разложения или еще какой-либо вид взаимодействия избегаются посредством "изолирования" растворимого (растворимых) в воде а.и. в фазе, остальные все остальные соединения в масляной фазе. Также возможно применение растворимых в воде материалов, формирующих стенку, пока решаются другие задачи данного изобретения, и при условии, что растворимые в воде материалы, формирующие стенку, не реагируют с а.и.
Масляная фаза
Растворитель: какой-либо растворитель, способный растворить а.и. (или отдельный а.и., или комбинацию растворимых в масле а.и.), можно применять, поскольку он инертный для а.и. Обычными растворителями являются растительные или минеральные масла, ароматические, парафиновые или алифатические углеводороды типа Solvesso® 100, 150 или 200, Marcol®, Isopar®, включая алифатические, ароматические углеводороды, их смеси и т.д. Можно также использовать более летучие растворители, такие как низшие спирты (например, бутанол, гексанол, октанол), циклогексанон, гамма-бутиролактон, N-алкиллактамы, N,N-диметилалкил-амиды или -амины, и вообще, какой-либо растворитель, применяемый в агрохимических продуктах.
Материалы, формирующие стенку: как материалы, формирующие стенку, отбирают комбинацию, выбранную из, по меньшей мере, одной из двух групп (предпочтительно из обеих):
a) изоцианаты, предпочтительно алифатический изоцианат, предпочтительно выбран из группы TMXDI, Cythane® 3174 [CYTEC], в конечном итоге, и/или ароматический изоцианат (предпочтительно выбран из TDI, MDI). Короткие названия для изоцианатов, применяемых по данному изобретению, хорошо известны для специалиста в данной области и общеприняты в патентной литературе;
b) гликольуриловые смолы, предпочтительно Cymel® 1170, Cymel® 1171, Powderlink® 1174, Cymel 1172 (от CYTEC Industries).
Предпочтительная комбинация состоит из TMXDI и Cythane® 3174 из группы а) вместе с Cymel 1170 из группы b) с соотношением от 10:1 до 1:10 в вес.% TMXDI к Cythane® 3174; предпочтительно с соотношением в вес.% группы а) к группе b) от 15:1 до 2:1.
Катализаторы: можно применять какой-либо катализатор, подходящий как катализатор реакции полимеризации. Предпочтительны диалкилолова жирные кислоты, в частности дибутилолова лаурат. Также применяется циклический (ди- или три- или тетра-цикло) (моно-, ди-, три-, тетра-)аза катализатор, предпочтительно {1,8-}диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен [вкратце, DBU]. Азацикло катализатор может принадлежать либо начальной масляной фазе, либо раствору эмульсии вода-в-масле, который сформирован способом (введенный растворенный в масле прямо после начала эмульсификации, является предпочтительным решением по данному изобретению, поскольку достигается лучшее регулирование реакции). Этим путем он реагирует (и предпочтительно расположен) на границе водной и масляной фаз с материалами, формирующими стенку. DBU предпочтительно применяют как раствор в масляном растворителе, предпочтительно от 5-50% в вес.%. Любой компонент состава, который растворим в воде и может функционально представлять интерес для окончательного состава, может быть добавлен в начальную водную фазу (например, диспергатор для диспергированного в воде а.и. с низкой аффинностью к выбранной масляной фазе). Чтобы ускорить реакцию при применении гликольуриловых смол, рекомендуется катализатор типа катализаторов передачи протонов (предпочтительно типа р-толуолсульфоновой кислоты и производных), однако наблюдается, что это не является необходимостью. Гликольурилы включены в смешанную полимочевина-гликольуриловую стенку без рекомендованных сульфоновых кислот.
Компоненты состава: для получения водной фазы "чистой", насколько это возможно, компоненты состава должны быть предпочтительно растворимыми в масле и в масляной фазе. Однако, столь же желательно добавлять инертные компоненты состава в водную фазу, как это может быть в случае антифризных средств (например, пропилен- или диэтилен- или полипропиленгликоль), регуляторов рН, антиоксидантов, защитных средств от ультрафиолетового излучения и т.д. Предпочтительно будут применяться сурфактанты и диспергаторы в масляной фазе типа Atlox® 4914, Atlox® LP-6 и/или LP-1, и какие-либо традиционные сурфактанты, которые легко можно найти в каталогах (например, Clariant, ICI, Rodhia surfactant/dispersant catalogs), с функциональностью, подобной упомянутым. Для достижения хорошей микрокапсуляции не нужны никакие другие компоненты состава по способу данного изобретения. Однако какие-либо дополнительные компоненты состава, которые могут быть необходимы для хорошей работы окончательного состава (например, увлажняющие средства, связывающие средства, другой диспергаторы и т.д.), можно добавить в эту масляную или водную фазу или предпочтительно в конце способа.
Этап эмульсификация-микрокапсуляция
Как только получили и масляную, и водную фазы, выполняется этап эмульсификации, который в лабораторных условиях можно выполнить на Ultraturrax L4 при 30-95°С в течение 2-20 минут. После первой минуты эмульсификации следует медленно добавить азо катализатор. На этой стадии структура стенки микрокапсул уже начала и частично закончила формироваться. Эмульсию оставляют с осторожным перемешиванием (якорная мешалка, например) при 40-80°С 30-240 минут для созревания микрокапсул. Получают микрокапсулированный состав растворимого в воде соединения.
Этап получения состава
Если окончательным продуктом является агрохимический состав, нужно добавить дополнительные компоненты для того, чтобы продукт эмульгировался в воде. С этой целью применяют соединения типа Atlox® G-5000, диспергирующее средство LFH®, Atlox® MBA 13/8, Attagel® 50 (предпочтительно в растворе 10-90 вес.%) и, в конечном итоге, больше растворителя.
На этой стадии окончательно получают функциональный агрохимический состав, готовый к применению в сельском хозяйстве (эмульсификация в резервуаре с водой и распылителе).
Данный способ изобретен для того, чтобы облегчить дальнейшую комбинацию с другими растворимыми в масле агрохимикатами при использовании способа, описанного выше.
От состава, полученного выше, можно только добавить растворимый в масле а.и. (или смесь а.и.) в чистой форме, если жидкий, или предпочтительно растворенный в том же растворителе, который составляет масляную непрерывную фазу, описанную выше.
Этот способ позволяет производителю легко превращать состав капсульной суспензии (в обращенной фазе, а именно с маслом в качестве непрерывной фазы) в смесь капсульной суспензии с эмульсионным концентратом.
Обнаружили, что к "микрокапсулированному в водной фазе" материалу можно добавить (как непрерывную фазу) масляную суспензию (например, путем эмульсификации) растворимого в воде материала, который предварительно измельчили и стабилизировали в масле с помощью компонентов состава (преимущественно диспергаторов для однородности), а именно для состава суспензия в масле + капсульная суспензия.
Водная фаза внутри микрокапсул может содержать нерастворимые в воде а.и., диспергированные в такой водной фазе, и компоненты состава для стабилизации суспензии. Существуют варианты данного изобретения, которые специалист в данной области может воспроизвести по общепринятым в данной области методикам. В этом случае потребность смешивания растворимых в воде соединений с нерастворимыми в воде соединениями, которые измельчены (диспергированы в воде внутри микрокапсул), объясняется тем, что они химически несовместимы. В случае добавления диспергированного в масле а.и. непосредственно применяют способ, описанный выше, поскольку не существует другого пути, при котором диспергированный в масле а.и. попадет внутрь микрокапсул. В случае добавления в начальную водную фазу диспергированный в воде а.и. следует брать осторожно для того, чтобы во время эмульсификации нерастворимый в воде а.и. (предназначенный быть внутри микрокапсулы) не вышел в масляную фазу: с этой целью в данном изобретении используют только те соединения, которые нерастворимы в воде и одновременно нерастворимы (плохо растворимы) в выбранном растворителе (масляная фаза). Иначе, будет наблюдаться высокая миграция во внешнюю масляную фазу. В случаях поиска хорошей дисперсии в воде лучшим подходом является поиск масляной фазы, где нерастворимый в воде а.и. также нерастворим. Это может быть случай, при котором а.и. растворим в растворителях с низким молекулярным весом (например, тебуконазол как а.и. в циклогексаноне), но в основном нерастворим в нафтовых растворителях (например, тебуконазол в Solvesso 100). В этом случае тебуконазол можно измельчить и суспендировать в водной фазе (атомы азота тебуконазола проявляют аффинность к воде), а не в Solvesso 100, что, таким образом, позволяет микрокапсуляцию и растворимого в воде а.и., и нерастворимого в воде а.и. Выбор масляных фаз, лучших для предотвращения этой миграции измельченного нерастворимого в воде а.и., является обычной задачей, основанной на выборе растворителя масляной фазы.
Возможные составы, полученные по данному изобретению, представлены в следующей схеме:
- активные ингредиенты, которые растворимы в воде: а.и. - рв 1, а.и. - рв 2, а.и. - рв 3 и т.д.;
- активные ингредиенты, которые растворимы в масле: а.и. - рм 1, а.и. - рм 2, а.и. - рм 3 и т.д.;
- RPµ: обращенно-фазовые микрокапсулы (вода и растворимый в воде а.и. в ядре);
- NPµ: нормально-фазовые микрокапсулы (масло и растворимый в масле а.и. в ядре);
- SC: суспензионный концентрат в воде растворимого в масле а.и., измельченного и диспергированного в воде;
- AM-SC: отрегулированная смесь, приемлемая для эмульсификации RPµ в SC (или наоборот) для формирования RPµ-SC (=ZC);
AM-WDG: отрегулированная смесь, приемлемая для создания диспергируемых в воде гранул (WDG);
- АМ-ЕС: отрегулированная смесь, в которой а.и. - рм 1 находится в форме эмульсионного концентрата, который после смешивания с RPµ в масле дает ЕС RPµ, включающую и а.и. - рв 1, и а.и. - рм 1;
- AM-NP: отрегулированная смесь, добавленная в NPµ, приемлемая для эмульсификации состава NPµ в RPµ в масле;
- AM-NPX: отрегулированная смесь, приемлемая для эмульсификации состава RPµ в RPµ в воде;
- СХ: комбинированная капсульная суспензия, а именно комбинация в том же составе RPµ [содержащих а.и. - рв 1] и NPµ [содержащих а.и. - рм 1];
- CXw: СХ, где непрерывной фазой является вода;
- СХо: СХ, где непрерывной фазой является масло;
- DRPµ: сухие обращенно-фазовые микрокапсулы (после, например, сушки с распылением RPµ, в масле);
- AM-DRP: отрегулированная смесь, приемлемая для сушки (например, сушка с распылением) RPµ, в жидком составе микрокапсул RPµ (DRPµ);
- AM-NRP: отрегулированная смесь, приемлемая для сушки (например, сушка с распылением) NPµ в жидком составе микрокапсул NPµ (DNPµ):
a. RPµ с а.и. - рв 1 в ядре, диспергированные в масле;
b. RPµ+AM-WDG->(сушка с распылением) [экструзия является эквивалентным способом]->WDG RPµ, с а.и. - рв 1;
с. RPµ+SC+AM-SC->(сушка с распылением)->WDG RPµ с а.и. - рв 1 и а.и. - рм 1;
d. RPµ+АМ-ЕС->RPµ-ЕС с а.и. - рм 1 вместе с RPµ, с а.и. - рв 1;
е. 1) RPµ+AM-NP->(добавление в масло, в котором присутствует RPµ состава NPµ)->CXw в водной непрерывной фазе с а.и. - рв 1 и а.и.-рм 2, оба а.и. микрокапсулированы->(сушка с распылением)->WDG-CXw;
2) NPµ-AM-NPX->(добавление в воду, в которой присутствует NPµ, состава RPµ)->СХо в масляной непрерывной фазе с а.и. - рв 1 и а.и. - рм 2, оба а.и. микрокапсулированы->(сушка с распылением)->WDG-Cxo;
f. RPµ+AM-DRP->(сушка)->DRPµ+NPµ->CXw;
g. NPµ+AM-DNP->(сушка)->DNPµ+RPµ->Cxo.
Для получения состава СХ в примерах приведены предпочтительные сурфактанты: они должны соответствовать тому, что RPµ, смешанные с NPµ (или наоборот), находятся в количестве 1-50%, предпочтительно 5-25% и более предпочтительно 10-20% в составе, который будет комбинирован. Чтобы смешать RPµ в NPµ, необходимы сурфактанты с высоким HLB, с HLB 7-14, предпочтительно 8-14 и более предпочтительно 9-13. Чтобы смешать NPµ в RPµ необходимы сурфактанты с низким HLB, с HLB 1-7, предпочтительно 1-5 и более предпочтительно 2-5. Как первый выбор специалист в данной области, пытаясь воспроизвести данное изобретение, должен попытаться предложить сурфактанты в концентрациях, представленных в разделе Примеры. При этих опытах анализируют увеличение концентрации сурфактантов на 10%, затем выбирают два или три подобных сурфактанта (но с разной молекулярной формулой) с подобным HLB. Если проводят два коротких анализа, то пробуют сурфактант (предпочтительно с одинаковой формулой, но с измененным числом молей этоксилата/пропоксилата) с повышенным или сниженным HLB (соответственно, для смешивания RPµ в NPµ и для смешивания NPµ в RPµ). Эти основные и необходимые регуляторы после этих рекомендаций, как показали, работают с, по меньшей мере, 25 различными комбинациями а.и. и концентрациями а.и., поэтому этот способ, как считают, осуществим для всего заявленного диапазона существующих агрохимикатов. Во всех этих опытах растворителем первого выбора для NPµ является тип нафта, второго выбора - парафиновые масла, а третьего выбора - растительные масла (предпочтительно гидрогенированные или частично гидрогенированные). Как правило, чтобы выполнить осуществимые составы, предпочтительно минимальное отклонение от сурфактантов, растворителей и материалов, формирующих стенку.
Выяснили, что для получения диспергируемых в воде гранул из СХ составов (или всех других возможностей, упомянутых в данном изобретении содержащих RPµ) лучшей методикой является обеспечение матрицы для абсорбирования масла общепринятыми средствами для сушки для каждой партии, в частности для сушки с распылением (по аналогии, в способах экструзии). Наиболее предпочтительным путем выполнения этого этапа сушки RPµ, или составов, содержащих СХ, является сушка с распылением с добавлением в распылительную камеру абсорбентов или адсорбентов типа каолин, глины или углеводороды (крахмалы, карбоксиметилцеллюлоза, циклодекстрины и производные и т.д.). Опять таки, чем меньше отступление от примеров, тем лучше ожидаемые результаты.
Обнаружили, что большинство эмульгаторов, отвечающих требованиям для выполнения эмульсификации масел в воде, можно применять без какой-либо помехи стабильности капсульной суспензии в окончательном составе СХ. Поэтому данное изобретение включает сурфактанты, приемлемые для формирования эмульсий масло-в-воде, как широко объяснено в каталогах, например каталоги Uniquema, доступные в сети Интернет (www.uniquema.com) и в печатной копии, cp/e/9-99/-/eur/02/1k (адъюванты) или cp/e/9-99/-/eur/03/1k (добавки состава). Это не является очевидным, поскольку упомянутые продукты вовсе не служат для эмульсификации капсул, содержащих масло, разве что только для эмульсификации масел-в-воде. Нет упоминаний о том, что капсульные суспензии были бы стабильными при эмульгировании состава RPµ в NPµ, с сурфактантами с высоким HLB (или наоборот для NPµ в NPµ с сурфактантами с низким HLB). Действительно, полагают, что в данном изобретении впервые показана стабильность микрокапсул при смешивании RPµ и NPµ (или наоборот) с использованием традиционных сурфактантов.
Для ясности данное изобретение будет обсуждаться детально относительно заявленной формулы изобретения (каждый помеченный параграф означает указанный номер пункта формулы изобретения).
§1 Данное изобретение представляет микрокапсулы для регулированного высвобождения растворимого в воде или диспергируемого в воде соединения, предпочтительно агрохимикатов, отличающиеся тем, что в микрокапсуле есть полимерная стенка, состоящая в реакции in situ из полимерного продукта, растворимого только в масле материала(ов), выбранного из, по меньшей мере, одной из групп i) или ii), более предпочтительно, по меньшей мере, одного из каждой группы и наиболее предпочтительно одного из каждой группы:
i) по меньшей мере, гликольуриловая смола, предпочтительно тетра-бутоксилированная гликольуриловая смола;
ii) по меньшей мере, изоцианат, предпочтительно алифатическая полиизоцианатная смола;
и, если выбраны из обоих типов, соотношение ii) к i) составляет самое большее 20:1 и, по меньшей мере, 1:2,
и средний размер микрокапсул составляет от 0,1 мкм до 50 мкм, предпочтительно от 1 до 5 мкм, и 90 процентиль размера микрокапсул составляет самое большее 200 мкм, предпочтительно 35 мкм, при измерении в дисперсии в воде лазерным дифракционным анализатором, необязательно типа Mastersizer™.
Вполне релевантное выражение "растворимые в масле" материалы, которые формируют стенку, означает в данной формуле изобретения, что материалы, формирующие стенку, находятся в масляной фазе и только в масляной фазе при выполнении микрокапсуляции. Однако эта техническая особенность отражена также в окончательных микрокапсулах (так как стенка сформирована только растворимыми в масле полимерами), тем самым формула изобретения направлена на сам продукт, а не на продукт, полученный заявленным способом.
В известных RPµ показано, что материалы, формирующие стенку, должны быть выбраны из меламин-формальдегидной или мочевина-формальдегидной смол (как в патенте США 6113935, пункт 1а)), помещенных в водную фазу, или сформированным полимером является полиамид, полимочевина, полиуретан, полисульфонамид, полиэфир или поликарбонат (как в патенте США 4534783), где материалы, формирующие стенку, также помещены (по меньшей мере, некоторые из них обязательно) в водную фазу. Формирование гликольурил-полимочевинного полимера для обращенно-фазовой микрокапсуляции является новым и обеспечивает преимущества над известным уровнем техники. Повторение примера 10 патента США 4534783 дает микрокапсулы со средним размером частиц 74 мкм с 90 процентилем 398 мкм. Дальнейшая попытка достичь меньших микрокапсул со стенкой на основе полимочевины действительно приводит к меньшим микрокапсулам, но тогда часть соли IPA кристаллизуется (около 13%) в масляной фазе. Повторение примеров 2 и 8 патента США 6113935 дает очень большие микрокапсулы (фактически, указанные микрокапсулы перестают быть применимыми) со средним диаметром 289 мкм и 310 мкм, соответственно, с 90 процентилем 1512 мкм. Ясно, что существует потребность маленьких микрокапсул, которые могут быть присоединены к точкам действия соответствующего соединения (например, фунгицид или гербицид внутри микрокапсул лучше выполнить с размером, позволяющим лучшее присоединение к грибам или листьям, что непосредственно зависит от размера), далее для некоторых косметических применений меньшие микрокапсулы намного более устойчивы к воздействиям при операциях смешивания или даже способам гомогенизации с высоким давлением. Другое преимущество микрокапсул меньшего размера состоит в том, что они быстрее высвобождаются из-за большей поверхности, обеспеченной меньшими сферами (и в случае, когда хотят предотвратить быстрое высвобождение, данное изобретение решает это повышением процента материалов, формирующих стенку, от общего веса, таким образом, стенка становится более толстой, уменьшается высвобождение, но с подобным внешним диаметром).
Еще более важным является однородность микрокапсул (максимально возможные из микрокапсул очень близки к среднему значению, а именно имеют явное островершинное распределение Гаусса, другими словами, пик, показывающий счет микрокапсул в зависимости от размера, острый насколько возможно (см. приложенные измерения размеров частиц)). Однородность также является основным условием для получения продукта с надежной функциональностью. В то время как в области нормально-фазовой микрокапсуляции (NPµ) некоторые из этих задач решены, особенные характеристики RPµ не позволяют обеспечить эти потребности до настоящего времени. Чтобы ясно понять, в чем заключаются многократные преимущества данного изобретения, предпочтительный размер в среднем должен составлять от 0,1 до 25 мкм и иметь однородное островершинное распределение с рекомендуемым 90 процентилем 50 мкм. Естественно, по данному изобретению получают более крупные микрокапсулы только путем уменьшения количества эмульгатора и снижения напряжения сдвига на этапе эмульсификации.
Материал, подлежащий микрокапсуляции, может быть отдельным соединением или комбинацией соединений: например, в гербицидном составе дикват и паракват; в медицинском составе от астмы кофеин и теофиллин и теобромин.
Соединения для микрокапсулирования должны быть растворимыми в воде или диспергируемыми в воде, обычно применяемыми при концентрации ниже предела растворимости выбранных соединений. Однако соединения могут превышать их предел растворимости (тем самым, часть будет растворяться, а часть осаждаться). Требованием для такого варианта осуществления является то, что применяемое соединение с превышением предела растворимости в воде, особенно твердая часть, как следует диспергировано в воде с применением коммерческих общепринятых диспергаторов в воде. Эту рутинную задачу можно выполнить путем добавления в водную фазу растворимого в воде диспергатора и предварительным измельчением водной фазы (или аликвоты водной фазы) в традиционном измельчающем устройстве до необходимого размера частиц.
Другим условием осуществимости данного изобретения является то, что растворимость этого твердого соединения в выбранной масляной фазе очень низкая или, по меньшей мере, ниже, чем в воде. Например, ацифлуорфен-натрий (растворимость в воде около 60 г/л) мог быть сформулирован при 100 г/л в ядре микрокапсул, причем 40 г/л будет в твердой форме, т.е. не растворимо из-за достижения предела растворимости или слабо растворимо в масляной фазе. Тем самым можно выбрать гексан как матрицу масляной фазы или даже изооктанол, где растворимость составляет около 6 г/л. Из-за первоначально выбранной водной фазы и применяемых диспергаторов в воде диспергированный в воде ацифлуорфен-натрий будет иметь тенденцию оставаться в водной фазе и не переходить в масляную фазу до формирования микрокапсул. Предполагается, что а.и. нерастворимый в воде и диспергирован в ней, но одновременно нерастворимый или, по меньшей мере, менее растворимый в масляной фазе, чем в воде. В данном документе понятие "нерастворимый" или "в основном нерастворимый" будет означать растворимость ниже 1 г/л, относительно фазы, упомянутой в каждом случае. Например, можно измельчить фунгицид тебуконазол (нерастворимый в воде) в воде и затем применять неполярный растворитель как "матрицу" масляной фазы (а именно, большая часть соединения масляной фазы, когда применяемые несколько неполярных растворителей, которые рассматривают вместе, будут матрицей), при условии, что тебуконазол также нерастворим в такой масляной фазе. Например, мы могли бы выбрать гексан, в котором тебуконазол имеет растворимость ниже 0,1 г/л.
Показана осуществимость микрокапсуляций и ацифлуорфен-натрия, и тебуконазола (однородные микрокапсулы среднего диаметра, соответственно, 9 и 11 мкм, и незначительное присутствие а.и. в масляной фазе путем, соответственно, анализов HPLC-UV (высокоэффективная жидкостная хроматография с использованием ультрафиолетовых лучей) и GC-FID (газовая хроматография с пламенно-ионизационным определением).
Дополнительное преимущество применения гликольуриловых смол состоит в том, что они по химической структуре намного менее реакционно-способны, чем традиционные мочевинные и меламиновые смолы, что тем самым позволяет лучшее регулирование реакции при выполнении в промышленном масштабе.
Также заявляются:
§2 Микрокапсулы, имеющие полимерную стенку, состоящую в реакции из:
i) гликольуриловой смолы, предпочтительно тетра-бутоксилированной гликольуриловой смолы;
ii) алифатической полиизоцианатной смолы, предпочтительно типа Cythane® 3714, комбинированной с TMXDI;
где в реакции полимеризации применяется, по меньшей мере, катализатор, выбранный из одной или двух групп;
i) полициклическое азо соединение, предпочтительно [ди-, три- или тетра-]-цикло [моно-, ди-, три- или тетра-]аза катализатор, предпочтительно диазабицикло катализатор, более предпочтительно {1,8-}диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен;
ii) несодержащий азот растворимый в масле катализатор, предпочтительно диалкилолова эфир жирной кислоты, и более предпочтительно дибутилолова лаурат;
предпочтительно один катализатор из каждой группы и наиболее предпочтительно комбинация {1,8-}диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена и дибутилолова лаурата.
В этом случае следует указать на то, что предпочтительным решением, которое принимается в данном изобретении, является комбинация указанных материалов, формирующих стенку, и то, что стенка сформирована (тем самым микрокапсулы также этим характеризуются) с помощью упомянутых катализаторов. Кроме того, выгодно выбрать катализатор i), потому что отмечают, что если добавить такой катализатор прямо после начала эмульсификации, катализатор будет способен выполнить реакцию формирования стенки. Кроме того, выяснили, что лучшим решением данного изобретения является комбинация этих двух типов катализаторов, другой эффект данного изобретения, поскольку известно применение одного катализатора одного типа, а не два катализатора, что необязательно предлагается в данном изобретении. Реакция одинаково достигается применением только дибутилолова лаурата, но размер микрокапсул тогда увеличивается на около 10%. Очевидные вариации структур катализаторов также используются в данном изобретении (например, дибутилолово стеарат, триаза катализаторы, трициклические катализаторы и т.д.), в любом случае выяснение, какой катализатор не может достаточно хорошо выполнить реакцию, является вопросом элементарного химического синтеза.
§3 Когда применением данного изобретения является область агрохимикатов, предпочтительные соединения для микрокапсулирования выбраны из перечня: ацифлуорфен-натрий, аммония сульфамат, асулам-натрий, авиглицин гидрохлорид, калия бикарбонат, натрия бикарбонат, биланофос-натрий, биспирибак-натрий, боракс, бромоксинил гептаноат, sec-бутиламин, картап гидрохлорид, хлормекват хлорид, натрия хлорацетат, клофенцет-калий, клопиралид-оламин, меди сульфат, 2,4-D-диметиламмоний, 2,4-D-натрий, далапон-натрий, 2,4-DB-натрий, дикамба, дихлорпроп-калий, дикегулак-натрий, динотерб-диоламин, дикват дибромид, дикват дихлорид, двухвалентного железа сульфат, флукарбазон-натрий, флупропанат-натрий, формальдегид, форметанат гидрохлорид, фозамин-аммоний, фозетил-алюминий, фостиазат, гиббереллиновая кислота, глифосинат-аммоний, глифосат-изопропиламмония, глифосат-тримезиум, глифосат-натрий, глифосат-аммоний, глифосат, гуазатин ацетаты, GY-81, гексазинон, 8-гидроксихинолин сульфат, химексазол, имазалил сульфат, имазапир, имазахин-аммоний, иминоктадин триацетат, йодосульфурон-метил-натрий, иоксинил-натрий, иоксинил, касугамицин гидрохлорид гидрат, малеиновый гидразид, малеиновый гидразид калиевая соль, МСРА-натрий, МСРА-натрий, мепикват хлорид, ртути хлорид, мезосульфурон-метил, мезотрион, металаксил, металаксил-М, метам-натрий, метамидофос, метомил, метальдегид, напталам-натрий, никотин, натрия о-нитрофенолят, натрия р-нитрофенолят, натрия 5-нитрогваяколят, паракват дибромид, паракват дихлорид, натрия пентахлорфеноксид, натрия 2-фенилфеноксид, флоксин, пиклорам-триизопропаноламмония, пиклорам-калий, пропамокарб гидрохлорид, пропоксикарбазон-натрий, пиритиобак-натрий, стрептомицин сесквисульфат, стрихнин, 2,3,6-ТВА, трихлоруксусная кислота, ТСА-натрий, тиоциклам гидроген оксалат, трифлоксисульфурон-натрий, валидамицин, хлордимеформ гидрохлорид, хлорфониум хлорид, дегидроуксусная кислота, 2-метоксиэтилртути хлорид, натамицин, калия цианат, протиокарб гидрохлорид, натрия фторид, натрия гексафторсиликат, ТЕРР (тетраэтил пирофосфат); в какой-либо растворимой в воде форме, в какой-либо изомерной или стереохимической композиции.
По данному изобретению можно микрокапсулировать не только растворимые в воде ингредиенты, можно микрокапсулировать косметические и фармацевтические а.и., растворимые в воде, и не реагирующие легко с материалами, формирующими стенку.
Хотя некоторые из этих соединений (активный ингредиент) слабо растворимы в воде, их растворимость приемлема для целей данного изобретения, поскольку такой низкой растворимости может быть достаточно для биоактивности, особенно для агрохимикатов, высоко активных при очень низких дозах. Однако данное изобретение легче применять, в смысле более высокой дозировки и отсутствия потребности дисперсии, для соединений с растворимостью в воде, по меньшей мере, 10% в вес.%. Следует понимать, что перечень представляет самые общепринятые химические наименования а.и., в наиболее общепринятой форме. Очевидно, для этого перечня и для всех других упомянутых а.и. в данном документе (например, растворимые в масле а.и.), в прямой форме включены соли или метальные производные или деметилированные производные упомянутых соединений (например, глифосат включает глифосат-аммоний, глифосат-изопропиламмоний, глифосат тримезиум и т.д.). Важно, чтобы биологически активная часть молекулы, представленной вышеупомянутыми соединениями, присутствовала в производных. Она также включает изомеры, стереоизомеры и различные кристаллические формы. Когда соль растворима в воде, а свободная (например, кислота) форма нерастворима в воде, тогда для микрокапсуляции в пункте 3 формулы изобретения подразумеваются только растворимые в воде формы.
§4 Данное изобретение также приемлемо для активных ингредиентов, не относящихся к области агрохимии, таких как лекарства или медицинские препараты, живые или мертвые организмы в каком-либо физиологическом состоянии, включая споры или пыльцу, такие как микоплазмы, грибы, бактерии, вирус, вироиды, прионы, дрожжи, растения, или генетический материал, клетки, стволовые клетки, клетки для ксенотрансплантации, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, ДНК, РНК, белки, аминокислоты, вакцины или соединения для пищевых целей. Не существует специфической особенности по данному изобретению, которая препятствовала бы применению в упомянутых целях, за исключением температуры и напряжений сдвига, необходимых для способа по данному изобретению. Специалист в данной области сможет определить для каждого отдельного случая, когда данное изобретение не применимо; например, для микрокапсуляции чувствительных к нагреванию клеток или белка, который денатурализуется и теряет свою биологическую активность при 40°С, температуре, необходимой для созревания микрокапсул.
Специалист в данной области также сможет определить, когда выбранные изоцианаты или гликольуриловые соединения приведут к разрушению биоактивных ингредиентов, и тем самым данное изобретение не будет применимо. В любом случае это надо решать для каждого отдельного случая. В области медицины, биотехнологии и химии существует возрастающая потребность в формулировании вышеупомянутых материалов. До сих пор микрокапсуляция таких материалов выполнялась совершенно другим способом, преимущественно путем коацервации, потому что сложно получать обращенно-фазовые микрокапсулы. Не известен общедоступный документ, в котором решалась бы задача с микрокапсулами, меньшими, чем полученные по способу данного изобретения и предшествующего уровня техники, путем, отличным от систематически in situ истинной (а именно, микрокапсулы, не относящиеся к типу пористого материала) микрокапсуляции с материалами, формирующими стенку, в водной фазе, далеким от решения по данному изобретению. Ближайшим известным решением для данного пункта формулы изобретения могла бы быть международная публикация WO 89/04170, но она описывает не сферические "истинные" микрокапсулы, а аморфную и неоднородную органическую матрицу, где захвачены вирусы или споры бактерий. Эксперименты по данному изобретению показывают, что уменьшенный заявленный размер капсул 5-50 мкм невозможно получить непосредственно путем реакции in situ, где стенка захватывает абсолютно воду и суспендированные в воде материалы (как происходит по данному изобретению), а путем сушки с распылением матрицы (капсулы типа пористого материала). А именно, только путем сушки с распылением можно достичь такого небольшого размера капсулированных матрицей материалов (это согласуется с международной публикацией WO 89/04170, где в примере 11 представлен (средний) размер частиц после сушки с распылением). С другой стороны, материал, формирующий стенку, по указанному изобретению (Eudragit, полиакрилаты и т.д.) сильно отличается от применяемого по данному изобретению.
§5 Описанные микрокапсулы можно применять в сухой или текучей форме. Очень легко этот вариант осуществления можно выполнить путем микрокапсулирования в сильно летучем растворителе (например, октан), а после капсуляции выпарить растворитель простым нагреванием, предпочтительно под вакуумом. Чтобы это легко было выполнить, перед этапом выпаривания в масляную фазу добавляют антиагломерирующие средства и компоненты состава, известные специалисту в данной области, для облегчения текучих составов (например, глины, алюмосиликаты и т.д.), доступные из любого специализированного издания. Другим путем получения сухих микрокапсул (свободных от растворителя) является выполнение, известное из уровня техники стандартной операции фильтрации или центрифугирования.
Также возможно, что дополнительное растворимое в масле соединение, более подробно, растворимый в масле активный ингредиент, находится в форме суспензии в масляной фазе. Тогда этап сушки или этап фильтрации (или ультрафильтрации) даст смесь текучих микрокапсул и растворимого в масле ингредиента в твердой форме. Чтобы сделать эту смесь пригодной, можно применить любой известный из уровня техники способ облегчения текучести. Конкретным вариантом осуществления, включенным в данную формулу изобретения, является формирование диспергируемых в воде гранул, исходных из раствора микрокапсул. Для этой цели можно применять известные методы сушки с распылением нормально-фазовых микрокапсул. Следует отметить, что в известном уровне техники не описаны, при всей потребности для сельского хозяйства, диспергируемые в воде гранулы (задача не адресована) с обращенно-фазовыми микрокапсулами или способ их получения. Ясно, что у растворимых в воде агрохимикатов с регулированным высвобождением есть свои преимущества, так же как у всех уже заявленных для нормальной микрокапсуляции.
Изобретение заключается в получении диспергируемых в воде гранул из RPµ, поскольку разная ситуация с масляной и водной фазой чрезвычайно влияет на выбор компонентов состава для получения WDG (преимущественно растворимых в масле в этом случае). Выяснили, что выпаривание растворителя вместо традиционного выпаривания воды не повлияет на возможное применение микрокапсул по п.1 в форме диспергируемых в воде гранул.
§6 Микрокапсулы по п.1, хотя в принципе они получены с масляной фазой, как внешней и непрерывной фазой, можно сушить и затем вновь повторно диспергировать в водной среде (необязательно с другими гидрофильными растворителями, например, этанол для применений в медицине) с помощью необходимых поверхностно-активных соединений. Способом получения такого состава может быть, например, 1) сушка с распылением или выпаривание полученной дисперсии микрокапсул в масле по заявленному способу, 2) повторное диспергирование этих микрокапсул в водной среде с необходимыми компонентами состава, по меньшей мере, с поверхностно-активными соединениями. Этими поверхностно-активными соединениями могут быть, например, смесь аравийской камеди и соевого лецитина при 15% в воде, причем концентрация микрокапсул при 20% (вес.%).
Рекомендован дополнительный диспергатор, такой как диспергатор LFH, а также необязательно Atlox G-5000. Затем получают микрокапсулированное соединение(ия), диспергированное в воде, с экологическими преимуществами этого вида состава (для сельского хозяйства), или другими преимуществами в косметике или фармацевтике, которые заключаются непосредственно в отказе от какого-либо органического растворителя в составе микрокапсул по п.1.
§7 Данное изобретение представляет раствор, в котором микрокапсулы окружены внешней масляной фазой с помощью необходимых поверхностно-активных соединений. Даже если способ, описанный ниже, обеспечивает масляную фазу, окружающую (содержащую) микрокапсулы, возможно "замещение" этой масляной фазы другой масляной фазой посредством фильтрации/сушки, из растворителя, микрокапсул и повторного диспергирования их в другом растворителе. Это особенно важно, когда необходимо, чтобы окончательный состав микрокапсул имел масляную фазу, где реакция микрокапсуляции не может происходить. Например, если нужно жидкое аминное производное, как органический неполярный растворитель, в качестве непрерывной фазы в окончательном составе, его нельзя получить непосредственно способом, описанным в данном изобретении, из-за природы целенаправленно выбранных материалов, формирующих стенку (аминные группы будут непосредственно реагировать с изоцианатами). Поэтому необходима такая "двухэтапная" замена непрерывной масляной фазы.
§8 Способ получения необходимых микрокапсул, содержащих водную фазу и растворимое в воде и/или диспергируемое в воде соединение(ия), включает этапы, на которых:
1) обеспечивают водную фазу, содержащую, по меньшей мере, одно соединение, активный ингредиент, подлежащее микрокапсуляции, предпочтительно, по меньшей мере, одно растворимое в воде или диспергируемое соединение, предпочтительно агрохимикат, необязательно, по меньшей мере, растворимый в воде поверхностно-активный ингредиент; необязательно растворимые в воде сурфактант(ы), антиоксиданты, защитные средства от ультрафиолетового излучения, рвотные средства, глины; а в случае, когда активный ингредиент(ы) полностью или частично диспергирован в воде, диспергирующее в воде средство, в конечном итоге, измельчено в аликвоте водной фазы для дисперсии такого активного ингредиента(ов), при условии если в водной фазе имеется какой-либо твердый а.и., аффинность для водной фазы должна быть выше, чем аффинность для масляной фазы 2);
2) обеспечивают масляную фазу, содержащую, по меньшей мере, неполярный растворитель, в основном нерастворимый в воде, предпочтительно нафтовый растворитель, или алифатический, или ароматический нефтяной дистиллят, растительные или минеральные масла; материалы, формирующие стенку, выбранные из группы: гликольуриловые смолы, предпочтительно полностью бутоксилированная гликольуриловая смола, алифатические изоцианатные смолы, предпочтительно химического типа Cymel® 3741, и предпочтительно комбинированные с TMXDI; и, по меньшей мере, растворимый в масле поверхностно-активный ингредиент(ы) и предпочтительно катализатор типа дибутилолова лаурат, необязательно катализатор передачи протонов (но обязательно, если не добавляют катализатор на этапе 3);
3) эмульгируют водную фазу в масляной фазе, при температуре 40-60°С на этом этапе начинается in situ реакция полимеризации материалов, формирующих стенку, на водных каплях, необязательно добавляют растворимый в масле катализатор, когда реакция полимеризации уже началась, предпочтительно DBU или какой-либо подобный азаполициклический катализатор, через 5-30 минут после добавления водной фазы в масляную фазу (но обязательно, если не добавляют катализатор на этапе 2);
4) повышают температуру для созревания микрокапсул до 60-100°С;
5) добавляют к образованной дисперсии микрокапсул в масле дополнительные компоненты состава, растворимый или диспергируемый в масле, поверхностно-активные компоненты состава, необязательно глины, алюмосиликаты, модификаторы вязкости, антиоксиданты, защитные средства от ультрафиолетового излучения, увлажняющие средства, отдушки, рвотные средства; необязательно это добавление осуществляют с предварительным растворением этих компонентов состава в том же неполярном растворителе(ях).
Это означает, что можно микрокапсулировать одно или несколько соединений. Выражение "соединения" означает а.и. микрокапсулированного состава.
Из объема данного изобретения исключена такая комбинация а.и., в которой компоненты состава, растворители, материалы, формирующие стенку, химически несовместимы. Специалисту-химику по химическим характеристикам соединений будет понятно, а в случае сомнения простая проверка ошибки и этап испытания четко определит, может ли данное изобретение применяться для определенной комбинации а.и. и компонентов состава.
В формуле изобретения, которая отражает этот способ, активный ингредиент(ы) [а.и.] должен находиться внутри микрокапсул.
На этапе 1) рассмотрена возможность того, что:
a) а.и. полностью растворимый в воде при применяемой концентрации;
b) а.и. растворимый в воде, но концентрация в водной фазе превышает предел растворимости, тогда часть а.и. будет осаждаться;
c) а.и. нерастворимый в воде.
В случаях b) и с), чтобы данное изобретение работало, такой а.и. должен быть способным диспергироваться в водной фазе. Для этого дистрибьюторы общепринятых каталогов диспергирующих средств представляют достаточно информации для выбора правильного диспергатора для каждого а.и. Также можно выполнять этап измельчения а.и. в воде для достижения определенного размера частиц, предпочтительно меньше 100 мкм, этот предварительный этап выполняют предпочтительно с помощью диспергатора, выбранного по общепринятой методике для химического состава.
Чтобы во время этапа эмульсификации твердые частицы не "вытеснялись" водной фазой, необходимо чтобы а.и. был в то же время нерастворимым в масляной фазе, выбранной для этапа 2), или, по меньшей мере, и более важно, чтобы аффинность для такой масляной фазы ниже, чем для водной фазы. Для специалиста в данной области будет очевиден выбор правильной масляной фазы, в которой такие твердые частицы не растворимы. Эта информация обычно представлена в технических описаниях материалов а.и., или является общедоступной информацией по продукту, или в каталогах, или в Справочнике по пестицидам (ВСРС, ISBN 1-901396-34-7), Merck Index и т.д. В таких документах можно увидеть, в каких растворителях а.и. нерастворимый. Не следует ожидать, что компоненты состава вызовут радикальное изменение растворимости выбранного а.и., которая отклонится от информации, представленной в этих каталогах или публикациях. В некоторых случаях необходимы испытание и проверка ошибки распределения небольшого количества а.и. между двумя фазами (например, в делительной воронке 250 мл), и затем визуализация, куда направляются твердые частицы, или их поведение при растворении при взбалтывании. Для чрезвычайно точных результатов обычного хроматографического анализа GC или HPLC каждой фазы будет достаточно для количественного определения растворимости.
Существуют сотни возможных компонентов состава для водной фазы, которые можно применять по данному изобретению. Однако выбор их очевиден. Неустойчивое к ультрафиолетовому излучению растворимое в воде соединение нуждается в присутствии защитного средства от ультрафиолетового излучения, всегда компонентами первого выбора являются такие компоненты состава, которые растворимы в воде. Легко окисляемый фармацевтический а.и. нуждается (возможно) в присутствии антиоксиданта, например аскорбиновой кислоты. Состав, содержащий микробиологически разрушаемые соединения, может нуждаться в присутствии растворимого в воде микробиологического средства (например, нипагин, нипазол). А.и., которые высоко токсичны, могут быть микрокапсулированы с рвотным средством (например, в случае диквата или параквата резонно применять рвотное средство).
Масляная фаза 2) содержит в основном (обычно >50% в вес.%) неполярный растворитель, как указано, несмешивающийся с водой. Выбор масляной фазы обычно выполняют с точки зрения:
- одобренных растворителей для каждой цели (например, для сельскохозяйственных составов, неполярный растворитель следует выбирать из соответствующего перечня одобренных растворителей для агрохимикатов; соответственно одобренных растворителей для фармацевтических составов, и т.д.);
- растворимости а.и., подлежащего микрокапсуляции, и, в конечном итоге, второго а.и. в водной фазе (например, синергическое средство против грызунов) (например, а.и. должно быть нерастворимым или очень плохо растворимым в выбранном неполярном растворителе, обычно с растворимостью ниже, чем в воде);
- приемлемости для этапа микрокапсуляции (например, не реагирует с изоцианатами или гликольуриловыми смолами);
- растворимости растворимого в масле а.и., который предполагают поместить в масляную фазу, для формирования состава с а.и. и в микрокапсулированной водной фазе, и в масляной фазе (тот же критерий выбора, что упоминается выше, а именно в каталогах, справочниках, MSDS и т.д.).
При выборе приемлемого неполярного растворителя следует учитывать общепринятые источники информации: например, перечни одобренных неполярных (органических) растворителей для сельского хозяйства в случае применения данного изобретения в этой области.
Признаки пункта 8 формулы изобретения, относящиеся к материалам, формирующим стенку, уже обсуждались выше. Утверждается, что применение гликольуриловых смол для формирования микрокапсул в обращенной фазе никогда не описывалось, также никогда не раскрывался целевой выбор TMXDI в области RPµ. В то время как это соединение хорошо известно в NPµ, не сообщалось о применении его в RPµ, или, по меньшей мере, о лучших результатах, полученных с ним при RPµ, по сравнению с другими изоцианатами. Следует отметить, что вышеупомянутая общедоступная книга, в которой утверждается, что материалы, формирующие стенку, для RPµ должны находиться в водной фазе, является решением данного изобретения, не совпадает с мнениями известного уровня техники.
Этап 3) заключается в эмульсификации с новой особенностью, состоящей в том, что для лучшего осуществления данного изобретения применяют и несодержащий азот катализатор передачи протонов, и полициклический полиаза катализатор, которые добавляют в водный раствор, но, отличительная особенность - только после начала эмульсификации и реакции полимеризации. Это предотвращает какую-либо побочную реакцию в водной фазе до реакции как таковой. В известном уровне техники всегда показывают, что катализатор присутствует в водной фазе как часть ее, и нигде не упомянуто, что добавление растворимых в воде катализаторов можно выполнять непосредственно в реакторе. Более того, в данном изобретении показано, насколько эти циклоаза катализаторы приемлемы для RPµ. Отсюда абсолютно не следует заключение, что если этот тип катализатора работает для NPµ, то он будет работать для RPµ, тогда его можно добавлять меньше.
Как только микрокапсулы сформированы, этап 4), выполняют созревание (отвердение и фиксация стенки) путем повышения температуры. У а.и., термически маркированного, предпочтительно более длительный период созревания (например, при 45-55°С) в течение нескольких часов (например, 6 часов), по сравнению с 1 часом при предпочтительной температуре 70°С.
Этап 5) является необязательным этапом, на котором получают "готовый к применению" состав прямо в реакторе, где происходила микрокапсуляция. Количество и тип компонентов состава для добавления будут строго зависеть от окончательного применения состава и области применения (косметика, сельское хозяйство, нутрицевтика и т.д.). Здесь используются тот же общепринятый смысл и источники информации для выбора компонентов состава, упомянутые выше для водной фазы. Поскольку предпочтительно, что компоненты состава, добавленные на этом этапе, являются растворимыми в масле, иногда лучше взять определенное количество неполярного растворителя, применяемого в 2), потом быстро смешать компоненты состава с высоким напряжением сдвига, а затем добавить эту порцию в общую массу (этот способ не разрушает микрокапсулы при смешивании компонентов состава). Если время не ограничено, компоненты состава можно добавить только при осторожном якорном взбалтывании (например, 10-40 rpm).
Компоненты состава, которые являются поверхностно-активными соединениями, приемлемыми для данного изобретения, можно выбрать из следующих
- диспергирующие средства: тристирилфенол этоксилат, TEA (триэтаноламин) фосфатированного тристирилфенол этоксилата, ЕО/РО блок-сополимеры, фосфатированные, натрия жирной кислоты метил таурид, натрия алкил нафталин сульфонат, натрия конденсированный нафталин сульфонат, продукт полимеризации РО/ЕО, натриевая соль продукта конденсации крезолформальдегида;
- увлажняющие средства: этоксилат изотридецилового спирта, натрия алкил нафталин сульфонат, натрия лаурил сульфат, натрия жирной кислоты метил таурид, натрия диоктилсульфосукцинат;
- противопенные средства: противопенные средства на основе кремния, фторированные противопенные средства.
Относительно возможности использования компонентов состава представлен выборочный перечень коммерческих продуктов (Uniquema, ICI), приемлемых для применения в конкретных вариантах осуществления данного изобретения:
Гликольурилами первого выбора как материалами, формирующими стенку, являются (CYTEC Ind.):
высоко алкилированные бутилированные гликольурилы (Cymel 1170)
высоко алкилированные смешанные спиртовые гликольурилы (Cymel 1171)
высоко алкилированные метилированные гликольурилы (Powderlink 1174)
неалкилированные гликольурилы (Cymel 1172).
Особо интересными добавками для глифосатных, сульфосатных или глифосинатных составов являются Atplus 258, Altplus 411 F, Atlox 70145, SCS 2397, с точки зрения их биологической активности.
Отмечено, что релевантность перечня позволяет получить хороший функциональный состав для применения в сельском хозяйстве. Представленный список не является длинным, чтобы не запутать специалиста в данной области, поскольку микрокапсулы или способ сильно влияют на применение того или иного компонента состава, от которого зависит окончательное функционирование в поле. Поскольку нереально обеспечить совершенный состав для каждого типа состава, содержащего RPµ, и для каждого активного ингредиента, с которым данное изобретение может применяться, представлен с целью ясности и облегчения данного изобретения ограниченный, но всесторонний, перечень осуществимых компонентов состава.
Хотя данное изобретение предлагает различные возможные растворители для применения в масляной фазе, проблемы выбора не существует, так как специализированные научные статьи или даже широко известные справочники описывают растворимость а.и. в различных растворителях, таким образом, предполагается быстрый ответ на вопрос (если не немедленный, приводящий к решению), какой из растворителей является наиболее приемлемым для масляной фазы.
§9 В упомянутом способе можно применять соединения или сурфактанты, диспергированные в воде, при условии, что они не обладают аффинностью к определенной масляной фазе, выбранной на этапе 2) по п.8, а именно в основном нерастворимы в масляной фазе.
§10-§14 Основа для пунктов 10-14 уже приведена в описании.
§15 Более ограниченным способом является способ получения сформулированной композиции, содержащей микрокапсулы, которые капсулируют, по меньшей мере, растворимое в воде или диспергируемое в воде биологически активное соединение стенкой, выполненной реакцией, по меньшей мере, гликольуриловой смолы и изоцианатной смолы, и необязательно TMXDI, при выполнении способа:
1) обеспечивают водную фазу, содержащую, по меньшей мере, одно соединение, подлежащее микрокапсуляции, предпочтительно, по меньшей мере, один растворимый в воде агрохимикат, необязательно, по меньшей мере, растворимый в воде поверхностно-активный ингредиент;
2) обеспечивают масляную фазу, содержащую, по меньшей мере, неполярный растворитель, в основном нерастворимый в воде, материалы, формирующие стенку, выбранную из группы: гликольуриловые смолы, предпочтительно полностью бутоксилированная гликольуриловая смола, алифатические изоцианатные смолы, предпочтительно химического типа Cymel® 3741, и предпочтительно комбинированные с TMXDI; и, по меньшей мере, растворимый в масле поверхностно-активный ингредиент(ы), предпочтительно типа LP-6 и/или Atlox® 4914, и необязательно несодержащий азот катализатор передачи протонов (но обязательно, если катализатор не добавляют на этапе 3);
3) эмульгируют водную фазу в масляной фазе, при температуре 40-60°С на этом этапе начинается in situ реакция полимеризации материалов, формирующих стенку, в водных каплях, необязательно добавляют растворимый в масле аза катализатор типа DBU, когда реакция полимеризации уже началась, около 5-30 минут после добавления водной фазы в масляную фазу (но обязательно, если не добавляют катализатор на этапе 2);
4) повышают температуру для созревания микрокапсул до 60-100°С.
Добавляют необходимые компоненты состава для формирования функционально применимого сельскохозяйственного состава, предпочтительно, по меньшей мере, два поверхностно-активных материала, необязательно, по меньшей мере, материал на алюмосиликатной основе или материал, обеспечивающий ту же функциональность, и все эти компоненты состава необязательно находятся в органическом неполярном растворителе(ях), наиболее предпочтительно тот же неполярный растворитель(и) присутствует в масляной фазе этапа 2).
§17 Предпочтительными сульфонилмочевинами, подлежащими включению в какую-либо масляную фазу, где в состав входят RPµ, являются: амидосульфурон, бенсульфурон-метил, хлоримурон, хлорсульфурон, циносульфурон, циклосульфамурон, этаметсульфурон-метил, этоксисульфурон, флазасульфурон, флупирсульфурон-метил, форамсульфурон, галосульфурон-метил, имазосульфурон, йодосульфурон-метил, мезосульфурон, метсульфурон-метил, никосульфурон, оксасульфурон, примисульфурон-метил, просульфурон, пиразосульфурон-метил, римсульфурон, сульфосульфурон, тифенсульфурон-метил, триасульфурон, трибенурон-метил, трифлоксисульфурон, трифлусульфурон-метил, тритосульфурон, причем какие-либо производное этих молекул также включены в этот пункт формулы изобретения, необязательно алкильные производные, деалкилированные производные и/или их соли. Это относится к типичным вариациям: тифенсульфурон-этил ↔ тифенсульфурон и т.д. Когда сульфонилмочевины находятся в форме соли и растворимость в нужном масляном растворителе не достаточная для достижения биологического эффекта в поле, тогда предпочтительно, чтобы такое сульфонилмочевинное производное добавляли в водную фазу и микрокапсулировали в RPµ.
§18 Способ смешивания SC с CS RPµ поясняется в Примере 7. Также заявляется сформулированная агрохимическая композиция по пунктам 8 или 15, где кроме растворимого в воде или диспергируемого в воде микрокапсулированного агрохимиката присутствует, по меньшей мере, растворимое в воде соединение или растворимое в масле соединение, диспергированное в масляной фазе, предпочтительно путем измельчения такого соединения(ий) в отдельной аликвоте масляной фазы, несодержащей микрокапсулы, а затем смешивают измельченное соединение(ия) вместе с этой аликвотой с микрокапсулированной фракцией.
§19-20 Сформулированные агрохимические композиции типа CS, CX, WDG, ZC, CS-EC, OD (масляная дисперсия) по данному изобретению могут содержать, по меньшей мере, растворимый в воде микрокапсулированный агрохимикат, выбранный из группы: глифосат, глифосинат, паракват, дикват, хлормекват, 2,4-D, в какой-либо форме, предпочтительно в форме соли, причем масляная фаза содержит дифлуфеникан или, по меньшей мере, ариоксифеноксипропионат, предпочтительно квизалофоп-Р-этил или пропаквизафоп-этил или феноксапроп-Р-этил. Также составы сульфонилмочевин в заявленных типах [CS, CX, WDG, ZC, CS-EC, OD] особенно предпочтительны, поскольку RPµ присутствуют, из них никосульфурон представляет наибольший интерес и, как доказано, по меньшей мере, на 20% более стабильный к гидролизу, чем имеющиеся коммерческие составы, при помещении в CX, являясь микрокапсулированным в NPµ и комбинированным с сульфосатом.
§21 "Кватные" гербициды, предпочтительно выбранные из хлорида или бромида-паракват, дикват, хлормекват, являются объектом данного изобретения, поскольку микрокапсуляция решает вопрос их высокой токсичности, при комбинировании с масляной фазой, содержащей сульфонилмочевину или сульфонамидный гербицид.
§22 Глифосинат и лактофен является очень эффективной комбинацией с доказанным синергическим действием в тепличных опытах (результаты не представлены).
§23 Очень интересной является сформулированная агрохимическая композиция типа диспергируемых в воде гранул, содержащих микрокапсулы по пунктам 1 или 2, поскольку эти твердые текучие композиции очень предпочтительны для сельского хозяйства и снижают транспортные расходы на растворители. Этот тип состава представлен на Фигуре 3.
§24 Сформулированная агрохимическая композиция типа ZC (суспензионный концентрат плюс капсульная суспензия), содержащая микрокапсулы по пунктам 1 или 2, представлена на Фигуре 4.
§25 Сформулированная агрохимическая композиция, состоящая из комбинации эмульсионного концентрата плюс капсульная суспензия, содержащая микрокапсулы по пунктам 1 или 2, является одним из предпочтительных вариантов осуществления для облегчения получения со взаимозаменяемыми отрегулированными смесями (см. Пример 1).
§26-35 Данное изобретение впервые раскрывает агрохимические составы, отличающиеся тем, что они содержат:
a) обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие водное ядро, где присутствует, по меньшей мере, растворимый в воде активный ингредиент;
b) нормально-фазовые микрокапсулы, содержащие масляное ядро, где присутствует, по меньшей мере, растворимый в масле активный ингредиент.
Это описано здесь впервые. Поскольку целью данного изобретения является поиск новых путей применения в сельском хозяйстве растворимых в воде агрохимикатов, формула изобретения не ограничивается RPµ, четко представленными в пункте 1 или в способе 8. Скорее, этот передовой тип состава можно применять с каким-либо видом RPµ, который присутствует или будет присутствовать, так как размер и функциональные характеристики приемлемы. Конечно, поскольку предпочтительным вариантом осуществления этого состава является тот, где применяется RPµ по данному изобретению, а также где стенка NPµ создана по Примеру 5, со смешанной полимочевина-гликольуриловой стенкой. Составами смешанных микрокапсул являются те, у которых есть как непрерывная фаза вода, масло, WDG, SC-RPµ-NPµ, EC-RPµ-NPµ, RPµ-NPµ в форме масляной дисперсии, где в масляной дисперсии присутствует дополнительный активный ингредиент, или равно, как эмульсионный концентрат, где в масле присутствует дополнительный активный ингредиент.
§35 Смешанные NPµ+RPµ особенно приемлемы для комбинирования различных классов агрохимикатов, а именно для комбинирования а.и., обладающих различными биологическими эффектами, предпочтительно это комбинация: фунгициды + гербициды, фунгициды + инсектициды, инсектициды + гербициды, инсектициды + регуляторы роста растений, инсектициды + семиохимикаты, при условии, если в случае существования двух различных микрокапсул по пункту 26а) и b) каждый тип микрокапсулы содержит различный биологически активный материал (в смысле, для регулирования определенных живых организмов).
Конкретными вариантами осуществления данного изобретения являются:
обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония тримезиум, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат аммония, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие сульфосат аммония, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат аммония, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие 2,4-D, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие МСРР-натрий, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие МСРА-натрий, диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие дикват бромид (или бромид), диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие паракват хлорид (или бромид), диспергированный в масляной или водной фазе; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей никосульфурон; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей тифенсульфурон-метил; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей метсульфурон-метил; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей римсульфурон; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей трибенурон-метил; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей форамсульфурон; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей йодосульфурон; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей хлорсульфурон; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей хлоримурон или мезосульфурон; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей трифлусульфурон; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей квизалофоп-Р-этил; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей пропаквизафоп-этил; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей феноксапроп; или как масляная дисперсия, или как диспергированные в воде гранулы (WDG) после сушки с распылением такой масляной дисперсии; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат и/или сульфосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей никосульфурон; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат и/или сульфосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей тифенсульфурон-метил; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат и/или сульфосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей метсульфурон-метил; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат и/или сульфосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей римсульфурон; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат и/или сульфосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей трибенурон-метил; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат и/или сульфосат, комбинированный с масляной фазой, содержащей трифлусульфурон; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, комбинированный с масляной фазой, содержащей дифлуфеникан; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония (или глифосинат аммония или сульфосат аммония), комбинированный с масляной фазой, содержащей лактофен; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония (или глифосинат аммония или сульфосат аммония), комбинированный с масляной фазой, содержащей флуфенацет; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония (или глифосинат аммония или сульфосат аммония), комбинированный с масляной фазой, содержащей флуроксипир-мептил; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей изоксафлутол; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей дельтаметрин (для регулирования сорняков и насекомых); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей лямбда-цигалотрин (для регулирования сорняков и насекомых); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей альфа-циперметрин (для регулирования сорняков и насекомых); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей гамма-цигалотрин (для регулирования сорняков и насекомых); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей имидаклоприд (для регулирования сорняков и насекомых): обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей спиродиклофен (для регулирования сорняков и клещей); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей тебуконазол (для регулирования сорняков и грибов); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей фозетил-Al (для регулирования сорняков и грибов); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, или глифосинат аммония, или сульфосат аммония, комбинированный с масляной фазой, содержащей трифлоксистробин (для регулирования сорняков и грибов); обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, комбинированный с нормально-фазовыми микрокапсулами (или в масляной, или в водной непрерывной фазе), содержащими трибенурон-метил; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, комбинированный с нормально-фазовыми микрокапсулами (или в масляной, или в водной непрерывной фазе), содержащими триадименол; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосат изопропиламмония, комбинированный с нормально-фазовыми микрокапсулами (или в масляной, или в водной непрерывной фазе), содержащими кломазон; обращенно-фазовые микрокапсулы, содержащие глифосинат аммония, комбинированный с нормально-фазовыми микрокапсулами (или в масляной, или в водной непрерывной фазе), содержащими фторохлоридон; смеси обращенно-фазовых микрокапсул, содержащих глифосат, глифосинат, сульфосат, паракват, дикват, хлормекват или 2,4-D и нормально-фазовых микрокапсул, содержащих: сульфонилмочевины, "фопные" гербициды, например квизалофоп-Р-этил, феноксапроп, пропаквизаофп, кломазон, триазольные фунгициды, например пропиконазол, тебуконазол, триадименол, пиретроиды, фторохлоридон, лактофен, дифлуфеникан, флуфенацет, азоксистробины, спиносад, тримедлур, бензоилмочевинаы, например гексафлумурон, новалурон, трифлумурон, лифенурон, ювенильные гормоны, ингибиторы синтеза хитина, например циромазин, семиохимикаты, метазахлор, бутаклор, алахлор, органофосфаты, фосфтионаты, хлорированные или фторированные стойкие инсектициды, например DDT, 666;
все при концентрации (и в составе как таковом, и в распылительном резервуаре), которая дает рекомендованные значения а.и. на гектар при применении в поле, предпочтительно при тех же концентрациях, как у применяемых в известном уровне техники немикрокапсулированных или микрокапсулированных коммерческих продуктов, содержащих такие а.и.
Сразу будет понятно, что замена определенной формы соли на растворимый в воде а.и. неуместна: например, применяемый глифосат изопропиламмония можно легко заменить глифосатом аммония, или какой-либо другой солью, или органическим производным, поскольку свойства растворимости сильно не изменяются, например максимальная растворимость 40% в воде изменяется до растворимости 1%, и концентрация регулируется, чтобы соответствовать тому же содержанию в свободной глифосатной кислотной форме. Также используют аналогичность к другому растворимому в масле а.и., например: квизалофоп-Р-этил можно легко заменить квизалофоп-этилом (рацемическая смесь), метсульфурон-метил можно заменить метсульфуроном, пропаквизафоп-этил можно заменить пропаквизафопом и т.д. Ничто в данном изобретении не препятствует таким элементарным заменам.
Все эти составы будут реализованы, хотя с целью упрощения детально раскрыты только некоторые из составов. Однако согласно представленным примерам все упомянутые составы косвенно раскрыты достаточно полно в данном описании, поскольку специалисту в данной области нужно только заменить один содержащийся активный ингредиент на другой.
Следующие примеры показывают, как данное изобретение легко осуществить с хорошими результатами относительно легкости способа, стабильности и функциональности, достигнутых с помощью заявленных составов.
Во всех примерах, а также везде в данном документе проценты означают весовой процент.
Фигура 1 показывает распределение размера частиц капсульной суспензии состава окситетрациклина гидрохлорида в RPµ и измельченного тебуконазола.
Фигура 2 показывает типичную диаграмму вязкости состава дифлуфеникана и RPµ глифосата. Фигура 3 показывает диспергированные в воде гранулы RPµ. Фигура 4 показывает микрокапсулы состава СХ (состав RPµ+NPµ).
ПРИМЕР 1
Состав капсульной суспензии растворимого в воде гербицида глифосата в форме его изопропиламиновой соли (вкратце, G-IPA) выполняют следующим образом (позже также смешанный состав с нерастворимым в воде гербицидом дифлуфениканом).
Готовят водную фазу, содержащую G-IPA, и масляную фазу, и нагревают до 50°С в отдельных сосудах согласно:
2) Водную фазу медленно, но непрерывно переносят (выливают) в масляную фазу в течение 1 минуты при непрерывном перемешивании со смесью Ultraturrax L4 в течение 10 минут.
3) К концу 10 минутного периода, упомянутого выше, и после окончания добавления водной фазы в масляную фазу добавляют раствор в Solvesso 200 (при 10%) {1,8-}диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена [вкратце, DBU] к эмульгированному раствору, 0,15% свыше общего процента, (предпочтительно через 1 минуту после начала эмульсификации, а именно после всего добавления водной фазы).
4) Через 10 минут реакционный сосуд оставляют при 60°С и осторожно перемешивают (мешалкой якорного типа при 25 rpm) в течение 2 часов (созревание микрокапсул). После этого периода созревания получают концентрированный глифосатный состав CS [вкратце, C.G.-CS]. В это время получают микрокапсулы со средним размером 1,8 мкм. Масляная фаза.
5) В этом пункте выбран глифосатный состав CS 250 г/л [пункт 5.1)] или комбинированные микрокапсулы с масляной фазой, содержащей другой активный ингредиент [пункт 5.2)] в форме эмульсионного концентрата (ЕС) подобно смешанному составу глифосата 200 г/л CS и дифлуфеникана 80 г/л ЕС.5.1) Хотя в момент после созревания состав совершено микрокапсулированный и стабильный в целях применения состава как готового к применению агрохимического состава, отрегулированную смесь А [вкратце, A.F.-A] добавляют в капсульную суспензию, образованную в пункте 4) [C.G.-CS] в соотношении A.F.-A/C.G.-CS 20/80.
После смешивания A.F.-A с C.G.-CS получаем готовую к применению капсульную суспензию глифосата при 250 г/л.
Физико-химические характеристики окончательного продукта показывают, что средний размер частиц, определенный лазерным устройством Mastersizer, составляет 9,5 мкм, с вязкостью nu при tau10 248,0 сР и напряжением течения tau0=2,47 Pa при гамма=0, с плотностью 1,1242 г/л и с проводимостью 0,001 S (означает, что водная фаза эффективно остается внутри микрокапсул).
5.2) Альтернативно, C.G.-CS можно смешать со следующей отрегулированной смесью В [A.F.-B] {вместо использования A.F.-A}, чтобы получить синергическую гербицидную смесь, содержащую глифосат CS и дифлуфеникан ЕС (эмульсионный концентрат):
После смешивания A.F.-B с C.G.-CS при соотношении 37:63 получают готовую к применению капсульную суспензию глифосата при 200 г/л и эмульсионного концентрата дифлуфеникана при 80 г/л.
Физико-химические характеристики окончательного продукта показывают, средний размер частиц, определенный лазерным устройством Mastersizer, составляет 14,3 мкм, с вязкостью nu при tau10 40,9 cP и напряжением течения tau0=1,38 Pa при гамма=0, с плотностью 1,0971 г/л и с проводимостью ниже пределов определения (означает, что водная фаза эффективно остается внутри микрокапсул).
Анализы стабильности при хранении
Оба состава подвергли ускоренным анализам стабильности при нагревании (при 54°С в течение 2 недель). Ни один из двух составов не показал какого-либо высвобождения воды из микрокапсул, или разделения вода и масла, или эмульсии.
Наблюдение микрокапсул под микроскопом показало полную целостность. Также наличие некапсулированного материала, растворимого в воде а.и., было ниже 0,1%.
Химическое разрушение глифосата и дифлуфеникана не было статистически значимым (свежие образцы обоих составов 5.1) и 5.2) по сравнению со старыми образцами не показали различия при t-анализе по Стьюденту, или с чистыми аналитическими стандартными растворами при той же концентрации а.и.). Эти анализы выполняли с HPLC и стандартными методами анализа при условиях Надлежащей Лабораторной Практики.
ПРИМЕР 2
Высоко загруженный состав RPµ глифосата аммония + ЕС галосульфурона
Высоко загруженный состав (Е2.1) глифосата аммония вместе с сульфонилмочевинным гербицидом галосульфуроном приготовили по данному изобретению и сравнили с другими двумя известными из уровня техники методами микрокапсуляции.
Композиция идентична Примеру 1, но с заменой:
- в водной фазе: глифосат изопропиламмония на глифосат аммония, и повышают его содержание до 65 частей (остальная масляная фаза остается с оригинальными частями);
- в масляной фазе: содержание дифлуфеникана полностью на галоульфурон; и соотношение A.F.-A/C.G.-CS вместо того, чтобы быть 22,5/77,5 теперь 10/90.
Состав показал совершено стабильные микрокапсулы (средний диаметр = 1,5 мкм) при 54°С в течение двух недель с 0,05% разрушением глифосата и 5,12% разрушением галосульфурона. Галосульфуроновый масляный концентрат (Е2.2) показал разрушение 4,82%, что означает отсутствие сильного разрушения галосульфурона из-за способа или смешивания состава.
ПРИМЕР 3
RPµ+ЕС смешанный состав 2,4-Р натрия и лактофена
Получили состав (Е3.1) RPµ 2,4-D натрия с лактофеном (Е3.2) для эмульгируемого концентрата, содержащего микрокапсулы 2,4-D натрия и растворимого лактофена.
В композиции по Примеру 1 глифосат был замещен на 2,4-D (20% в воде), а дифлуфеникан был замещен на лактофен (Е3.3).
Применяли отрегулированную смесь АМ-ЕС для создания эмульсионного концентрата сформированного состава 2,4-D+лактофен, находящегося в 20 моль этоксилированного касторового масла: кальция додецилбензолсульфонатного эмульгатора (Calsogen CA):Genapol LA при соотношении 50:10:40. АМ-ЕС добавили (200 г) в Е3.3.
Этот состав CS-EC (E3.4) эмульгировали в воде при концентрации 5% состава, который не показывает разделения масла и крема за 30 минут и 1 мл крема за 2 часа.
ПРИМЕР 4
WDG-RPµ микрокапсулы сульфосата аммония
Выполнили состав по Примеру Е1.1, используя сульфосат аммония (20% в воде) как а.и. вместо глифосата. В конце микрокапсуляции добавили 10% (относительно общего веса сформулированнной Е1.1) увлажняющего средства натрия диоктилсульфосукцината, а также 1% диспергатора конденсированного натрия крезолформальдегида.
Для этого количества использовали отрегулированную смесь AM-DRPµ, чтобы позволить способ сушки с распылением, состоящую из 48% циклодекстрина, 2% Arbocel™, 25% CMC (карбоксиметилцеллюлоза) и 25% декстрина. 30% от 1000 г (300 г) этой смеси добавили непосредственно в камеру распылителя, чтобы масло адсорбировалось в таком материале. По необходимости добавили дополнительные AM-DRPµ (в этом способе изготовили только одну партию, и не было необходимости добавлять дополнительные адсорбирующие материалы, однако в промышленном масштабе выход текучих микрокапсул может потребовать дополнительные добавления AM-DRPµ, в традиционной для данной области методики сушки с распылением). После сушки с распылением при температуре продукта 50°С получили текучий порошок диспергируемых микрокапсул сульфосата аммония (диспергируемые в воде гранулы). Влажный остаток просеивания, полученный с ситом 250 мкм, составил 0,85%, с диспергируемостью 85% и суспендируемостью 92%.
ПРИМЕР 5
CS2 (смешанный состав RPµ и NPµ) фторохлоридона и ацифлуорфен-натрия Состав NPµ (E5.1) фторохлоридона выполнили по следующей формуле:
Настоящая композиция LignoGAT™:
Сформулированную RPµ (E5.2) ацифлуорфена натрия получают по Примеру 1, заменив глифосат аммония при 60% в воде на ацифлуорфен натрия при 44% в воде.
На этапе смешивания обоих типов составов следует принять во внимание:
- добавление в водную фазу E5.2 масляной фазы окончательной Е5.1, необходимо присутствие эмульгатора с HLB 7-14, предпочтительно 9-10, или, по меньшей мере, чтобы общий HLB эмульгаторов имел значение 9-10; для этого в данном примере добавляют 64 моль этоксилата касторового масла в водную фазу E5.2, в 10% от общего веса E5.2;
- эмульсию, предпочтительно типа масло-в-воде, а именно RPµ, добавляют в NPµ; в данном примере применяют соотношение RPµ к NPµ - 40 к 60; эмульсию выполняют добавлением RPµ, как получено в E5.2 к Е5.1, плюс упомянутый сурфактант с высоким HLB (свыше 7), при непрерывном перемешивании с мешалкой якорного типа (при около 100-1000 rpm), необходимо, чтобы конфигурация мешалки и скорость не разрушали микрокапсулы;
- этим способом получают RPµ+NPµ, но чтобы решить задачи стабильности при хранении, рекомендуется добавление некоторых модификаторов вязкости в водную фазу: в данном примере применяют смесь Keltrol и Pangel при 1:1, в общем количестве 3% от общего веса до момента добавления модификатора вязкости.
Окончательно, впервые получили состав CX-w (комбинированная капсульная суспензия RPµ и NPµ), где ацифлуорфен натрия микрокапсулирован в воде ядра, а фторохлоридон микрокапсулирован в масле ядра, и оба типа микрокапсул находятся в окружении непрерывной фазы воды.
Средний размер комбинированных микрокапсул измерили лазерным Mastersizer™, получили результат 2,9 мкм и 90 процентиль 5,3 мкм. Это представляет большую степень однородности, и более того, очень маленький размер по сравнению с RPµ из известного уровня техники. Свойства эмульсии анализировали согласно определениям FAO, наблюдая отсутствие разделения масла через 30 минут и через 2 часа, и полную переэмульсификацию наблюдали через 24 часа. В составе не было какого-либо разделения фаз через 2 недели при 40°С.
Не определили разрушение какого-либо из а.и. (ниже пределов определения/аналитической ошибки). Некапсулированный материал составил менее 0,5% для ацифлуорфена натрия и ниже 0,01% для фторохлоридона.
На Фигуре 4 представлена микрофотография полученного окончательного состава. RPµ немного больше, и они могут отличаться от NPµ тем, что у них есть красноватое ядро, a NPµ имеют плотный зеленоватый цвет.
Можно оценить, что материалы, формирующие стенку, для NPµ и RPµ имеют одну и ту же химическую природу (гликольурилы + изоцианаты), что облегчает логистические и технологические операции при изготовлении состава.
Дополнительная обработка
Полученный состав CX-w обработали, чтобы получить WDG смешанных микрокапсул. К 1 кг полученной CX-w добавили 30% от 1000 г (300 г) отрегулированной смеси AM-DRPµ, для возможности использования способа сушки с распылением, состоящей на 50% из циклодекстринов, 25% - сепиолита и 25% - CMC (карбоксиметилцеллюлоза), в распылительную камеру, чтобы масло адсорбировалось в таком материале. Добавление дополнительного AM-DRPµ выполнили, как необходимо (в этом способе изготовили только одну партию, и не было необходимости добавлять дополнительные адсорбирующие материалы, однако в промышленном масштабе выход текучих микрокапсул может потребовать дополнительные добавления AM-DRPµ, в традиционной для данной области методике сушки с распылением). После сушки с распылением при температуре продукта 63°С получили текучий порошок диспергируемых микрокапсул, а именно WDG микрокапсул СХ.
ПРИМЕР 6
Состав СХ (смешанные NPµ, и RPµ) иоксинила натрия и метсульфурон-метила
Микрокапсулы типа RPµ, получили (Е6.1) по следующей формуле и способу Примера 1:
Микрокапсулы типа NPµ получили по Примеру 5, заменив фторохлоридон на метсульфурон-метил.
В отличие от Примера 6 здесь добавили NPµ к RPµ. Для этого нужно исходить из того, что следует изменить HLB сурфактанта, он должен находиться в диапазоне 1-6, предпочтительно около 2-3 (в любом случае ниже 7). Присутствие 10% сурфактанта достаточно для получения хорошей эмульсии. В этом Примере применяют 12% Atlox® LP-6 перед эмульсификацией.
В этот раз из-за повышенной вязкости Solvesso эмульсия была стабильной даже без добавления модификатора вязкости, хотя рекомендуется какой-либо модификатор вязкости для внешней масляной фазы.
Окончательно, впервые получили состав СХ-о (комбинированная капсульная суспензия RPµ и NPµ), где иоксинил натрия микрокапсулирован в воде ядра, а метсульфурон микрокапсулирован в масле ядра, и оба типа микрокапсул находятся в окружении непрерывной фазы воды.
Главное преимущество этого состава заключается в том, что очень чувствительный к разрушению сульфонилмочевинный метсульфурон-метил разрушился только на 3,1% за 2 недели при 54°С по сравнению с коммерческими продуктами, содержащими его, для которых наблюдали диапазон от 10% до 34% в той же лаборатории, в то же время и при тех же температурных условиях. Кроме того, масляная суспензия метсульфурон-метила, согласно отрегулированной смеси В Примера 1 (замена дифлуфеникана на метсульфурон-метил), с добавлением 5% мочевины от общего веса масляной суспензии, показывает разрушение 45% за 2 недели при 54°С. Это несомненно демонстрирует, что разрушение метсульфурон-метила почти полностью ингибируется посредством его микрокапсулирования, таким образом, обеспечивая данное изобретение путем комбинирования растворимых в воде агрохимикатов с неустойчивыми сульфонилмочевинами, склонными к разрушению в водной фазе или даже масляной фазе. Сокращенный объем крошечных микрокапсул (средний диаметр 1,1 мкм) ограничивает реакционную способность сульфонилмочевин и накопление каких-либо побочных продуктов, что устанавливает равновесие к оригинальной неразрушенной сульфонилмочевине, позволяет данному изобретению быть чрезвычайно применимым для любой сульфонилмочевины, поскольку наблюдается ингибирование разрушения метсульфурон-метила, то же наблюдается с трибенурон-метилом (результаты и способ не представлены), и нет обоснования предположению, что этот защитный эффект не может распространиться на все сульфонилмочевины, весьма сходные по химической структуре. Более того, эксперимент с трибенурон-метилом выполнили с эмульсификацией в водной фазе, как в Примере 6 (а именно, получение CX-w), что означает, что существование масляной или водной фазы снаружи от микрокапсулы не связано с тем, что существует внутри микрокапсулы (логически). Некапсулированный материал составил менее 0,1%. Свойства эмульсии проанализировали по определениям FAO, получив отсутствие разделения масла через 30 минут и через 2 часа, и полная переэмульсификация наблюдалась через 24 часа. В составе не произошло какое-либо разделение фаз через 2 недели при 40°С.
ПРИМЕР 7
Состав ZC (=CS+SC) капсульной суспензии окситетрациклина гидрохлорида в RPµ и измельченного тебуконазола против поражений грибами и бактериями
RPµ (капсульная суспензия в обращенной фазе, CS) выполнили по Примеру 1, Е7.1, заменив 60% раствор глифосат-IPA на 10% раствор окситетрациклина гидрохлорида, отрегулировав значение рН до 5 лимонной кислотой (по необходимости).
Суспензионный концентрат тебуконазола выполняли по следующей формуле, а традиционный способ измельчения выполняли на установках DynoMill со стеклянными гранулами в качестве механизма измельчения.
Формула тебуконазола SC E7.2:
Для тебуконазола SC E7.2 получили смесь эмульгаторов Е7.3, состоящую из этоксилированного касторового масла 54 моль: Soprophor 461: Tween 20 (соотношение 10:80:10), чтобы состав ZC получить в непрерывной масляной фазе.
Эту смесь эмульгаторов смешали при соотношении 20 частей на 80 частей SC, получив Е7.4.
Окончательно, требуемый состав ZC получили смешиванием при якорном взбалтывании (100 rpm) 50 частей Е7.4 с 50 частями Е7.1.
Некапсулированный материал составил менее 0,1%.
ПРИМЕР 8
Размер частиц RPµ трифлоксисульфурона натрия согласно выбранным материалам, формирующим стенку
В этой серии анализов исследовали влияние материалов, формирующих стенку, на размер микрокапсул.
Лучшие результаты (наиболее однородные микрокапсулы с меньшим диаметром) получили с Е8.1, отличающиеся в лучшую сторону от результатов всех других анализов.
Чем меньше диаметр, тем быстрее высвобождение, что чрезвычайно желательно для большинства гербицидов, поскольку работник сельского хозяйства желает как можно быстрее получить результаты регулирования. Однако более крупные размеры в определенных условиях могут быть более интересными, поскольку обеспечивается более длительное действие, в целом.
Из всех общих характеристик микрокапсул для сельского хозяйства (небольшой размер частиц) наиболее ценным является то, что микрокапсулы, содержащие гликольуриловые смолы, показывают намного лучшие результаты. Из них, те, что комбинированы с изоцианат TMXDI, обеспечивают самое однородное и "острое" распределение размеров.
ПРИМЕР 9
Составы RPµ с различными материалами, формирующими стенку, и положением компонентов для микрокапсуляции
Средний размер частиц: 5,9 мкм.
Отсутствует разделение масляной/водной фазы через 2 недели при 54°С.
Некапсулированный а.и.: 4,7%.
Средний размер частиц: 8,7 мкм.
Отсутствует разделение масляной/водной фазы через 2 недели при 54°С.
Некапсулированный а.и.: 10,2%.
Средний размер частиц: 18,1 мкм.
Отсутствует разделение масляной/водной фазы через 2 недели при 54°С.
Некапсулированный а.и.: 3,9%.
Средний размер частиц: 8,4 мкм.
Отсутствует разделение масляной/водной фазы через 2 недели при 54°С.
Некапсулированный а.и.: ниже предела определения (0,01%).
Во всех этих составах получают приемлемые микрокапсулы с новыми формулами, в то время как в водной фазе не содержатся все компоненты, но содержится а.и. Это можно выполнить с глифосата изопропиламмониевой солью и 2,4-D натрия, так как ни один из компонентов, добавленных в водную фазу, не реагирует с а.и. В то время как предпочтительными вариантами осуществления данного изобретения являются те, что содержат в водной фазе только активный ингредиент(ы), это не означает, что другие преимущества данного изобретения не могут использоваться, когда добавляют материалы, формирующие стенку в водной фазе (в этом случае, такая же отрегулированная смесь А Примера 1 применяется для получения совершенно стабильных составов микрокапсул, логическое преимущество).
ПРИМЕР 10
Диспергируемые в воде гранулы тифенсульфурон-метила и RPµ, содержащие глифосат аммония
Выполнили состав (на основе воды) по Примеру 5 с заменой флурохлоридона на тифенсульфурон-метил и ацифлуорфена натрия на глифосат аммония (Е10,1). В конце способа, для того, чтобы позволить сушку с распылением, добавили 10% (относительно общего веса сформированного Е10,1) натрия диоктилсульфосукцинатного увлажняющего средства, а также 1% диспергатора натрия стеаринового метил таурида. К этому количеству добавили отрегулированную смесь AM-DRPµ, чтобы позволить применение сушки с распылением, состоящую из 48% циклодекстрина, 2% Arbocel™, 25% CMC (карбоксиметилцеллюлоза) и 25% декстрина. 30% от 1000 г (300 г) этой смеси добавили непосредственно в распылительную камеру, и затем продукт сушили распылением, получив WDG, как показано на Фигуре 3.
ПРИМЕР 11
Серия неудачных анализов представлена следующими формулами. Полученные микрокапсулированные продукты не отвечают минимальным требованиям для однородного распределения размера частиц, или стабильность была неудовлетворительной (разделение масла от воды через 4 дня при 54°С). В большинстве случаев в комбинации материалов, формирующих стенку, произошла очень быстрая нерегулируемая реакция.
В CEI обнаружили 10% некапсулированного глифосата изопропиламмония. Кроме того, остатки формальдегида определялись при 0,008%, что означает, что растворимая в воде смола не может реагировать полностью, или, по меньшей мере, не было достигнуто общего расходования токсического формальдегида.
Проанализировали наличие формальдегида во всех Примерах 1-10 данного изобретения и не определили какое-либо остаточное присутствие изоцианатов (путем дериватизации и анализа HPLC-UV) (предел определения 0,0001%) или формальдегида (0,001% предел определения).
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| МИКРОКАПСУЛЫ С АЦЕТИЛЕНКАРБАМИД-ПОЛИМОЧЕВИННЫМИ ПОЛИМЕРАМИ И ИХ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАННОГО ВЫСВОБОЖДЕНИЯ | 2007 |
|
RU2443723C2 |
| НОВЫЕ АГРОХИМИЧЕСКИЕ СОСТАВЫ, СОДЕРЖАЩИЕ МИКРОКАПСУЛЫ | 2007 |
|
RU2421993C2 |
| МИКРОКАПСУЛИРОВАННЫЕ МАСЛА ДЛЯ КОНТРОЛЯ СНОСА ПЕСТИЦИДА ПРИ РАЗБРЫЗГИВАНИИ | 2011 |
|
RU2560943C2 |
| МИКРОКАПСУЛЫ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ | 1994 |
|
RU2159037C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКАПСУЛЫ ПОЛИПЕПТИДА | 1991 |
|
RU2018306C1 |
| МИКРОКАПСУЛИРОВАННАЯ СУСПЕНЗИЯ | 2016 |
|
RU2709172C2 |
| МИКРОИНКАПСУЛИРОВАННАЯ КОМПОЗИЦИЯ ИНГИБИТОРА НИТРИФИКАЦИИ | 2015 |
|
RU2689542C2 |
| МИКРОКАПСУЛА ДЛЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ПЕПТИДА | 1993 |
|
RU2098121C1 |
| ГЕРБИЦИДНЫЕ СУСПЕНЗИИ КАПСУЛ АЦЕТОХЛОРА, СОДЕРЖАЩИЕ ПОНИЖЕННЫЕ КОЛИЧЕСТВА АНТИДОТА | 2011 |
|
RU2592851C2 |
| ГЕРБИЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ | 2015 |
|
RU2657457C2 |
Настоящее изобретение относится к обращенно-фазовым микрокапсулам (RPµ) для регулированного высвобождения растворимых в воде или диспергируемых соединений, предпочтительно агрохимикатов. Микрокапсула имеет полимерную стенку, состоящую в реакции in situ из растворимого в масле материала(ов), выбранного, по меньшей мере, из одной из групп i) или ii), более предпочтительно, по меньшей мере, одного из каждой группы и наиболее предпочтительно одного из каждой группы: (i) по меньшей мере, гликольуриловая смола, предпочтительно тетра-бутоксилированная гликольуриловая смола; (ii) по меньшей мере, изоцианат, предпочтительно смола алифатического полиизоцианата; и, если выбран из обоих типов, соотношение ii) к i) составляет, самое большее, 20:1 и, по меньшей мере, 1:2; и средний размер микрокапсул составляет от 0,1 мкм до 25 мкм, предпочтительно 1-5 мкм, а 90 процентиль размера микрокапсул составляет, самое большее, 100 мкм, предпочтительно 50 мкм, при измерении в дисперсии в воде лазерным дифракционным анализатором. Также описан способ получения дисперсии обращенно-фазовых микрокапсул (RPµ) и агрохимическая композиция, представляющая собой дисперсию, полученную таким способом. Раскрыты также содержащие указанные выше микрокапсулы агрохимические композиции типа диспергируемых в воде гранул, типа ZC (суспензионный концентрат плюс капсульная суспензия), а также состоящие из комбинации эмульсионного концентрата с капсульной суспензией агрохимический состав и способ получения такого агрохимического состава. Технический результат - получение приемлемых составов для сельского хозяйства надежным, простым и эффективным способом обращенно-фазовой микрокапсуляции (RPµ), который обеспечивает формирование мельчайших микрокапсул с очень однородным распределением размера частиц и в целом хорошую характеристику состава. 8 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
1. Обращенно-фазовые микрокапсулы (RPµ) для регулированного высвобождения растворимых в воде или диспергируемых соединений, предпочтительно агрохимикатов, отличающиеся тем, что микрокапсула имеет полимерную стенку, состоящую в реакции in situ из растворимого в масле материала(ов), выбранного, по меньшей мере, из одной из групп i) или ii), более предпочтительно, по меньшей мере, одного из каждой группы и наиболее предпочтительно одного из каждой группы:
i) по меньшей мере, гликольуриловая смола, предпочтительно тетра-бутоксилированная гликольуриловая смола;
ii) по меньшей мере, изоцианат, предпочтительно смола алифатического полиизоцианата;
и, если выбран из обоих типов, соотношение ii) к i) составляет, самое большее, 20:1 и, по меньшей мере, 1:2;
и средний размер микрокапсул составляет от 0,1 мкм до 25 мкм, предпочтительно 1-5 мкм, а 90 процентиль размера микрокапсул составляет, самое большее, 100 мкм, предпочтительно 50 мкм, при измерении в дисперсии в воде лазерным дифракционным анализатором.
2. Микрокапсулы по п.1, где микрокапсула имеет полимерную стенку, состоящую в реакции из:
i) гликольуриловой смолы, предпочтительно тетра-бутоксилированной гликольуриловой смолы;
ii) алифатической полиизоцианатной смолы, предпочтительно типа Cythane® 3714, комбинированной с TMXDI;
где в реакции полимеризации применяется, по меньшей мере, катализатор, выбранный из одной или двух групп
a) полициклическое азосоединение, предпочтительно [ди-, три- или тетра-]-цикло[моно-, ди-, три- или тетра-]аза катализатор, предпочтительно диазабицикло катализатор, более предпочтительно {1,8-}-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен;
b) несодержащий азот катализатор, предпочтительно диалкилолово эфир жирной кислоты и более предпочтительно дибутилолова лаурат;
предпочтительно один катализатор из каждой группы и наиболее предпочтительно комбинация {1,8-}диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена, также названного DBU, от 0,5 до 10%, и дибутилолова лаурат от 0,01 до 5%;
при условии, если концентрация капсулированного соединения(ий) в внутренней водной фазе ниже предела растворимости в воде при 20°С каждого капсулированного соединения; и
средний размер микрокапсул составляет от 0,1 мкм до 25 мкм, 90 процентиль размера микрокапсул составляет, самое большее, 50 мкм при измерении в дисперсии в воде лазерным дифракционным анализатором.
3. Микрокапсулы по п.1, где, по меньшей мере, растворимое в воде соединение выбрано из группы: ацифлуорфен-натрий, аммония сульфамат, асулам-натрий, авиглицин гидрохлорид, калия бикарбонат, натрия бикарбонат, биланофос-натрий, биспирибак-натрий, боракс, бромоксинил гептаноат, sec-бутиламин, картап гидрохлорид, хлормекват хлорид, натрия хлорацетат, клофенцет-калий, клопиралид-оламин, меди сульфат, 2,4-D-диметиламмоний, 2,4-D-натрий, далапон-натрий, 2,4-DB-натрий, дикамба, дихлорпроп-калий, дикегулак-натрий, динотерб-диоламин, дикват дибромид, дикват дихлорид, двухвалентного железа сульфат, флукарбазон-натрий, флупропанат-натрий, формальдегид, форметанат гидрохлорид, фозамин-аммоний, фозетил-алюминий, фостиазат, гиббереллиновая кислота, глифосинат-аммоний, глифосат-изопропиламмоний, глифосат-тримезиум, глифосат-натрий, глифосат-аммоний, глифосат, гуазатин ацетаты, GY-81, гексазинон, 8-гидроксихинолин сульфат, химексазол, имазалил сульфат, имазапир, имазахин-аммоний, иминоктадин триацетат, йодосульфурон-метил-натрий, иоксинил-натрий, иоксинил, касугамицин гидрохлорид гидрат, малеиновый гидразид, малеиновый гидразид калиевая соль, МСРА-натрий (натриевая соль 2-метил-4-хлорфеноксиуксусной кислоты), мепикват хлорид, ртути хлорид, мезосульфурон-метил, мезотрион, металаксил, металаксил-М, метам-натрий, метамидофос, метомил, метальдегид, напталам-натрий, никотин, натрия р-нитрофенолят, натрия р-нитрофенолят, натрия 5-нитрогваяколят, паракват дибромид, паракват дихлорид, натрия пентахлорфеноксид, натрия 2-фенилфеноксид, флоксин, пиклорам-триизопропаноламмоний, пиклорам-калий, пропамокарб гидрохлорид, пропоксикарбазон-натрий, пиритиобак-натрий, стрептомицин сесквисульфат, стрихнин, 2,3,6-ТВА (2,3,6-трихлорбензойная кислота), трихлоруксусная кислота, ТСА-натрий (трихлорацетат натрия), тиоциклам гидроген оксалат, трифлоксисульфурон-натрий, валидамицин, хлордимеформ гидрохлорид, хлорфониум хлорид, дегидроуксусная кислота, 2-метоксиэтилртути хлорид, натамицин, калия цианат, протиокарб гидрохлорид, натрия фторид, натрия гексафторсиликат; включая какую-либо растворимую в воде форму каждого из них, комбинированную или нет, в любой изомерной или стереохимической композиции.
4. Микрокапсулы по п.1, где соединение(ия), микрокапсулированное в внутренней водной фазе, является растворимым в воде соединением(ями), при условии, если оно не осаждается из-за насыщения, потому что достигается предельная концентрация в внутренней водной фазе, или соединения, диспергируемые в воде, выбранные из групп: лекарства или медицинские препараты, живые или мертвые организмы в каком-либо физиологическом состоянии, включая споры или пыльцу, микоплазмы, грибы, бактерии, клетки, стволовые клетки, клетки для ксенотрансплантации, вирус, вироиды, прионы, дрожжи, растения или генетический материал, аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, ДНК, РНК, вакцины или соединения для пищевых целей.
5. Микрокапсулы по п.1, где микрокапсулы находятся в сухой или текучей форме, необязательно комбинированные с дополнительными растворимыми в масле агрохимикатами, представленными также в сухой или текучей форме.
6. Микрокапсулы по п.5, отличающиеся тем, что дополнительно диспергированы и окружены внешней водной фазой с помощью необходимых поверхностно-активных соединений, предпочтительно выбранных из аравийской камеди, поливинилового спирта, касторового масла этоксилатов/пропоксилатов, ди- или три-стирилфенола этоксилатов/пропоксилатов, жирно-кислотного спирта этоксилатов, сорбитановых эфиров.
7. Микрокапсулы по п.6, отличающиеся тем, что дополнительно диспергированы и окружены внешней масляной фазой, делающей такой состав эмульгируемым в воде, с помощью необходимых поверхностно-активных соединений, предпочтительно выбранных из касторового масла этоксилатов/пропоксилатов, ди- или три-стирилфенол этоксилатов/пропоксилатов, жирно-кислотного спирта этоксилатов, сорбитановых эфиров.
8. Способ получения дисперсии обращенно-фазовых микрокапсул (RPµ) в масле, содержащих водную фазу и растворимое в воде соединение(ия) в ней в полимерной стенке, при указанном способе:
1) обеспечивают водную фазу, содержащую, по меньшей мере, одно соединение, подлежащее микрокапсуляции, предпочтительно, по меньшей мере, один растворимый в воде агрохимикат, необязательно, по меньшей мере, растворимый в воде поверхностно-активный ингредиент и необязательно растворимые в воде поверхностно-активные соединения, антиоксиданты, защитные средства от ультрафиолетового излучения, рвотные средства, глины;
2) обеспечивают масляную фазу, содержащую, по меньшей мере, неполярный растворитель, в основном нерастворимый в воде, предпочтительно нафтовый растворитель или алифатический или ароматический нефтяной дистиллят, растительные или минеральные масла; материалы, формирующие стенку, выбирают из группы: гликольуриловые смолы, предпочтительно полностью бутоксилированная гликольуриловая смола, алифатические изоцианатные смолы, предпочтительно химического типа Cymel® 3741 и предпочтительно комбинированные с TMXDI; и по меньшей мере, растворимый в масле поверхностно-активный ингредиент(ы), и предпочтительно катализатор типа дибутилолова лаурат, необязательно катализатор передачи протонов (но катализатор передачи протонов необходим, если катализатор не добавляют на этапе 3), необязательно добавляют азаполициклический катализатор типа DBU на этом этапе, а не на этапе 3;
3) эмульгируют водную фазу в масляной фазе, при температуре от 40 до 60°С на этапе начинается in situ реакция полимеризации материалов, формирующих стенку, в водных каплях, необязательно добавляют растворимый в масле катализатор, когда реакция полимеризации уже началась, предпочтительно DBU или какой-либо подобный азаполициклический катализатор, около 5-30 мин после добавления водной фазы в масляную фазу (но обязательно, если не добавляют катализатор на этапе 2);
4) повышают температуру для созревания микрокапсул до 60-100°С;
5) в конечном итоге, добавляют к полученной дисперсии микрокапсул в масле дополнительные компоненты состава, растворимые или диспергируемые в масле поверхностно-активные компоненты состава, необязательно глины, алюмосиликаты, модификаторы вязкости, антиоксиданты, защитные средства от ультрафиолетового излучения, увлажняющие средства, отдушки, рвотные средства, противопенные средства; необязательно это добавление выполняют с предварительным растворением этих компонентов состава в аликвоте того же неполярного растворителя(ей).
9. Способ по п.8, при котором в водной фазе этапа 1) существуют активные ингредиенты или сурфактанты, диспергированные в воде, при условии, что они не обладают аффинностью к определенной масляной фазе, выбранной на этапе 2), а именно, в основном нерастворимы в масляной фазе.
10. Способ по п.8, где, по меньшей мере, одно соединение, подлежащее микрокапсуляции, является биологически активным для какого-либо биологического объекта, ингредиента, при условии, что такое соединение(я) не теряет свою биологическую активность из-за реакции с каким-либо соединением или смесью соединений, присутствующих в способе, или из-за условий способа, в частности температурного разрушения, и реагирования с материалами, формирующими стенку.
11. Способ по п.8, где, по меньшей мере, одно соединение, подлежащее микрокапсуляции, является агрохимически активным ингредиентом.
12. Способ по п.8, где, по меньшей мере, одно соединение, подлежащее микрокапсуляции, является косметическим, фармацевтическим, медицинским, нутрицевтическим, полученным биотехнологическим путем активным ингредиентом.
13. Способ по п.8, где микрокапсулы капсулируют, по меньшей мере, растворимое в воде или диспергируемое в воде биологически активное соединение в стенке, выполненной реакцией, по меньшей мере, гликольуриловой смолы и изоцианатной смолы и необязательно TMXDI, при котором:
1) обеспечивают водную фазу, содержащую, по меньшей мере, одно соединение, подлежащее микрокапсуляции, предпочтительно, по меньшей мере, один растворимый в воде агрохимикат, необязательно, по меньшей мере, растворимый в воде поверхностно-активный ингредиент;
2) обеспечивают масляную фазу, содержащую, по меньшей мере, неполярный растворитель, в основном нерастворимый в воде, материалы, формирующие стенку, выбранные из группы: гликольуриловые смолы, предпочтительно полностью бутоксилированная гликольуриловая смола, алифатические изоцианатные смолы, предпочтительно химического типа Cymel® 3741 и предпочтительно комбинированные с TMXDI; и, по меньшей мере, растворимый в масле поверхностно-активный ингредиент(ы), предпочтительно типа LP-6 и/или Atlox® 4914, и необязательно несодержащий азот катализатор передачи протонов (это необходимо, если катализатор не добавлен на этапе 3);
3) эмульгируют водную фазу в масляной фазе, при температуре от 40 до 60°С на этом этапе начинается in situ реакция полимеризации материалов, формирующих стенку, в водных каплях, необязательно добавляют растворимый в масле азакатализатор типа DBU, когда реакция полимеризации уже началась, около 5-30 мин после добавления водной фазы в масляную фазу (но обязательно, если не добавляют катализатор на этапе 2);
4) повышают температуру для созревания микрокапсул до 60-100°С;
5) добавляют необходимые компоненты состава для формирования функционально применимого сельскохозяйственного состава, предпочтительно, по меньшей мере, два поверхностно-активных материала, необязательно, по меньшей мере, материал на алюмосиликатной основе или материал, обеспечивающий такую же функциональность ее, и все эти компоненты состава необязательно находятся в органическом неполярном растворителе(ях), наиболее предпочтительно одинаковом неполярном растворителе(ях), входящем в масляную фазу этапа 2).
14. Агрохимическая композиция, представляющая собой дисперсию обращенно-фазовых микрокапсул (RPµ), полученную способом по п.8, где микрокапсулированный агрохимикат представляет собой, по меньшей мере, "кватный" гербицид, предпочтительно выбранный из параквата, диквата, хлормеквата, в какой-либо форме, необязательно в галогенированной форме, более предпочтительно бромид или хлорид, масляная фаза содержит сульфонилмочевинный или сульфонамидный гербицид.
15. Сформулированная агрохимическая композиция типа диспергируемых в воде гранул, содержащих микрокапсулы по п.1.
16. Сформулированная агрохимическая композиция типа ZC (суспензионный концентрат плюс капсульная суспензия), содержащая микрокапсулы по п.1.
17. Сформулированная агрохимическая композиция, состоящая из комбинации эмульсионного концентрата с капсульной суспензией, содержащей микрокапсулы по п.1.
18. Агрохимический состав, отличающийся тем, что содержит:
a) обращенно-фазовые микрокапсулы (RPµ), содержащие водное ядро, где находится, по меньшей мере, растворимый в воде активный ингредиент;
b) нормально-фазовые микрокапсулы (NPµ), содержащие масляное ядро, где находится, по меньшей мере, растворимый в масле активный ингредиент, где микрокапсулы а) являются микрокапсулами по п.1.
19. Агрохимический состав по п.18, отличающийся тем, что микрокапсулы b) имеют стенку из смешанных полимеров, выполненную реакцией изоцианатов и гликольуриловых материалов, формирующих стенку.
20. Способ получения агрохимического состава по п.18, при котором:
1) получают основанную на масле суспензию микрокапсул RPµ;
2) получают основанную на воде суспензию микрокапсул NPµ;
и альтернативно:
i) эмульгируют суспензию с RPµ в NPµ с применением сурфактанта или более предпочтительно смеси сурфактантов (при 1-50% относительно общего веса состава NPµ, предпочтительно 5-25% и более предпочтительно 10-20%) со значением HLB (гидрофильно-липофильный баланс) 7-14, предпочтительно 8-14 и более предпочтительно 9-13, или
ii) эмульгируют суспензию NPµ, в RPµ с применением сурфактанта или более предпочтительно смеси сурфактантов (при 1-50% относительно общего веса состава NPµ, предпочтительно 5-25% и более предпочтительно 10-20%) со значением HLB 1-6, предпочтительно 1-5 и более предпочтительно 2-5.
| WO 00/27519 A2, 18.05.2000 | |||
| US 4534783 A, 13.08.1985 | |||
| US 6113935 A, 05.09.2000 | |||
| МИКРОКАПСУЛИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ КАДУСАФОСА | 1999 |
|
RU2228033C2 |
| RU 2001111885 A, 20.09.2003 | |||
| Способ получения микрокапсул | 1973 |
|
SU523627A3 |
