BR112014028751B1

BR112014028751B1 - partícula encapsulada, e, método para formar uma partícula encapsulada

Info

Publication number: BR112014028751B1
Application number: BR112014028751-1A
Authority: BR
Inventors: Alice Hudson; Lilian Senior; Bernard Sencherey; Victor Granquist
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2020-12-22
Also published as: MX2014013879A; CA2873651A1; US20130305796A1; BR112014028751A2; AU2013262629A1; JP6214635B2; CN104394977B; CA2873651C; WO2013173705A1; JP2015524009A; EP2849880A1; CN104394977A; US9102573B2; AU2013262629B2; KR20150013789A; MY170274A

Abstract

“PARTÍCULA ENCAPSULADA, E, MÉTODO PARA FORMAR UMA PARTÍCULA ENCAPSULADA” É descrita uma partícula encapsulada que inclui uma partícula de núcleo e um poliuretano disposto em torno da partícula de núcleo. O poliuretano inclui o produto de reação de um componente de isocianato aromático e um componente de poliol. O componente de poliol inclui um poliol derivado de um iniciador a base de amina aromática e um poliéter poliol alifático. O poliol derivado do iniciador a base de amina aromática tem uma funcionalidade nominal de 4. O poliéter poliol alifático tem uma funcionalidade nominal de 2 a 4. A razão em peso do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático é de cerca de 1:2 a 2:1. Um método de formar a partícula encapsulada também é fornecido.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido de patente reivindica prioridade para o pedido de patente provisório U.S. No. 61/648.697, depositado em 18 de maio de 2012, que está aqui incorporado pela referência na sua íntegra.

[002] Este pedido de patente refere-se aos seguintes pedidos de patente não provisórios U.S. designados ao mesmo titular, cada um dos quais está aqui incorporado pela referência na íntegra: pedido de patente U.S. No. ***, depositado em 17 de maio de 2013, intitulado “A Dust Suppressing Aggregate”, registro do procurador No. PF-71487 / 065333.00460, com Raymond Neff, Alexander Gershanovich e Donald C. Mente como inventores; e pedido de patente U.S. No. ***, depositado em 17 de maio de 2013, intitulado “An Encapsulated Particle”, registro do procurador No. PF- 72715 / 065333.00462, com Raymond Neff, Alexander Gershanovich e Donald C. Mente como inventores.

[003] Este pedido de patente também incorpora pela referência na sua integra o pedido de patente provisório U.S. No. 61/648.766, e refere-se ao mesmo, depositado em 18 de maio de 2012.

CAMPO DA INVENÇÃO

[004] A presente invenção, no geral, refere-se a uma partícula encapsulada. Mais especificamente, a invenção refere-se a uma partícula encapsulada incluindo uma partícula de núcleo e um poliuretano disposto em torno da partícula de núcleo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[005] Partículas encapsuladas, tais como fertilizantes de liberação controlada, são conhecidos na tecnologia agrícola. Estas partículas encapsuladas tipicamente incluem um ou mais poliuretanos dispostos em tomo de uma partícula de núcleo. A espessura e integridade do poliuretano limitam a taxa de dissolução da partícula de núcleo no solo. Infelizmente, muitas das partículas encapsuladas convencionais são frágeis e podem ser danificadas durante manuseio normal, resultando em dissolução imprevisível e rápida da partícula de núcleo no solo. Estas taxas de dissolução aceleradas levam a resíduo e fitotoxicidade. Desta forma, permanece uma oportunidade de desenvolver uma partícula encapsulada melhorada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO E VANTAGENS

[006] Uma partícula encapsulada inclui uma partícula de núcleo e um poliuretano disposto em tomo da partícula de núcleo. O poliuretano inclui o produto de reação de um componente de isocianato aromático com uma funcionalidade nominal de pelo menos 2 e um componente de poliol. O componente de isocianato aromático é utilizado em uma quantidade de cerca de 20 a 60% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. O componente de poliol é utilizado em uma quantidade de cerca de 40 a 80% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. O componente de poliol inclui um poliol derivado de um iniciador a base de amina aromática com uma funcionalidade nominal de 4 e um poliéter poliol alifático com uma funcionalidade nominal de 2 a 4. A razão em peso do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático é de cerca de 1:2 a 2:1.

[007] A combinação do componente de poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático fornece melhor compatibilidade com o componente de isocianato aromático, que resulta em um poliuretano com melhor flexibilidade e durabilidade. Além disto, a partícula encapsulada, que inclui o poliuretano mencionado anteriormente, tem melhores propriedades de barreira de umidade, bem como taxas de dissolução prolongadas e previsíveis em virtude da interação do componente de poliol e do componente de isocianato aromático.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[008] A partícula encapsulada compreende uma partícula de núcleo. A partícula de núcleo pode ser utilizada em uma variedade de formas, incluindo em vários tamanhos e formas. Em certas modalidades, a partícula de núcleo compreende um fertilizante. Versados na tecnologia perceberão que uma faixa de fertilizantes pode ser usada em conjunto com a partícula encapsulada inventiva. Tipicamente, o fertilizante inclui nitrogênio, fósforo, potassa, enxofre e/ou combinações destes.

[009] Em uma modalidade, o fertilizante inclui nitrogênio. Exemplos não limitantes de fertilizantes adequados são ureia, nitrato de amónio, nitrato de amónio de ureia, nitrato de amónio de cálcio, e combinações destes. Em uma outra modalidade, o fertilizante inclui fósforo. Exemplos não limitantes de fertilizantes adequados que incluem fósforo são ácido fosfórico, mono- fosfato de amónio, fosfato de diamônio, polifosfato de amónio, sulfato fosfato de amónio e/ou combinações destes. Ainda em uma outra modalidade, o fertilizante inclui potassa. Exemplos de fertilizantes adequados que incluem potassa, ou derivados deste, são nitrato de potássio, cloreto de potássio, sulfato de potássio e/ou combinações destes. Em modalidades adicionais, o fertilizante inclui enxofre. Exemplos não limitantes de fertilizantes adequados que incluem enxofre são sulfato de amónio, enxofre e/ou combinações destes.

[0010] Em outras modalidades, a partícula de núcleo compreende um biocida. Exemplos de biocidas incluem herbicidas, inseticidas, fungicidas e combinações destes. Percebe-se que formas alternativas de partículas de núcleo também podem ser usadas, isto é, partículas de núcleo que não são fertilizantes ou biocidas, tais como retardantes de chama. Outras partículas de núcleo adequadas para os propósitos da presente invenção incluem, mas sem limitações, bulbos e sementes, tais como sementes de grama e sementes de flor. Em uma modalidade específica, a partícula de núcleo compreende sulfato de amónio.

[0011] Deve-se perceber que a partícula encapsulada pode incluir qualquer combinação de duas ou mais das partículas de núcleo mencionadas anteriormente. Em tais modalidades, a partícula de núcleo pode compreender, mas sem limitações, uma combinação de partículas de núcleo, subpartículas individuais da partícula de núcleo e/ou camadas de diferentes composições da partícula de núcleo. Por exemplo, a partícula de núcleo pode compreender um núcleo interno compreendendo ureia e um núcleo externo, disposto em torno do núcleo interno, e compreendendo enxofre. Tipicamente, a partícula de núcleo é anidra, ou pelo menos anidra na sua superfície mais externa (isto é, a partícula de núcleo é seca) para minimizar reação e/ou degradação prematura durante fabricação e/ou armazenamento da partícula encapsulada. Além disso, entende-se que a partícula de núcleo pode consistir, ou essencialmente consistir, em qualquer uma das opções mencionadas anteriormente.

[0012] Embora a quantidade de partícula de núcleo não seja particularmente limitada, a partícula de núcleo pode ser utilizada na partícula encapsulada em uma quantidade de cerca de 75 a 99% em peso ou de cerca de 90 a 99% em peso ou de cerca de 96 a 98% em peso com base no peso da partícula encapsulada.

[0013] A partícula de núcleo pode ter vários tamanhos e formas. Tipicamente, a partícula de núcleo é substancialmente esférica, com uma distribuição de diâmetros médios de 0,1 a 5 mm ou de 1,5 a 2,5 mm ou de 1,8 a 2 mm. Uma distribuição de diâmetros médios refere-se ao número guia de tamanho que é definido como o tamanho da partícula em milímetros, dos quais 50% em peso da amostra são mais grosseiros e 50% em peso são mais finos, determinado por uma análise de peneira. Percebe-se que outros tamanhos e/ou formas de partículas de núcleo também podem ser usados, tais como partículas de núcleo irregulares, oblongo ou em forma de plaqueta. Em uma modalidade, as partículas de núcleo são maiores que as descritas nas modalidades anteriores e ser modelados e dimensionados como uma espiga de árvore convencional, de maneira tal que a partícula encapsulada seja definida adicionalmente como uma espiga de árvore encapsulada (não mostrada).

[0014] As partículas encapsuladas podem ser de vários tamanhos e formas. Tipicamente, as partículas encapsuladas são substancialmente esféricas, com um diâmetro médio de cerca de 0,5 a 7,5 mm, de cerca de 0,5 a 3 mm, ou de cerca de 1 a 2 mm. Também contempla-se que as partículas encapsuladas podem ser de outras formas, tais como partículas encapsuladas irregulares, tipo buraco, oblongas ou em forma de plaqueta.

[0015] A partícula encapsulada compreende adicionalmente um poliuretano disposto em tomo da partícula de núcleo. Para propósitos da presente invenção, entende-se que a terminologia “disposto em torno” engloba tanto cobertura parcial e completa quanto revestimento da partícula de núcleo pelo poliuretano. Tipicamente, a partícula de núcleo é completa ou substancialmente coberta pelo poliuretano, protegendo assim a partícula de núcleo da exposição às condições ambientais, tais como da exposição prematura à umidade. Por exemplo, o poliuretano pode ser disposto em tomo de 50, 60, 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98, 99, ou mais que 99% da área superficial da partícula de núcleo. Ainda altemativamente, o poliuretano pode ser disposto em torno de 100% da área superficial da partícula de núcleo.

[0016] O poliuretano pode ser definido adicionalmente como uma camada de poliuretano. Versados na tecnologia perceberão que múltiplas camadas diferentes de poliuretano podem ser fornecidas em tomo da partícula de núcleo. Estas camadas de poliuretano podem ser as mesmas ou diferentes uma da outra. O poliuretano pode ser definido adicionalmente como uma camada de poliuretano. Versados na tecnologia perceberão que múltiplas camadas diferentes de poliuretano podem ser fornecidas em tomo da partícula de núcleo. Estas camadas de poliuretano podem ser as mesmas ou diferentes uma da outra. Em uma modalidade, a partícula encapsulada pode incluir uma primeira camada de revestimento. Em uma outra modalidade, a partícula encapsulada pode incluir a primeira camada de revestimento e pelo menos uma camada de revestimento adicional. Por exemplo, a partícula encapsulada pode incluir 1, 2, 3, 4, 5, 6, ou mais camadas de revestimento dispostas em tomo da primeira camada de revestimento.

[0017] Cada camada de poliuretano tipicamente tem uma espessura média de cerca de 5 a 50 microns, ou de cerca de 10 a 40 microns, ou de cerca de 15 a 35 microns. Percebe-se que a camada de poliuretano pode ser utilizada em várias espessuras, dependendo de uma ou mais propriedades desejadas, tal como a taxa de dissolução da partícula encapsulada.

[0018] Em uma modalidade, a camada de poliuretano é definida adicionalmente como uma primeira camada de revestimento disposta em tomo da partícula de núcleo e uma segunda camada de revestimento em tomo da primeira camada de revestimento. Entretanto, outras estruturas de camada de poliuretano também são contempladas.

[0019] Em uma modalidade, o poliuretano pode ser utilizado em uma quantidade de cerca de 1 a 10% em peso, ou de cerca de 2 a 8% em peso da partícula encapsulada. Altemativamente, o poliuretano pode ser utilizado em uma quantidade de cerca de 3 a 7% em peso da partícula encapsulada. Ainda alternativamente, o poliuretano é utilizado em uma quantidade de cerca de 4 a 5% em peso da partícula encapsulada. Em certas outras modalidades, o poliuretano pode ser utilizado em uma quantidade de menos que cerca de 1% em peso da partícula encapsulada.

[0020] A quantidade da camada de poliuretano presente na partícula encapsulada é tipicamente determinada usando o procedimento de teste descrito imediatamente a seguir. Inicialmente, 20 g da partícula encapsulada e 500 g de água, por exemplo, água deionizada, são vertidos em um misturador doméstico padrão. O misturador é ativado e os conteúdos do misturador são misturados até que a partícula de núcleo, por exemplo, ureia, seja completamente dissolvida. Os conteúdos do misturador são então filtrados para sólidos usando papel de filtro pré-pesado e um funil de Büchner. O filtrado é então seco a aproximadamente 100°C para substancialmente remover água residual presente com o filtrado. Tipicamente, o filtrado é seco a 100°C (em um forno) por aproximadamente 30 minutos. Depois da secagem, o filtrado é pesado. A quantidade (% em peso com base no peso total da partícula encapsulada) a camada de poliuretano presente na partícula encapsulada é calculada usando a quantidade (em gramas) do filtrado (X) e a quantidade (em gramas) da partícula encapsulada (Y) na seguinte fórmula: Camada de poliuretano (% em peso) = 100 • (X / Y) X = a quantidade do filtrado (em gramas) depois da secagem Y - 20 (quantidade inicial da partícula encapsulada) - X.

[0021] O poliuretano compreende o produto de reação de um componente de isocianato aromático e um componente de poliol. O componente de isocianato aromático é utilizado em uma quantidade de cerca de 20 a 60% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. Alternativamente, o componente de isocianato aromático pode ser utilizado em uma quantidade de cerca de 30 a 50% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. O componente de poliol pode ser utilizado em uma quantidade de cerca de 40 a 80% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. Altemativamente, o componente de poliol pode ser utilizado em uma quantidade de cerca de 30 a 70% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. Entretanto, versados na tecnologia perceberão que o componente de isocianato aromático e o componente de poliol podem ser incluídos em várias outras quantidades.

[0022] O componente de isocianato aromático c o componente de poliol podem ser fornecidos em uma quantidade, de maneira tal que a razão de funcionalidade do componente de isocianato aromático para a funcionalidade OH do componente de poliol varie de 1,5 a 1, de cerca de 1,25 a 1 ou de cerca de 1,1 a 1.

[0023] O componente de isocianato aromático tem uma funcionalidade de pelo menos 2 e tipicamente compreende um poli-isocianato com dois ou mais grupos funcionais de isocianato (NCO). Preferivelmente, o componente de isocianato aromático inclui, mas sem limitações, metileno difenil di-isocianato monomérico e polimérico, tolueno di-isocianato monomérico e polimérico e misturas destes. Em uma modalidade específica, o componente de isocianato é comercialmente disponível pela BASF Corporation of Wyandotte, Michigan com o nome comercial de LupranateK M10, Altemativamente, o componente de isocianato pode ser comercialmente disponível com o nome comercial de Lupranate* M20, também disponível pela BASF Corporation of Wyandotte, Michigan.

[0024] Metileno difenil di-isocianatos poliméricos, tal como LupranateK M10, oferecem alta densidade de reticulação e viscosidade moderada. Altemativamente, metileno difenil di-isocianatos monoméricos, tal como LupranateR M Isocianato, oferecem baixa viscosidade e alto teor de NCO com funcionalidade nominal baixa. Similarmente, tolueno di- isocianatos, tal como LupranateK TDI, também oferecem baixa viscosidade e alto teor de NCO com funcionalidade nominal baixa. Versados na tecnologia escolherão um componente de isocianato adequado.

[0025] O componente de isocianato aromático não tem uma viscosidade particularmente limitada e pode ter uma viscosidade de cerca de 1 a 3.000 cP (1 a 3.000 mPa.s) ou de cerca de 20 a 700 cP (20 a 700 mPa.s) ou de cerca de 50 a 300 cP (50 a 300 mPa.s), todos a 25°C. O componente de isocianato aromático tem uma funcionalidade nominal de pelo menos 2, ou de 2 a 4, ou de 2,2 a 2,7. Preferivelmente, o componente de isocianato aromático tem um teor de NCO de cerca de 20 a 50% em peso ou de cerca de 25 a 40% em peso ou de cerca de 30 a 33% em peso com base no peso total do componente de isocianato.

[0026] Referindo-se novamente, o componente de poliol compreende um poliol derivado de um iniciador a base de amina aromática e com uma funcionalidade nominal de 4. O componente de poliol também inclui um poliéter poliol alifático com uma funcionalidade nominal de 2 a 4.

[0027] O iniciador a base de amina aromática não tem uma estrutura particularmente limitada, mas pode ser da fórmula:

em que R1 inclui um de um grupo alquila, um grupo amina e um átomo de hidrogênio e cada um de R2-R6 independentemente inclui um de um grupo amina e um átomo de hidrogênio, desde que pelo menos um de R'-R6 seja um grupo amina. Portanto, entende-se que R1 pode ser qualquer um de um grupo alquila, um grupo amina ou um hidrogênio, ou qualquer composto incluindo combinações destes. Também entende-se que R2-R6não têm que ser idênticos e cada um pode incluir um grupo amina ou um átomo de hidrogênio. Também entende-se que a terminologia “um grupo amina” refere-se a R—N—H, R- NH2, R-NR(H), OU R-N-R'(R") completamente, onde R é um grupo alquila, um grupo arila ou um grupo alquenila.

[0028] O iniciador a base de amina aromática pode incluir, mas sem limitações, um tolueno diamina. O tolueno diamina preferivelmente inclui, mas sem limitações, 2,3-toluenodiamina; 2,4-toluenodiamina; 2,5- toluenodiamina; 2,6-toluenodiamina; 3,4-toluenodiamina; 3,5- toluenodiamina; e misturas destes.

[0029] O poliol derivado do iniciador a base de amina aromática pode ser coiniciado com dipropileno glicol. Em uma modalidade específica, o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática é comercialmente disponível pela BASF Corporation of Wyandotte, Michigan com o nome comercial de PluracoP Poliol 1578.

[0030] O poliol derivado do iniciador a base de amina aromática é tipicamente formado do iniciador a base de amina aromática e de uma pluralidade de unidades de óxido de alquileno. Exemplos de unidades de óxido de alquileno adequadas incluem unidades de óxido de etileno, unidades de óxido de propileno, unidades de óxido de butileno, unidades de óxido de amileno, mistura de grupos óxido de alquileno-tetrahidrofuranos, mistura de epialoidrina, unidades de estireno aralquileno e misturas destes.

[0031] O poliol derivado do iniciador a base de amina aromática não é particularmente limitado, mas pode ter uma viscosidade de cerca de 4.000 a 30.000 cP (4.000 a 30.000 mPa.s) ou de cerca de 10.000 a 25.000 cP (10.000 a 25.000 mPa.s) ou de cerca de 16.000 a 21.000 cP (16.000 a 21.000 mPa.s) a 25°C. O poliol derivado do iniciador a base de amina aromática pode ter uma funcionalidade nominal de 4. Embora o número de OH do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática não seja particularmente limitado, ele pode ter um número de OH de cerca de 300 a 600, ou de cerca de 350 a 500, e acima de tudo preferivelmente de 380 a 410 mg de equivalente de K.OH.

[0032] O poliol derivado do iniciador a base de amina aromática tipicamente tem um peso molecular (Mw) de cerca de 180 a 5.000 ou de cerca de 300 a 1.000 ou de cerca de 400 a 700 g/mol. Em uma modalidade específica, o peso molecular do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática é cerca de 550 g/mol.

[0033] Em uma modalidade, a viscosidade do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática pode ser de cerca de 10.000 a 15.000 cP (10.000 a 15.000 mPa.s) a 25°C para facilitar a aspersão do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática a ser aspergido na partícula de núcleo. Em uma outra modalidade, a funcionalidade nominal do poliol é cerca de 4 para facilitar reação efetiva do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática com o isocianato aromático, tendendo assim a produzir um poliuretano mais rígido. O número de OH do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática pode ser de cerca de 380 a 410 para maximizar a densidade de reticulação do poliuretano.

[0034] O poliol derivado do iniciador a base de amina aromática tende a ser substancial ou completamente miscível com o componente de isocianato aromático. A miscibilidade do componente de isocianato aromático e o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática pode ser o resultado dos dois efeitos primários. Primeiro, acredita-se que a miscibilidade seja facilitada pelas forças de London, que criam dipolos momentaneamente induzidos entre frações aromáticas similares do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do componente de isocianato aromático. Os dipolos momentaneamente induzidos permitem que o componente de isocianato aromático e o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática se misturem efetivamente. Em segundo lugar, a miscibilidade é facilitada pela geometria planar das frações aromáticas do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do componente de isocianato aromático, que permite empilhamento complementar do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do componente de isocianato aromático. O empilhamento complementar das frações aromáticas também permite que o componente de isocianato aromático e o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática se misturem efetivamente.

[0035] Conforme descrito anteriormente, o componente de poliol também compreende um poliéter poliol alifático. O poliéter poliol alifático é tipicamente formado de um iniciador e de uma pluralidade de unidades de óxido de alquileno. O iniciador pode ser escolhido de glicerina, trimetilol propano, propileno glicol e combinações destes. Em uma modalidade específica, o poliéter poliol alifático é formado de um iniciador de propileno glicol. Exemplos de unidades de óxido de alquileno adequadas incluem unidades de óxido de etileno, unidades de óxido de propileno, unidades de óxido de butileno, unidades de óxido de amileno, mistura de grupos óxido de alquileno-tetrahidrofuranos, mistura de epialoidrina, unidades de estireno aralquileno e misturas destes.

[0036] Em uma modalidade específica, a pluralidade de unidades de óxido de alquileno compreende pelo menos 50% em peso de unidades de óxido de propileno com base no peso total da pluralidade de unidades de óxido de alquileno. Altemativamente, a pluralidade de unidades de óxido de alquileno compreende pelo menos 50, 60, 70, 80, 90, 95 ou 99% em peso de unidades de óxido de propileno com base no peso total da pluralidade de unidades de óxido de alquileno. Ainda altemativamente, a pluralidade de unidades de óxido de alquileno pode compreender 100% em peso de unidades de óxido de propileno com base no peso total da pluralidade de unidades de óxido de alquileno. Em uma modalidade específica, o poliéter poliol alifático é comercialmente disponível pela BASF Corporation of Wyandotte, Michigan com o nome comercial de PluracoE Poliol P2010.

[0037] O poliéter poliol alifático não é particularmente limitado, mas pode ter uma viscosidade de cerca de 100 a 500 cP (100 a 500 mPa.s) ou de cerca de 150 a 350 cP (150 a 350 mPa.s) ou de cerca de 200 a 300 cP (200 a 300 mPa.s), todos a 25°C. O poliéter poliol alifático pode ter uma funcionalidade nominal de 2 a 4 ou de 2 a 3, ou 2. Embora o número de OH do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática não seja particularmente limitado, ele pode ter um número OH, de cerca de 20 a 500 ou de cerca de 25 a 300 ou de cerca de 40 a 70 mg de equivalentes de KOH.

[0038] O poliéter poliol alifático pode ter um peso molecular (Mw) de cerca de 200 a 5.000 ou de cerca de 500 a 3.000 ou de cerca de 1.500 a 2.500 g/mol. Em uma modalidade específica, o peso molecular do poliéter poliol alifático é cerca de 2.000 g/mol.

[0039] Em certas modalidades, o poliéter poliol alifático interage com outros componentes na partícula encapsulada de uma maneira sinergística. Em uma modalidade, a funcionalidade nominal do poliéter poliol alifático é 2 para facilitar a reação efetiva do poliéter poliol alifático com o componente de isocianato aromático. Em uma outra modalidade, as unidades de óxido de propileno fornecem propriedades de barreira de umidade melhoradas ao poliuretano.

[0040] A razão da quantidade de poliéter poliol alifático para a quantidade do poliol derivado do iniciador a base de amina aromáticas pode ser escolhida com base na compatibilidade fornecida pelo componente de isocianato aromático e as propriedades do poliuretano resultante. Em uma modalidade, a razão em peso do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático é de cerca de 1:2 a 2:1. Altemativamente, razão em peso do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático é de cerca de 1:1,5 a 1,5:1. Entretanto, versados na tecnologia perceberão que o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático podem ser fornecidos no componente de poliol em razões em peso a não ser as especificamente descritas anteriormente.

[0041] O componente de poliol usado para formar o poliuretano desta invenção confere melhor resistência e flexibilidade e melhores propriedades de barreira de umidade ao poliuretano. O componente de poliol também contribui para melhores tempos de reação e formação do poliuretano.

[0042] Uma mistura do poliéter poliol alifático e do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática pode ter uma viscosidade de cerca de 100 a 2.000 cP, 100 a 2.000 mPa.s) ou de cerca de 100 a 400 cP (100 a 400 mPa.s) a 53°C. Altemativamente, a mistura do poliéter poliol alifático e do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática pode ter uma viscosidade de cerca de 150 a 250 cP (150 a 250 mPa.s) a 53°C.

[0043] Além dos polióis descritos anteriormente, o produto de reação e/ou poliuretano pode compreender adicionalmente um ou mais aditivos. Um ou mais aditivos são escolhidos de agentes de partição, catalisadores, cargas, plastificantes, estabilizantes, agentes de reticulação, agentes extensores de cadeia, agentes de terminação de cadeia, agentes que liberam ar, agentes umectantes, modificadores de superfície, removedores de umidade, dissecantes, redutores de viscosidade, agentes de reforço, corantes, antioxidantes, agentes de compatibilidade, estabilizantes de luz ultravioleta, agentes tixotrópicos, agentes antienvelhecimento, lubrificantes, agentes de acoplamento, solventes, promotores de reologia, espessantes, agentes antiestáticos e combinações destes. Um ou mais aditivos podem ser utilizados no poliuretano em várias quantidades. Percebe-se que um ou mais aditivos podem incluir qualquer combinação das opções mencionadas anteriormente, se empregados.

[0044] Em certas modalidades, a partícula encapsulada inclui um componente catalisador. Em uma modalidade, o componente catalisador compreende estanho. Exemplos adequados do componente catalisador, incluem, mas sem limitações, sais de estanho(II) de ácidos carboxílicos orgânicos, por exemplo, acetato de estanho(II), octoato de estanho(II), etilexanoato de estanho(II) e laurato de estanho(II). Em uma modalidade, o componente catalisador é dilaurato de dibutilestanho, que é um sal de dialquilestanho(IV) de um ácido carboxílico orgânico. Dilauratos de dibutilestanho são comercialmente disponíveis da Air Products and Chemicals, Inc. of Allentown, PA, com o nome comercial DABCO*. O componente catalisador também pode compreender outros sais de dialquilestanho(IV) de ácidos carboxílicos orgânicos, tais como diacetato de dibutilestanho, maleato dc dibutilestanho e diacetato de dioctilestanho. Exemplos adicionais do componente catalisador podem incluir catalisadores compreendendo zircônio, catalisadores compreendendo titânio, e catalisadores compreendendo cobre, conforme percebido por um versado na tecnologia.

[0045] Exemplos adicionais do componente catalisador podem incluir, mas sem limitações, cloreto de ferro (II); cloreto de zinco; octoato de chumbo; tris(dialquilaminoalquil)-s-hexaidrotriazinas incluindo tris(N,N- dimetilaminopropil)-s-hexaidrotriazina; hidróxidos de tetralquilamônio, incluindo hidróxido de tetrametilamônio; hidróxidos de metal alcalino, incluindo hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; alcóxidos de metal alcalino, incluindo metóxido de sódio e isopropóxido de potássio; e sais de metal alcalino de ácidos graxos de cadeia longa com 10 a 20 átomos de carbono e/ou grupos OH laterais.

[0046] Exemplos adicionais do componente catalisador incluem, mas sem limitações, especificamente catalisadores de trimerização, para propósitos da presente invenção, incluem N,N,N- dimetilaminopropilexaidrotriazina, potássio, acetato de potássio, N,N,N- trimetil isopropil amina/formato e combinações destes.

[0047] Ainda exemplos adicionais do componente catalisador podem incluir catalisadores de amina terciária, tais como dimetilaminoetanol, dimetilaminoetoxietanol, trietilamina, N,N,N',N'-tetrametiletilenodiamina, N,N-dimetilaminopropilamina, N,N,N',N',N”-pentametildipropilenetriamina, tris(dimetilaminopropil)amina, N,N-dimetilpiperazina, tetrametilimino- bis(propilamina), dimetilbenzilamina, trimetilamina, trietanolamina, N,N- dietil etanolamina, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, bis(2-dimetilamino- etil)éter, N,N-dimetilcicloexilamina (DMCHA), N,N,N',N',N”- pentametildietilenotriamina, 1,2-dimetilimidazol, 3-(dimetilamino) propilimidazol e combinações destes. Exemplos específicos de catalisadores e amina terciária adequados são comercialmente disponíveis da Air Products and Chemicals, Inc. com o nome comercial POLICAT®.

[0048] Se empregado, o componente catalisador pode ser empregado em várias quantidades. Em uma modalidade, o componente catalisador é utilizado no poliuretano em uma quantidade de cerca de 0,01 a 2% em peso com base no peso total do componente de poliol e do componente de isocianato aromático. Mais preferivelmente, o componente catalisador é utilizado no poliuretano em uma quantidade de cerca de 0,1 a 1% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. Percebe-se que o componente catalisador pode incluir qualquer combinação dos compostos exemplares mencionados anteriormente. Em certas modalidades, também deve-se perceber que a partícula encapsulada pode ser formada na ausência de um componente catalisador.

[0049] Em uma outra modalidade, o componente de poliol ou o componente de isocianato aromático compreende um óleo. Em uma ou mais modalidades, o óleo é solúvel no componente de poliol (incluindo o poliéter poliol alifático e o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática). A adição do óleo minimiza a aglomeração das partículas durante os processos de revestimento e cura. O óleo não reage quimicamente de forma substancial com o componente de isocianato aromático, o componente de poliol, ou outros líquidos presentes durante a cura do poliuretano. Em outras palavras, o óleo é substancialmente livre de grupos substituintes que são conhecidos por reagir com o componente de poliol e/ou componente de isocianato aromático, tais como grupos hidroxila e grupos amina. Em certas modalidades, menos que 10, 5, 1, 0,5 ou 0,1% em peso de uma quantidade total do óleo presente reage com o componente de poliol, o componente de isocianato aromático e/ou os outros líquidos presentes durante a cura. Ainda altemativamente, em uma modalidade específica, nenhum dos óleos reage com o componente de poliol, o componente de isocianato aromático e/ou os outros líquidos presentes durante a cura.

[0050] O óleo pode ser adicionado ao componente de poliol, o componente de isocianato aromático, ou pode ser adicionado a uma mistura do componente de poliol e do componente de isocianato aromático. Apesar de não particularmente limitado, o óleo pode compreender óleo de soja, óleo de canola, óleo de amendoim, óleo de semente de girassol, óleo de semente de algodão, metil ésteres derivados de óleos vegetais e combinações destes. Em uma modalidade específica, o óleo compreende metil ésteres derivados de óleos vegetais.

[0051] Se utilizado, o óleo é tipicamente utilizado no poliuretano em uma quantidade de cerca de 1 a 30% em peso, ou de cerca de 5 a 25% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. Mais preferivelmente, o óleo é utilizado no poliuretano em uma quantidade de cerca de 10 a 20% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol. Entretanto, conforme percebido por um versado na tecnologia, outras quantidades do óleo também podem ser usadas dependendo da aplicação da partícula encapsulada.

[0052] Em uma outra modalidade, a camada de poliuretano é formada na presença de um agente tensoativo de silicone. Tipicamente, o agente tensoativo de silicone compreende um poliorganossiloxano. Um exemplo não limitante de um poliorganossiloxano adequado é uma molécula de organossilicone pendente de alquila compreendendo uma espinha dorsal de polissiloxano e cadeias laterais de poliéter. A molécula de organossilicone pendente de alquila deste exemplo pode ter estrutura de colméia ou de dendrímero.

[0053] Sem ficar preso ou limitado a nenhuma teoria particular, acredita-se que o agente tensoativo de silicone melhora a umectação do componente de poliol e do componente de isocianato na partícula de núcleo. Desta forma, o agente tensoativo de silicone também pode ser descrito como um agente umectante. Também acredita-se que o agente tensoativo de silicone melhora adicionalmente a adesão da camada de poliuretano na partícula de núcleo. Além do mais, também acredita-se que o agente tensoativo de silicone reduz adicionalmente a aglutinação e aglomeração da partícula encapsulada durante e depois do processo de encapsulação. Entretanto, deve-se perceber que o agente tensoativo de silicone não é exigido.

[0054] No geral, o rendimento das partículas encapsuladas é uma medição da quantidade das partículas encapsuladas que passam através de uma peneira com malha de 4 mm e têm uma camada de poliuretano consistente disposta entre elas. O agente tensoativo de silicone diminui a aglomeração das partículas de núcleo, aumentando assim o rendimento das partículas encapsuladas. O processo de encapsulação tipicamente maximiza a quantidade de partículas encapsuladas que são individualmente formadas e a fluidez e minimiza a quantidade de partículas encapsuladas que são aglomeradas, desta forma resultando em maiores rendimentos gerais das partículas encapsuladas.

[0055] Em uma modalidade, o agente tensoativo de silicone é um líquido e tem uma viscosidade de 100 a 1.500 (100 a 1.500 mm2.s), alternativamente de 200 a 1.000 (200 a 1.000 mm2.s), e altemativamente de 650 a 850 centistokes (650 a 850 mnr.s) (cSt) a 25°C. A viscosidade do agente tensoativo de silicone pode variar fora das faixas citadas, mas tipicamente é tanto valores totais quanto fracionados nestas faixas.

[0056] Exemplos específicos de agentes tensoativos de silicone adequados incluem, mas sem limitações, TEGOSTABK BF 2370, comercialmente disponível pela Goldschmidt AG da Essen, DE, DABCOK DC5043 comercialmente disponível pela Air Products and Chemicals, Inc. da Allentown, PA, e NIAX* Silicone L-5340 e L-620, ambos comercialmente disponíveis da Momentive Performance Materials of Albany, NY. Um agente tensoativo de silicone particularmente adequado é NIAXKSilicone L-620, um copolímero de polialquileneoxidemetilsiloxano. O agente tensoativo de silicone pode estar presente na camada de poliuretano em uma quantidade de 0,01 a 10, alternativamente de 0,05 a 5, e altemativamente de 0,1 a 3 partes em peso com base nas 100 partes em peso da camada de poliuretano. As partes em peso de agente tensoativo de silicone podem variar fora das faixas anteriores, mas tipicamente são tanto valores totais quanto fracionados nestas faixas.

[0057] A partícula encapsulada opcionalmente pode incluir um selante disposto em tomo do poliuretano em uma ou mais modalidades. O selante pode ser fornecido na forma de uma camada (isto é, uma “camada de selante”) no poliuretano. O selante pode selar imperfeições na camada de poliuretano, pode melhorar as características de fluxo das partículas encapsuladas, e pode fornecer melhores propriedades de barreira de umidade. O selante pode compreender ceras orgânicas, polímeros termoplásticos, óleos minerais, ceras de petróleo ou combinações destes. Mais particularmente, o selante pode compreender óleo de parafina, cera parafmica, cera vegetal, triglicerídeo, cera microcristalina, petrolato, olefina, polietileno e combinações destes. O selante é descrito adicionalmente nas patentes U.S. Nos. 5.538.531, 5.698.002, 5.984.994, 5.466.274, 5.478.375, 5.300.135 e 5.423.897, cujos conteúdos estão aqui incorporados pela referência. Além disto, conforme percebido por um versado na tecnologia, o selante pode compreender outros materiais a não ser os descritos anteriormente. O selante pode incluir vários aditivos, conforme percebido por um versado na tecnologia. Por exemplo, o selante pode incluir vários polímeros para melhorar a resistência à abrasão e propriedades de barreira, adjuvantes antibloqueio para melhorar as características de manuseio, corante e outros adjuvantes conhecidos.

[0058] No geral, o selante tem um ponto de fusão abaixo do ponto de fusão da partícula de núcleo e do poliuretano. Em uma ou mais modalidades, o selante pode ter um ponto de fusão abaixo de 80°C e fluir na temperatura do processo de aplicação. O selante pode ser não pegajoso depois da aplicação no poliuretano em temperaturas abaixo de 60, 50 ou 40°C. Além disto, o selante pode ter uma viscosidade de fusão menor que cerca de 1.500 cP (1.500 mPa.s) ou menor que cerca de 1.000 cP (1.000 mPa.s) na temperatura de aplicação para permitir boa fluidez na partícula de núcleo.

[0059] A partícula encapsulada pode incluir selante em várias quantidades dependendo da taxa de liberação desejada da partícula encapsulada. Em uma modalidade, a partícula encapsulada pode compreender uma quantidade de camada de selante de cerca de 0,1 a 10% em peso ou de cerca de 0,1 a 5% em peso com base no peso total da partícula encapsulada. Altemativamente, a partícula encapsulada pode compreender uma quantidade de selante de cerca de 0,2 a 1,5% em peso com base no peso total da partícula encapsulada.

Formação da Partícula Encapsulada

[0060] Um método de formar a partícula encapsulada é descrito a seguir. Para formar a partícula encapsulada, a partícula de núcleo é fornecida. O componente de isocianato e o componente de poliol são então aplicados na partícula de núcleo. Mediante contato (e ainda em condições de reação entendidas na tecnologia do poliuretano), o componente de isocianato e o componente de poliol começam reagir para formar o poliuretano disposto em torno da partícula de núcleo para formar a partícula encapsulada.

[0061] Em uma modalidade, o componente de poliol é aplicado na partícula de núcleo antes da aplicação do componente de isocianato aromático na partícula de núcleo. Em uma outra modalidade, o componente de isocianato aromático é aplicado na partícula de núcleo antes da aplicação do componente de poliol na partícula de núcleo. Desta forma, contempla-se que o componente de isocianato aromático e o componente de poliol são aplicados sequencialmente. Ainda altemativamente, o componente de isocianato aromático e o componente de poliol podem ser aplicados simultaneamente, ou de forma substancialmente simultânea, seja a partir de fontes mistas do componente de poliol e do componente de isocianato aromático quanto de fontes separadas do componente de poliol e do componente de isocianato aromático.

[0062] Além disto, o método pode incluir formar uma primeira camada de revestimento e pelo menos uma camada de revestimento adicional. Estas camadas de poliuretano podem ser as mesmas ou diferentes uma da outra e podem ser formadas por meio de aplicações repetidas do componente de isocianato aromático e do componente de poliol.

[0063] Em uma modalidade, o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático são pré-combinados para formar uma mistura. A mistura opcionalmente pode incluir o óleo descrito anteriormente. A mistura é tipicamente então aplicada na partícula de núcleo como um único componente unitário. Alternativamente, o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e o poliéter poliol alifático podem ser aplicados na partícula de núcleo separadamente.

[0064] Os componentes podem ser aplicados por vários métodos conhecidos na tecnologia. Exemplos de métodos adequados de encapsulação incluem, mas sem limitações, encapsulação por revestimento em massa, tambores de turbilhonamento e rolo, revestimento de lâmina, revestimento em panela, revestimento de leito fluidizado, coextrusão, aspersão e centrifugação. Métodos de encapsulação adicionais adequados para uso são bem conhecidos pelos versados na tecnologia de poliuretano e engenharia química. Em certas modalidades, os componentes são aspergidos, atomizados e/ou vaporizados nas partículas de núcleo, ao mesmo tempo em que as partículas de núcleo são agitadas em equipamento adequado. Tipicamente, aspersão, atomização e/ou vaporização dos componentes na partícula de núcleo resulta em um poliuretano substancialmente uniforme, completo e sem defeito disposto em tomo da partícula de núcleo. Aspersão, atomização e/ou vaporização dos componentes também tendem resultar em um poliuretano mais fino e mais barato disposto em torno da partícula de núcleo. Entretanto, várias etapas de aplicação podem ser usadas para constituir a espessura do poliuretano, se assim desejado. Por exemplo, uma primeira camada de revestimento do poliuretano (isto é, o componente de isocianato aromático e os componentes de poliol) pode ser aplicada na partícula de núcleo e curada naturalmente antes da aplicação de uma segunda camada de revestimento. Também percebe-se que qualquer número de camadas do poliuretano pode ser aplicada na partícula de núcleo, dependendo das necessidades da aplicação.

[0065] Aspersão, atomização e vaporização dos componentes podem ocorrer pelo uso de bicos, tais como um bico para cada componente abastecido deste, ou bicos que têm dois ou mais componentes pré-misturados e abastecidos deste. No geral, pelo menos um bico pode ser usado para aplicar o componente de isocianato aromático, e pelo menos um bico pode ser usado para aplicar o componente de poliol, na partícula de núcleo. Conforme descrito e exemplificado anteriormente, várias ordens de aplicação podem ser empregadas para formar o poliuretano.

[0066] Para maximizar a cobertura, o componente de poliol e isocianatos aromáticos são tipicamente aplicados nas partículas de núcleo por aspersão de gotículas ou atomização ou vaporização dos componentes nas partículas de núcleo à medida que as partículas de núcleo são misturadas por turbilhonamento em um misturador rotatório ou aparelhos similares. Como um outro exemplo, as partículas de núcleo podem ser revestidas com os componentes em um misturador de tambor rotatório equipado com pelo menos um, tipicamente pelo menos dois, atomizadores de disco centrífugos. Turbilhonadores ou tambores, incluindo defletores, também podem ser usados, conforme entendido na tecnologia. Altemativamente, as partículas de núcleo podem ser fornecidas diretamente a um carreador, por exemplo, uma correia transportadora selecionada, e os componentes podem ser aplicados nas partículas de núcleo na esteira de transporte, por exemplo, por aspersão ou cobertura de folha, para formar as partículas encapsuladas. Adicionalmente, pelo menos um dos componentes, por exemplo, o componente de poliol, pode estar presente nas partículas de núcleo antes da aplicação dos componentes restantes do produto de reação, por exemplo, o componente de isocianato aromático. Antes da cura completa do poliuretano, as partículas encapsuladas são tipicamente mantidas em movimento ou agitadas para evitar aglomeração.

[0067] A quantidade dos componentes a ser aplicados e misturados com as partículas de núcleo tende depender de várias variáveis incluindo os componentes específicos empregados, do tamanho e tipo das partículas de núcleo usadas, do uso pretendido da partícula encapsulada, espessura desejada do poliuretano e das propriedades desejadas da partícula encapsulada.

[0068] Deve-se perceber que vários tipos das partículas encapsuladas podem ser fornecidos aos consumidores em misturas, tais como partículas encapsuladas com diferentes partículas de núcleo, por exemplo, diferentes tipos de fertilizantes, tais como nitrogênio e potassa, nitrogênio e enxofre, etc. As partículas encapsuladas também podem ter diferentes propriedades físicas, tais como diferentes tamanhos e formas, diferentes taxas de dissolução, diferentes durezas, etc. Tais propriedades são descritas a seguir. No geral, as partículas encapsuladas não se aglomeram, ou se aglomeram minimamente, de maneira tal que as partículas encapsuladas podem ser vertidas para facilidade no uso. Em uma modalidade, as partículas de núcleo são fluidas e, desta forma, não entopem os aparelhos (por exemplo, um aspersor de fertilizante) usado para fornecer e/ou aspergir as partículas encapsuladas.

[0069] As partículas encapsuladas podem ter várias características de dureza (ou resistência ao “esmagamento”) dependendo de várias variáveis incluindo, os componentes e quantidades específicas destes empregadas, tamanho e forma da partícula de núcleo, tamanho e forma da partícula encapsulada, e espessura do poliuretano. Dureza das partículas encapsuladas proporcionam maior meia-vida das partículas encapsuladas, de maneira tal que as partículas encapsuladas têm excelente manuseio e armazenamento/meia-vida. Especifícamente, o poliuretano da presente invenção tende fornecer maior resiliência à partícula encapsulada.

[0070] A partícula encapsulada da presente invenção também é usada para fornecer a partícula de núcleo, por exemplo, fertilizante, de uma maneira de liberação com tempo. Liberação com o tempo, isto é, tempo exigido para o poliuretano ser perfurado, de maneira tal que a partícula de núcleo possa ser liberada no ambiente circundante, tipicamente depende de várias variáveis incluindo, mas sem limitações, os componentes e quantidades específicos destes empregados, tamanho e forma da partícula de núcleo, tamanho e forma da partícula encapsulada e espessura e composição do poliuretano.

[0071] Liberação com o tempo da partícula encapsulada também é associada com a taxa de dissolução da partícula encapsulada. Conforme entendido na tecnologia, taxa de dissolução é uma medida de quanto da partícula de núcleo é dispersa no ambiente circundante por unidade de tempo. Por exemplo, taxa de dissolução pode referir-se à quantidade de fertilizante liberada no solo circundante com o tempo, uma vez que a partícula encapsulada é exposta à umidade, por exemplo, da chuva ou irrigação.

[0072] A taxa de dissolução é determinada pesando 90 g de água destilada em uma garrafa plástica de 4 oz. Para cada teste, 10 g das respectivas partículas encapsuladas são adicionados à garrafa plástica de água e os conteúdos são dispersos por meio de agitação suave. Os conteúdos da garrafa plástica de água são deixados em repouso até o próximo intervalo de medição. Antes de a próxima medição ser feita, os conteúdos da garrafa plástica de água são suavemente turbilhonados para distribuir as partículas encapsuladas uniformemente. Imediatamente depois do turbilhonamento, o índice de refração da solução de água é determinado usando um refratômetro Milton Roy modelo 33.46.10. O índice de refração para cada tipo de partícula encapsulada é disposto em gráfico em função das curvas padrões da concentração de sulfato de amónio. A partir destas curvas, a taxa de dissolução é calculada (porcentagem de sulfato de amónio dissolvido na água).

[0073] Em uma modalidade a partícula encapsulada compreende menos que cerca de 6% em peso do poliuretano e onde cerca de 5 a 50% em peso da partícula de núcleo dissolvem em 24 horas. Em uma modalidade, a partícula encapsulada compreende menos que cerca de 6% em peso do poliuretano e onde cerca de 10 a 30% em peso da partícula de núcleo dissolve em 24 horas. Em uma outra modalidade, a partícula encapsulada compreende menos que cerca de 6% em peso do poliuretano e onde cerca de 15 a 25% em peso da partícula de núcleo dissolve em 24 horas. Entretanto, conforme versados na tecnologia perceberão, outras taxas de dissolução são contempladas dependendo das necessidades da aplicação particular. A taxa de dissolução também pode ser determinada depois que a partícula encapsulada 10 é abradida para testar a durabilidade do revestimento formado deste.

[0074] No geral, as partículas encapsuladas da presente invenção têm uma taxa de dissolução uniforme, isto é, uma liberação de estado quase estável da partícula de núcleo durante um período de tempo. Altemativamente, ou adicionalmente, as partículas encapsuladas da presente invenção podem ter uma liberação atrasada com o tempo, por exemplo, a partícula de núcleo começará a se dissolver e, portanto, liberar, algum período de tempo depois, as partículas encapsuladas primeiro expostas a uma quantidade suficiente de umidade para penetrar no poliuretano.

[0075] Os seguintes exemplos, que ilustram as partículas encapsuladas da presente invenção, visam ilustrar e não limitar a presente invenção.

EXEMPLOS

[0076] Três poliuretanos são preparados misturando seus respectivos componentes em béqueres. Os reagentes usados para formar cada um dos três poliuretanos são fornecidos a seguir na tabela 1. Composição A inclui o componente de isocianato aromático, o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático, de acordo com uma modalidade da composição inventiva. Composição B é um exemplo comparativo que inclui o componente de isocianato aromático e o poliol derivado do iniciador a base de amina aromática, mas não tem o poliéter poliol alifático. Composição C é um exemplo comparativo que inclui o componente de isocianato aromático e o poliéter poliol alifático, mas não tem o poliol derivado do poliéter poliol a base de amina aromática.

[0077] Isocianato A é comercialmente disponível pela BASF Corporation of Florham Park, NJ com o nome comercial de LupranateK M10.

[0078] Poliol A é comercialmente disponível pela BASF Corporation da Florham Park, NJ com o nome comercial de PluracoP 1578.

[0079] Poliol B é comercialmente disponível pela BASF Corporation da Florham Park, NJ com o nome comercial de PluracoP 2010.

[0080] Catalisador A é comercialmente disponível pela Air Products of Allentown, PA com o nome comercial de Policat* 9.

[0081] Películas de poliuretanos A, B, e C são preparadas aspergindo cada poliuretano em uma lâmina de alumínio, colocando uma outra lâmina de alumínio no topo do poliuretano, prensando o topo da lâmina de alumínio para formar uma camada de poliuretano com uma espessura uniforme de cerca de 0,5 mm, e curando o poliuretano em um forno a 55 °C para formar uma película. Composições A e B formaram películas de poliuretano uniformes, enquanto que os componentes da composição C separaram nestas condições e não curaram e, assim, não formaram um poliuretano. Conforme percebido por um versado na tecnologia, Composição A mostra propriedades de cura superiores em relação à Composição C.

[0082] Para medir a flexibilidade das películas formadas anteriormente, a lâmina de alumínio do topo é separada da película, e cada película é suspensa em uma superfície horizontal com uma folga de 1,2 cm. Usando uma máquina de teste universal (Tinius Olsen Model H5KS) com uma anexação da pá, a força necessária para forçar a película através da folga é medida. A anexação da pá tem uma espessura de 0,09 cm. A máquina de teste universal é ajustada para descer a uma velocidade de 4 cm por minuto.

[0083] Conforme mostrado a seguir na tabela 2, a força necessária para forçar a película através da folga é muito menor para a película formada da Composição inventiva A que a película formada da composição comparativa B, em virtude de a película formada da Composição B ser muito menos flexível que a película formada da Composição A. Desta forma, partículas encapsuladas que utilizam o poliuretano formado da Composição A têm durabilidade e resiliência superiores durante o manuseio, quando comparadas às partículas encapsuladas formadas da Composição B ou C. TABELA 2 - Resultados do Teste de Flexibilidade das Películas de Poliuretano

[0084] Os poliuretanos formados das Composições A, B, e C também são usados para formar partículas encapsuladas. A camada de poliuretano destes exemplos inclui uma primeira camada de revestimento e uma segunda camada de revestimento.

[0085] Cada um dos poliuretanos é aplicado nos grânulos de sulfato de amónio usando o seguinte procedimento: 200 g de grânulos de sulfato de amónio são aquecidos a 55 °C em uma panela de aço inoxidável contida em um banho de água termostático. Os grânulos de sulfato de amónio têm um diâmetro médio de 1,9 mm. Depois do aquecimento, uma primeira camada de revestimento de 4 g é formada adicionando o componente de poliol, opcionalmente com o catalisador, nos grânulos de sulfato de amónio e misturando à mão para espalhar o componente de poliol na superfície dos grânulos de sulfato de amónio. Imediatamente depois que os grânulos de sulfato de amónio são revestidos com o componente de poliol, o componente de isocianato aromático é adicionado, continuando ao mesmo tempo a misturar. O componente de poliol reage com o componente de isocianato para formar a primeira camada de revestimento. A primeira camada de revestimento é curada naturalmente antes da aplicação da segunda camada de revestimento. A segunda camada de revestimento é formada da mesma maneira que a primeira camada de revestimento. A aplicação tanto da primeira quanto da segunda camada de revestimento resulta em uma camada de poliuretano com um peso total cerca de 4% em peso com base no peso total da partícula encapsulada. A camada de poliuretano tem uma espessura total de cerca de 22 microns.

[0086] Cada camada de revestimento formada da Composição A cura em cerca de 6 minutos. Cada camada de revestimento formada da Composição B cura em cerca de 4 minutos. Cada camada de revestimento formada da Composição C requer uma temperatura de cura de cerca de 94°C de maneira a curar adequadamente. Além disto, mesmo depois do aquecimento, cada camada de revestimento formada da Composição C cura em cerca de 30 minutos. Assim, partículas encapsuladas a inclui poliuretano formado da Composição A, partículas encapsuladas B inclui poliuretano formado da Composição B e partículas encapsuladas C inclui poliuretano formado da Composição C.

[0087] As taxas de dissolução das partículas encapsuladas A, B e C são mostradas a seguir na tabela 3. Tabela 3: Porcentagem de sulfato de amónio liberado no dia 1 para partículas encapsuladas

[0088] Tabela 4 a seguir fornece uma comparação das taxas de dissolução das partículas encapsuladas com e sem a camada de selante. Para todas as composições na tabela 4, 4% em peso de um poliuretano é aplicado ao sulfato de amónio partícula de núcleo. O poliuretano incluiu 31,7% em peso do poliéter poliol alifático, 31,7% em peso do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e 36,7% em peso do componente de isocianato aromático. O selante 1 incluiu 50% em peso de cera de parafina e 50% em peso de um adjuvante antibloqueio. O selante 2 incluiu 75% em peso de cera de parafina e 25% em peso de um adjuvante para melhorar as propriedades da barreira. O selante 3 incluiu 100% em peso de petrolato. Tabela 4: Porcentagem de sulfato de amónio liberado para as partículas encapsuladas com uma camada de selante

[0089] A partir dos resultados, é evidente que as camadas de selante 1-3 resultam em uma menor porcentagem de sulfato de amónio liberado nos primeiros 7 dias, uma vez que as partículas encapsuladas que não incluíram camadas de selante liberaram mais que o dobro de sulfato de amónio que as partículas encapsuladas que incluíram uma camada de selante.

[0090] Entende-se que as reivindicações em anexo não são limitadas a expressar compostos, composições ou métodos particulares descritos na descrição detalhada, que podem variar entre modalidades particulares que caem no escopo das reivindicações em anexo. Com relação a quaisquer grupos de Markush considerados aqui para descrever características ou aspectos particulares das várias modalidades, percebe-se que resultados diferentes, especiais e/ou inesperados podem ser obtidos de cada membro do respectivo grupo de Markush, independente de todos os outros membros de Markush. Cada membro do grupo Markush pode ser considerado individualmente e/ou em combinação e fornece suporte adequado para as modalidades específicas no escopo das reivindicações em anexo.

[0091] Também deve-se entender que quaisquer faixas e subfaixas consideradas na descrição das várias modalidades da presente invenção independente e coletivamente caem no escopo das reivindicações em anexo e são entendidas para descrever e contemplar todas as faixas, incluindo valores totais e/ou fracionados deste, mesmo se tais valores não forem expressamente escritos aqui. Versados na tecnologia prontamente percebem que as faixas e subfaixas enumeradas suficientemente descrevem e possibilitam várias modalidades da presente invenção e tais faixas e subfaixas podem ser delineadas adicionalmente em metades, terços, quartos, quintos e assim por diante relevantes. Apenas como um exemplo, uma faixa “de 0,1 a 0,9” pode ser delineada adicionalmente em um terço inferior, isto é, de 0,1 a 0,3, um terço médio, isto é, de 0,4 a 0,6, e um terço superior, isto é, de 0,7 a 0,9, que individual e coletivamente estão no escopo das reivindicações em anexo e podem ser considerados individual e/ou coletivamente e fornecem suporte adequado para as modalidades específicas no escopo das reivindicações em anexo.

[0092] Além do mais, com relação à linguagem que define ou modifica uma faixa, tais como “pelo menos”, “maior que”, “menor que”, “não mais que” e similares, entende-se que tal linguagem inclui subfaixas e/ou um limite superior ou inferior. Como um outro exemplo, uma faixa de “pelo menos 10” inerentemente inclui uma subfaixa de pelo menos 10 a 35, uma subfaixa de pelo menos 10 a 25, uma subfaixa de 25 a 35, e assim em diante, e cada subfaixa pode ser considerada individual e/ou coletivamente e fornece suporte adequado para modalidades específicas no escopo das reivindicações em anexo. Finalmente, um número individual em uma faixa revelada pode ser considerado e fornece suporte adequado para modalidades específicas no escopo das reivindicações em anexo. Por exemplo, uma faixa “de 1 a 9” inclui vários n úmeros inteiros individuais, tal como 3, bem como números individuais incluindo um ponto decimal (ou fração), tal como 4,1, que pode ser considerado e fornecem suporte adequado para as modalidades específicas no escopo das reivindicações em anexo.

[0093] A invenção foi descrita de uma maneira ilustrativa e deve-se entender que a terminologia que foi usada deve estar na natureza das palavras da descrição, em vez de limitação. Muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis na luz dos preceitos anteriores e a invenção pode ser praticada, a não ser que de outra forma especificamente descrita.

Claims

1. Partícula encapsulada, caracterizadapelo fato de que compreende: uma partícula de núcleo; e um poliuretano disposto em torno da dita partícula de núcleo e compreendendo o produto de reação de um componente de isocianato aromático com uma funcionalidade nominal de pelo menos 2 e um componente de poliol; em que o dito componente de isocianato aromático é utilizado em uma quantidade de cerca de 20 a 60% em peso com base no peso total do dito componente de isocianato aromático e do dito componente de poliol, e em que o dito componente de poliol é utilizado em uma quantidade de cerca de 40 a 80% em peso com base no peso total do dito componente de isocianato aromático e do dito componente de poliol, e em que o dito componente de poliol compreende; um poliol derivado de um iniciador a base de amina aromática e com uma funcionalidade nominal de 4, e um poliéter poliol alifático com uma funcionalidade nominal de 2 a 4, em que a razão em peso do dito poliol derivado do dito iniciador a base de amina aromática e do dito poliéter poliol alifático é de cerca de 1:2 a 2:1.

2. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o dito componente de poliol compreende dito poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do dito poliéter poliol alifático em uma razão de peso de cerca de 1:1,5 a 1,5:1.

3. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que compreende menos que cerca de 6% em peso do dito poliuretano com base o peso total da dita partícula encapsulada, em que de cerca de 5 a 50% da dita partícula de núcleo dissolve em água a 25°C dentro de 24 horas.

4. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende menos que cerca de 6% em peso do dito poliuretano com base no peso total da dita partícula encapsulada, em que cerca de 10 a 30% em peso da dita partícula de núcleo dissolve em água a 25°C em 24 horas.

5. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita partícula de núcleo compreende um fertilizante compreendendo ureia, potassa, fosfato ou sulfato de amônio.

6. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita partícula de núcleo compreende sulfato de amônio.

7. Partícula encapsulada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dito iniciador a base de amina aromática compreende a fórmula:

em que R1 é um grupo alquila, um grupo amina, ou um átomo de hidrogênio, em que R2, R3, R4, R5 e R6 são cada qual independentemente um grupo amina ou um átomo de hidrogênio, e em que pelo menos um do dito R1-R6 é o dito grupo amina.

8. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito poliéter poliol alifático é formado de um iniciador escolhido de glicerina, trimetilol propano, propileno glicol e combinações dos mesmos.

9. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito poliéter poliol alifático é formado de um iniciador de propileno glicol e uma pluralidade de unidades de óxido de alquileno, e em que a dita pluralidade de unidades de óxido de alquileno compreende pelo menos 50% em peso de unidades de óxido de propileno com base no peso total da dita pluralidade de unidades de óxido de alquileno.

10. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito componente de poliol compreende adicionalmente cerca de 5 a 25% em peso de um óleo que é solúvel no dito componente de poliol com base no peso total do dito componente de isocianato aromático e do dito componente de poliol.

11. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o dito óleo é escolhido dentre óleo de soja, óleo de canola, óleo de amendoim, óleo de semente de girassol, óleo de semente de algodão, ésteres de metil derivados de óleos vegetais e combinações dos mesmos.

12. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um selante disposto em torno do dito poliuretano, em que o dito selante é escolhido de uma cera orgânica, um polímero termoplástico, um óleo mineral e combinações dos mesmos.

13. Partícula encapsulada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um selante distribuído sobre o dito poliuretano, em que dito selante é escolhido de um óleo parafínico, uma cera parafínica, uma cera vegetal, um triglicerídeo, uma cera microcristalina, petrolato, uma olefina, polietileno e combinações dos mesmos.

14. Método para formar uma partícula encapsulada, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende: fornecer uma partícula de núcleo compreendendo um fertilizante; pelo menos um poliuretano disposto sobre a referida partícula de núcleo e compreendendo o produto da reação de um componente isocianato aromático tendo uma funcionalidade nominal de pelo menos 2 e um componente poliol; um selante disposto em torno do referido poliuretano, em que o referido selante é escolhido de entre uma cera orgânica, um polímero termoplástico e suas combinações; e um óleo que é solúvel no referido componente poliol e que é utilizado numa quantidade de cerca de 5 a 25% em peso com base no peso total do referido componente isocianato aromático e do referido componente poliol, em que o referido componente isocianato aromático utilizado numa quantidade de cerca de 20 a 60% em peso com base no peso total do referido componente isocianato aromático e do referido componente poliol; em que o referido componente poliol é utilizado numa quantidade de cerca de 40 a 80% em peso com base no peso total do referido componente isocianato aromático e do referido componente poliol, em que o referido componente poliol compreende: um poliol derivado de um iniciador a base de amina aromática e com uma funcionalidade nominal de 4, e um poliéter poliol alifático com uma funcionalidade nominal de 2 a 4; e em que a razão em peso do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático é de cerca de 1:2 a 2:1.

15. Método para formar uma partícula encapsulada, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende: fornecer uma partícula de núcleo; fornecer um componente de isocianato aromático com uma funcionalidade nominal de pelo menos 2; fornecer um componente de poliol compreendendo: um poliol derivado de um iniciador a base de amina aromática e com uma funcionalidade nominal de 4, e um poliéter poliol alifático com uma funcionalidade nominal de 2 a 4; aplicar o componente de isocianato aromático na partícula de núcleo; e aplicar o componente de poliol na partícula de núcleo, em que o componente de poliol e o componente de isocianato aromático reagem para formar poliuretano disposto em torno da partícula de núcleo; em que o componente de poliol é utilizado em uma quantidade de cerca de 40 a 80% em peso com base no peso total do componente de isocianato aromático e do componente de poliol; e em que a razão em peso do poliol derivado do iniciador a base de amina aromática e do poliéter poliol alifático é de cerca de 1:2 a 2:1.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente formar uma primeira camada de revestimento cerca da partícula de núcleo e formar pelo menos uma camada de revestimento adicional em torno da primeira camada de revestimento.

17. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente aplicar um selante ao poliuretano, em que dito selante é escolhido de um óleo de parafina, uma cera parafínica, uma cera vegetal, um triglicerídeo, uma cera microcristalina, petrolato, uma olefina, polietileno e combinações dos mesmos.

18. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o componente poliol compreende adicionalmente um óleo que é solúvel no componente poliol.

19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o componente de poliol tem uma viscosidade de cerca de 100 a 300 cP (100 a 300 mPa.s) a 53°C.

20. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o poliéter poliol alifático é formado a partir de um iniciador propilenoglicol e uma pluralidade de unidades de óxido de alquileno, e em que a pluralidade de unidades de óxido de alquileno compreende pelo menos 50% em peso de unidades de óxido de propileno com base no peso total da pluralidade de unidades de óxido de alquileno.