CN101466263A - 制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包含微胶囊的产品，所述微胶囊本身包含(a)聚合物外壳；和(b)内核，其包含(i)分散在基质中的固体农用化学品和(ii)与水不互溶的液体，其特征在于所述基质不连续地分布在整个与水不互溶的液体中。

Description

制剂
本发明涉及新型的微胶囊、其制备方法以及这种微胶囊的用途，所述的微胶囊包含分散在(不连续的)基质中的固体水溶性的生物学活性化合物，所述基质至少一部分是固体并且分布在整个微胶囊中。尤其是，本发明涉及一种包含微胶囊的产品，所述微胶囊本身包含
(a)聚合物外壳；和
(b)内核，其包含(i)分散在基质中的固体农用化学品和(ii)与水不互溶的液体，其特征在于所述基质不连续地分布在整个与水不互溶的液体中。
微胶囊技术已经存在许多年。微胶囊具有广泛的用途，这些用途特别地包括染料、油墨、化学试剂、药物、调味材料等等，更特别地包括农用化学品，即杀真菌剂、杀菌剂、杀虫剂、除草剂等等。
农用化学品的微囊化制剂可以在广泛的领域中使用，包括在作物保护中以及专门产品的渠道中，并且可以通过各种方法施用，例如叶喷、土壤施加以及种子处理。这样的制剂能够在期望的时间段内控制农用化学品的释放速率，并且可以用于杂草、真菌或害虫的防治，除此之外还可以作为杀白蚁剂、残留喷雾剂、草皮处理剂以及种子处理剂。
在商业用途中，农用化学产品受到很多环境因素的影响，这些环境因素能够导致制剂效力的降低，包括溢出和从土壤中浸出(其可能导致地下水的污染)，耐雨水和从种子上洗去；水溶性活性化合物对这样的流失特别敏感。
本发明的微胶囊是用于控制固体水溶性生物学活性化合物的释放速率的，其中所述生物学活性化合物是杀虫剂[农用化学品]，并且特别是用于控制进入存在水的任何介质中的释放，例如，杀虫活性化合物进入到土壤中的释放。所述微胶囊更加特别地用于控制水溶性杀虫活性化合物进入强降雨或过度灌溉所产生的高含水率土壤中的释放。进一步的优点是这样的产品还可以减少被强降雨或灌溉浸出从而产生较低土壤水平的水溶性产品的量。
这样的用途可以包括这些产品在作物保护中的应用，所述应用为在蔬菜作物中用作杀虫剂以延长产品在土壤中的性能；在特定应用领域例如白蚁的防治中使用这样的产品以提供长效释放特征；当作为粒子与肥料一起配制时，或者通过适宜的施加方法直接施加到草皮上并且接着进行高水平的灌溉时(通常在高尔夫球场上使用)，使用这种产品以增加其在草皮上的起效时间；使用这样的产品保护种子，其在播种前施加并且与适宜的惰性物质混合从而在种子上提供有效的涂敷；以及使用这样的产品以在可能需要长持续沉积的情况下提供更长的持续残留沉积。
通常已知几种技术在生产微胶囊中是有效的(例如，在“ControlledDelivery of Crop Protection Agents”，Taylor and Francis出版，London 1990的第4章中所描述的)。一种特别用于包封农用化学品的这种技术是界面聚合，其中微胶囊的壁通常由聚合物材料形成，所述聚合物材料是由聚合反应产生的，其优选在两相之间的界面发生，这两相通常是水相和与水不互溶的有机相。因此，它们可以从油包水乳液中产生或者更常见地从水包油乳液中产生。
在有机相中包含有机溶剂中的固体生物学活性化合物或者液体生物学活性化合物的微胶囊是已知的(例如，在专利文献WO 95/13698、EP 0730406、US 5993842和US 6015571中所描述的那些，这些文献中的内容被全部引入本文作为参考)。
水溶性生物学活性化合物的微囊化方法也是已知的，但是在这之中，生物学活性化合物通常在包封之前被溶于水或者与水互溶的溶剂中。
现在已经发现，将分散在基本上与水不互溶的相中的固体水溶性生物学活性化合物进行包封是可能的，其中将所述生物学活性化合物分散在(不连续的)基质中，所述基质至少一部分是固体并且分布在整个微胶囊中。
在一个具体的实施方式中，所述(不连续的)基质是通过水包油乳液的界面聚合而形成的，其中将固体水溶性生物学活性材料分散在油中。意外地，在本发明进行所述界面聚合时，形成了分布在整个微胶囊中而不是仅限于现有技术通常教导的界面处的聚合物(不连续的)基质。
为了成功地将固体粒子悬浮液包封在由水包油乳液的界面聚合所形成的微囊中，有几个问题必须被克服。
第一，必须在基本上与水不互溶的液体中产生稳定的固体悬浮液。如果使用分散剂或表面活性剂，它们一定不能与制造微胶囊中所使用的分散体的任何进一步加工相抵触。
第二，所述悬浮液必须被分散到水中，从而产生稳定、良好分散的液滴。对于生物学活性物质来说，其优选具有分散在水中的非常小的液滴，从而使所产生的微胶囊呈现高表面积。为了产生非常小的液滴，需要高剪切力，其有助于将液滴打碎和/或从悬浮液中释放出固体。通常需要表面活性剂以获得良好的分散和稳定的液滴。
第三，存在一种或多种表面活性剂可能会使分散的液滴系统不稳定并且可能发生换相的现象，即，水在液体中形成小液滴；油包水乳液。
第四，悬浮在与水不互溶的液体中的固体容易迁移到水相中，特别是当使用乳化表面活性剂时。
对于水溶性生物学活性化合物的包封来说，这些问题中的后三个更有挑战性，并且已经发现，需要对专利文献WO 95/13698、EP 0730406、US 5993842、US 6015571、US 2003/0119675以及JP 2000247821中描述的用于包封与水不互溶化合物悬浮液的方法进行改进。
现在已经发现，能够制造包含分散在(不连续的)基质中的固体水溶性生物学活性化合物的微胶囊，所述基质至少一部分是固体并且分布在整个微胶囊中。而且还已经发现，生物学活性化合物的释放速率可以在极宽的范围内变化；意外地，尽管是水溶性化合物，在进入水介质中时也能够实现非常缓慢的释放速率。使用这样的技术赋予了产品有用的益处。
一个非常适于形成所述微胶囊的技术是通过水包油乳液进行的界面聚合；意外地，这导致形成了分布在整个微胶囊中而不是仅限于现有技术通常教导的界面处的聚合物(不连续的)基质。
可以使用以下的方法制备微胶囊：
步骤1-适当地通过粉碎方法制备具有所需粒径的固体水溶性生物学活性化合物。对于固体粒径来说，适宜的体积中值粒径[VMD]是0.01-50μm；更适宜地其下限为0.5μm，甚至更适宜地其下限为1.0μm；更适宜地其上限为10μm，甚至更适宜地其上限为5μm。
步骤2-将固体水溶性生物学活性化合物悬浮在基本上与水不互溶的液体中。所述液体优选为固体的不良溶剂，即，其不会溶解显著量的固体。
所述液体优选含有一种分散剂，其能够在液体中保持所述固体，但是当悬浮液被分散到水中时，其不会使固体被萃取到水中。另外，当悬浮液被加入到水中时，所述分散剂一定不能发生换相。
代替地，步骤1和2的程序是可以改变的，可以在已经将化合物悬浮在基本上与水不互溶的液体中以后，进行粉碎过程以降低固体水溶性生物学活性化合物的粒径(介质粉碎)。
步骤3-制备有机相在水相中的物理分散体。为了获得适宜的分散体，在搅拌下将有机相加入到水相中。使用适宜的分散方式将有机相分散在水相中。分散方法和设备的选择取决于要制备的乳液(和最终产品)的期望粒径。一个适宜的分散方式一般是小型(<10微米VMD的产品)高剪切转子/定子装置(例如实验室SilversonTM的机器)，但是其它方式也可使用，例如CowlesTM溶解机、用于较大粒径的单混装置甚至高压匀化设备。这样的设备的选择是在本领域技术人员能够达到的范围之内的。适宜的方式可以是任意的高剪切装置，从而使获得的期望液滴(和相应微胶囊粒子)的尺寸在约1到约200μm的范围内。适宜的方式可以是任意的高剪切装置，从而使获得的期望液滴(和相应微胶囊粒子)的尺寸在约1到约200μm的范围内；适宜地从约1到150μm；更适宜地从约1到50μm；最适宜地从约3到50μm，VMD。一旦获得期望的液滴尺寸，就停止所述的分散方式。方法的剩余部分仅需要轻微的搅拌。有机相包含将要被包封的固体水溶性的生物学活性化合物，其是悬浮在按照上述步骤1和2制备的基本上与水不互溶的液体中的。水相包含水和至少一种乳化剂和/或保护性胶体。
明显地，在固体水溶性的生物学活性化合物的粒径与微胶囊的粒径之间存在一种相互关系；为了获得对生物学活性化合物释放速率的控制，该化合物粒径与微胶囊粒径的VMD比率一般为1:5的值；适宜地在1:3到1:100的范围内；更适宜地在1:5到1:20的范围内。为了获得微胶囊，有机相和/或水相必须含有一种或多种能够反应形成聚合物的材料。在一个优选的实施方式中，有机相含有至少一种二异氰酸酯和/或聚异氰酸酯，而水相含有至少一种二胺和/或聚胺。在水相中包含至少一种二胺和/或聚胺的情况下，该组分是在形成上述步骤3中的水包油乳液之后被加入到水相中的。
步骤4-通过水相将至少一种二胺和/或聚胺加入到水包油乳液中，整个过程维持轻微的搅拌。通常继续搅拌30分钟到3小时，直到(不连续的)基质的形成完成。反应温度通常在约20℃到约60℃的范围内。在出现大约等摩尔量的异氰酸酯和氨基基团的情况下，反应温度优选从约20℃到约40℃，甚至更优选从约20℃到约30℃。在出现过量的异氰酸酯基团的情况下，反应温度优选从约30℃到约60℃，甚至更优选从约40℃到约50℃。超过3小时的反应时间并且温度为60℃或者更高是不推荐的；虽然这样的条件已经在与水不互溶的化合物悬浮液的包封中曾经使用(US 2003/0119675和JP 2000247821)，但是已经发现这样的条件不适于形成本发明的微胶囊，因为它们的包封效率较低(活性化合物的水溶性随着温度的增加而增加，导致过量的活性化合物转移到水相中)。
为了形成(不连续的)基质，许多其它的微囊化工艺也是可行的，包括：
(i)微胶囊的制备方法，其中单体存在于分散相中并且被引发产生聚合以形成(不连续的)基质。这样的单体应当是基本上与水不互溶的并且一般包含乙烯基反应单体，例如，丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C16烷基酯，比如丙烯酸乙基己基酯和甲基丙烯酸乙基己基酯。通过选择适宜的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体例如甲基丙烯酸缩水甘油酯，还可以引入交联；
(ii)微胶囊的制备方法，其中固体水溶性生物学活性化合物是分散在溶解了试剂的液体中的，其中所述液体和试剂被引发产生反应以形成(不连续的)基质。在需要制备聚氨酯时，这样的效果可以通过两个反应性的活性组分实现。它们包括有机液体可溶的多元醇，从而与适宜的异氰酸酯进行反应。当异氰酸酯反应性活性组分具有充分的官能性时，多元醇可以仅含有一种可聚合的羟基基团。许多化学品被认为是包括了来自烷氧基化方法的醇类和表面活性剂产品(包括环氧乙烷、环氧丙烷以及环氧丁烷或者它们的混合物)。当异氰酸酯具有较少的官能性时或者在(不连续的)基质中需要高度交联的情况下，多元醇组分可以包含超过一种的可聚合OH(羟基)官能化合物，适宜地包含两种或更多种羟基基团，每个分子的平均值。可聚合的羟基官能化合物可以是脂肪族和/或芳香族的。可聚合的羟基官能化合物可以是直链、环状、稠合的和/或支化的。具体的可聚合羟基官能化合物包括至少一种二醇、至少一种三醇和/或至少一种四醇。根据需要，任意这些多元醇化合物可以是单体的、低聚的和/或聚合的。如果是低聚和/或聚合的，所述多元醇(复数)可以选自一种或多种羟基官能性的聚醚、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸、环氧树脂、聚酰胺、聚胺、聚脲、聚砜、这些的混合物等。聚醚多元醇例如聚亚烷基醚以及聚酯多元醇也是合适的，这些都是可以以相对低的成本从商业上购得的并且对水解是稳定的。
适宜的亚烷基醚多元醇包括聚(环氧烷)聚合物，其基本上是与水不互溶的并且是有机可溶的，例如聚(环氧乙烷)和聚(环氧丙烷)聚合物以及与衍生自多羟基化合物例如二醇和三醇的端羟基基团形成的共聚物；所述多羟基化合物例如是，乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、二丙二醇、季戊四醇、甘油、二甘油、三羟甲基丙烷以及类似的低分子量多元醇。适宜的商购可获得的聚醚多元醇包括以商品名
Figure A200680047762D00091
(The Dow Chemical)销售的那些。
适用于本发明的聚酯多元醇包括已知的有机二羟基以及任选的多羟基(三羟基、四羟基)化合物与二羧基以及任选的多羧基(三羧基、四羧基)酸或羟基羧酸或内酯所形成的缩聚物。代替游离多羧酸，还可以使用相应的多羧酸酐或相应的低级醇多羧酸酯来制备聚酯，例如，使用邻苯二甲酸酐。适宜的二醇的例子是乙二醇、1，2-丁二醇、二甘醇、三甘醇、聚亚烷基二醇，例如聚乙二醇以及1，2-和1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇或羟基三甲基乙酸新戊二醇酯。如果需要，还可以额外使用分子中具有3个或更多羟基基团的多元醇，它们的例子包括三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、甘油、赤藻糖醇、季戊四醇、二-(三羟甲基)丙烷、二季戊四醇、三羟甲基苯和三羟乙基异氰酸酯。
本发明的组合物、涂层以及方法中所使用的特别适宜的多元醇类是与水不互溶的邻苯二甲酸酐类聚酯-醚多元醇，其描述在例如US6,855,844中，其被引入本文作为参考。适宜的商购可获得的邻苯二甲酸酐类聚酯-醚多元醇包括
Figure A200680047762D00092
(Stepan Company)。
其它相对简单的原料包括含有反应活性羟基基团的天然产物，例如蓖麻油。这些系统需要加入适宜的催化剂，其可以根据需要加入到制剂中的任何相中。适宜的催化剂是本领域公知的，但是包括有机金属催化剂，例如二月桂酸二丁基锡以及叔胺例如三乙胺和三异丙醇胺；和
(iii)微胶囊的制备方法，其中通过除去化合物的挥发性溶剂从而引起形成(不连续的)基质的化合物在微胶囊内的分离。这可以通过如下方式实现，首先在形成聚合物的与水不互溶的(不连续的)基质和用于形成聚合物的与水不互溶的(不连续的)基质与水不互溶的挥发溶剂的溶液中，制备固体水溶性生物学活性化合物的分散体，接着在水中形成该与水不互溶的混合物的乳液，通过适宜的工艺稳定乳液，然后通过适宜的蒸发方法除去挥发性溶剂，产生微胶囊的水分散体，所述微胶囊含有分布在整个与水不互溶的聚合物(不连续的)基质中的水溶性生物学活性化合物。中间体乳液的稳定可以通过任意适宜的微囊化方法实现，例如通过公知和以上概述的路线进行的界面缩聚，以及通过US5460817中所确定的路线进行，其中的工艺被确定是对与水不互溶的(和油溶性)生物学活性化合物例如毒死蜱和氟乐灵有效的，并且没有提到使用固体水溶性生物学活性化合物在油或聚合物中的分散体。适宜的基质是一种聚合物，其是聚脲、聚酰胺或聚氨酯或者是这些聚合物的两种或两种以上的混合物；更适宜地所述基质是聚脲。
在这样的微胶囊的制备中，自然地假设，用于制备固体水溶性生物学活性化合物的分散体的基本上与水不互溶的液体将被基本上保持在微胶囊中(除非被以上所述的蒸发有意地除去)。不期望的溶剂损失可以改变(和使其不稳定)胶囊的结构和释放特征。胶囊的一个优选实施方式是与水不互溶的液体没有迁移到水相中的情况，而且所述液体是不挥发的，这样对含水组合物的干燥操作不会产生溶剂的损失并且由此改变期望的胶囊组成。
为了本发明的目的，当涉及要被包封的生物学活性化合物时，所使用的术语水溶性的被定义为在20℃下的水溶性在0.1-100g/l的范围内，优选在0.5-50g/l的范围内。这可以是选自药物和农用化学品例如杀虫剂、除草剂、杀真菌剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀软体动物剂和植物生长调节剂中的任意这样的化合物。
适宜的除草剂包括2，3，6-TBA、2，4-D、2-氯-6’-乙基-N-异丙氧基甲基乙酰-邻酰基甲苯胺、三氟羧草醚、甲草胺、莠灭净、氨唑草酮、酰嘧磺隆、黄草灵、四唑嘧磺隆、草除灵、呋草黄、苄嘧磺隆、灭草松、除草定、草长灭、辟哒酮、氯嘧磺隆、绿磺隆、醚磺隆、异恶草酮、氯酯磺草胺、草净津、环丙嘧磺隆、麦草畏、2，4-滴丙酸、2，4-滴丙酸-P、二氟吡隆、克草胺、噻节因、草乃敌、胺苯磺隆、乙氧嘧磺隆、精恶唑禾草灵、啶嘧磺隆、双氟磺草胺、氟吡磺隆、丙炔氟草胺、伏草隆、氟啶嘧磺隆、氟草烟、氟磺胺草醚、甲酰胺磺隆、氯吡嘧磺隆、氯氟乙禾灵-P、咪草酸、甲氧咪草烟、甲咪唑烟酸、灭草烟、咪草烟、啶咪磺隆、甲基碘磺隆钠、异唑隆、MCPA、MCPB、甲氯丙酸、甲氯丙酸-P、甲基二磺隆、硝草酮、苯嗪草隆、吡唑草胺、甲基杀草隆、磺草唑胺、甲氧隆、赛克津、甲磺隆、绿谷隆、抑草生、环氧嘧磺隆、五氟磺草胺、烯草胺、氟嘧磺隆、扑灭通、毒草安、敌稗、苯胺灵、丙苯磺隆钠、氟磺隆、pyroxyfen、氯甲喹啉酸、玉嘧磺隆、西草净、磺草酮、甲磺草胺、甲嘧磺隆、磺酰磺隆、特丁噻草隆、吡喃草酮、特草定、甲氧去草净、噻吩磺隆、三甲苯草酮、醚苯磺隆、苯磺隆、绿草定以及醚磺酰胺-甲基。适宜的杀真菌剂包括2-苯基苯酚、戊环唑、嘧菌酯、莠锈灵、霜脲氰、环唑醇、十二环吗啉、多吗菌灵、氧唑菌、土菌灵、甲呋酰苯胺、嘧菌腙、氟硅唑、粉唑醇、麦穗宁、呋霜灵、呋吡菌胺、抑霉唑、甲霜灵、磺菌威、苯氧菌胺、腈菌灵、甲呋酰胺、恶酰胺、氧化莠锈灵、赛力散、丙环唑、丙硫菌唑、嘧霉胺、咯喹酮、氟醚唑、噻菌灵以及三环唑。
更适宜的杀真菌剂包括2-苯基苯酚、戊环唑、莠锈灵、霜脲氰、十二环吗啉、多吗菌灵、土菌灵、甲呋酰苯胺、嘧菌腙、氟硅唑、粉唑醇、麦穗宁、呋霜灵、呋吡菌胺、抑霉唑、甲霜灵、磺菌威、苯氧菌胺、腈菌灵、甲呋酰胺、恶酰胺、氧化莠锈灵、赛力散、丙硫菌唑、嘧霉胺、咯喹酮、氟醚唑、噻菌灵以及三环唑。
适宜的杀虫剂包括阿维菌素、啶虫脒、涕灭威、印苦楝子素、甲基吡啶磷、恶虫威、西维因、克百威、可尼丁、冰晶石、棉隆、甲基毒虫畏、DNOC、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、乙硫苯威、二溴乙烷、克线磷、仲丁威、氟虫腈、氟啶虫酰胺、吡虫啉、异丙威、虱螨脲、杀扑磷、异硫氰酸甲酯、metlocarb、抗蚜威、残杀威、吡蚜酮、打杀磷、chloranthraniliprole(RenaxapyrTM)、喷嚏草、多杀菌、sulcofuron-sodium、噻虫啉、噻虫嗪、己酮肟威、唑蚜威、XMC以及灭杀威。
更适宜的杀虫剂包括啶虫脒、涕灭威、印苦楝子素、甲基吡啶磷、恶虫威、西维因、克百威、可尼丁、冰晶石、棉隆、甲基毒虫畏、DNOC、乙硫苯威、二溴乙烷、克线磷、仲丁威、氟虫腈、氟啶虫酰胺、吡虫啉、异丙威、杀扑磷、异硫氰酸甲酯、metlocarb、抗蚜威、残杀威、吡蚜酮、打杀磷、喷嚏草、多杀菌、sulcofuron-sodium、噻虫啉、噻虫嗪、己酮肟威、唑蚜威、XMC以及灭杀威。
适宜的杀鼠剂包括氯醛糖、氯鼠酮、杀鼠醚以及士的宁。
适宜的杀软体动物剂包括氯乙醛以及贝螺杀。
适宜的植物生长调节剂包括1-萘乙酸、4-吲哚-3-基丁酸、嘧啶醇、座果酸、疏果唑、调嘧醇、赤霉酸、吲哚-3-基乙酸、顺丁烯二酰肼、抑长灵、调环酸钙以及抗倒乙酯。
特别适宜的杀虫剂是新烟碱类杀虫剂例如啶虫脒、可尼丁、吡虫啉、噻虫啉以及噻虫嗪。尤其适宜的杀虫剂是噻虫嗪。
在进一步的方面中，本发明提供了产品在抗击和防治农业害虫中的用途，其包含将杀虫有效量的产品施加到害虫上或者害虫所在的位置上。所述害虫可以包括[真菌]疾病、昆虫以及杂草。适宜地所述害虫是白蚁。
固体水溶性生物学活性化合物的浓度适宜地为微胶囊重量的0.1-70％[更适宜地为0.1-65％]。
在那些将固体水溶性生物学活性化合物悬浮在基本上与水不互溶的液体中的情况下，所述液体可以是不明显溶解化合物的任意液体，但是它对于用来形成(不连续的)基质的试剂或预聚合物来说是非常良好的溶剂。适宜地，所述液体在环境条件下[一般为20℃]的水溶性大约为5000ppm重量或更小。
这样的液体的适宜例子是芳香族有机化合物，例如二甲苯或萘，比如
Figure A200680047762D00121
200；脂肪族有机化合物，例如烷基酯，比如
Figure A200680047762D00122
Figure A200680047762D00123
1000、
Figure A200680047762D00124
6813；链烷烃化合物，比如
Figure A200680047762D00125
&
Figure A200680047762D00126
范围的溶剂；邻苯二甲酸酯，例如邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯；醇，例如异丙醇；酮，例如苯乙酮和环己酮；矿物油，比如
Figure A200680047762D00127
7N或11N；植物或种子油，例如菜籽油；以及烷基化种子油。所述液体可以是超过一种化合物的混合物。
此外，生物学活性化合物悬浮在其中的液体可以本身是或者包含第二生物学活性化合物。
分散有机相以及连续含水相的相体积可以在宽范围内变化，一般地，有机相以基于总制剂5到70％重量；适宜地从15到70％重量；更适宜地从15到50％重量的量存在。所述液体适宜地含有分散剂。分散剂(复数)的准确选择将取决于固体和所述液体的选择，但是特别适宜的分散剂是通过位阻起作用的那些，并且仅在固体/有机液体界面处是活性的，其不充当乳化剂。这样的分散剂适宜地由(i)对液体具有强亲合力的聚合链和(ii)将会强烈地吸附到固体上的基团所组成。
WO 95/13698中给出了可以用于微胶囊中的分散剂的例子[并且其通常是聚合的]，所述微胶囊含有悬浮在液体中的固体生物学活性化合物，所述分散剂的例子包括以如下商品名获得的产品，
Figure A200680047762D00131
Figure A200680047762D00132
Figure A200680047762D00133
和
Figure A200680047762D00134
通常，所使用的分散剂的浓度范围是基于有机相为约0.01到约10％重量，但是也可以使用更高的浓度。为了成功地包封根据本发明的固体水溶性生物学活性化合物的悬浮液，微胶囊中的液体/分散剂组合物的选择是特别重要的。适宜的系统包括
Figure A200680047762D00135
200和17000；菜籽油和17000；
Figure A200680047762D00138
6813混合物和Z190-165TM；以及
Figure A200680047762D001310
7N或11N与选自
Figure A200680047762D001311
4912，
Figure A200680047762D001312
LP1，
Figure A200680047762D001313
AL22和
Figure A200680047762D001314
AL30的一种或多种分散剂。当生物学活性化合物是噻虫嗪时，这样的组合物是特别适宜的。
通常，微胶囊水相中的一种或多种表面活性剂选自阴离子、阳离子和非离子表面活性剂，并且HLB在约10到约16的范围内，也就是说其足够高以形成稳定的水包油乳液；非离子表面活性剂是特别适宜的。如果使用超过一种表面活性剂，单独的表面活性剂可以具有低于10或高于16的HLB值。但是，当混合在一起时，表面活性剂的总HLB值能够在10-16的范围内。适宜的表面活性剂包括直链醇的聚乙二醇醚、乙氧基化的壬基酚、三苯乙烯基苯酚乙氧基化物、环氧丙烷和环氧乙烷的嵌段共聚物以及聚乙烯醇。聚乙烯醇是特别适宜的。
通常，在方法中表面活性剂的浓度范围基于水相为约0.01到约10％重量，但是也可以使用更高的表面活性剂浓度。
另外，水相中还可以存在保护性胶体。其必须强烈地吸附在油液滴的表面上。适宜的保护性胶体包括聚烷基化物、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇和阿拉伯树胶的混合物以及聚丙烯酰胺。聚乙烯醇是特别适宜的。
应当存在足够的胶体，从而使有机液体所有液滴的表面被完全覆盖。所使用的保护性胶体的量取决于各种因素，例如分子量和相容性。保护性胶体可以在加入有机相之前被加入到水相中，或者可以在加入有机相或使其分散之后被加入到整个系统中。保护性胶体通常以相对于水相约0.1到约10％重量的量存在于水相中。
在水相中使用单独的乳化剂和胶体稳定剂的情况下，乳化剂应当不会从有机液体液滴的表面取代保护性胶体。
在通过界面缩聚反应制备微胶囊的情况下，有机相和/或水相含有一种或多种可以反应形成聚合物(不连续的)基质的材料。在一个优选实施方式中，所述有机相含有至少一种二异氰酸酯和/或聚异氰酸酯，而所述水相含有至少一种二胺和/或聚胺。
可以使用任意的二异氰酸酯和/或聚异氰酸酯，或其混合物，只要其在所选择作为有机相的液体中是可溶的。当使用芳香族液体时，芳香族异氰酸酯例如二异氰酸甲基亚苯酯的异构体、二异氰酸亚苯基酯的异构体和衍生物、二异氰酸联亚苯基酯的异构体和衍生物、和/或聚亚甲基聚亚苯基异氰酸酯(PMPPI)是适宜的。当使用脂肪族液体时，脂肪族异氰酸酯是适宜的，例如脂肪族非环异氰酸酯比如二异氰酸六亚甲基酯(HMDI)、环状脂肪族异氰酸酯比如异佛乐酮二异氰酸(IPDI)或4，4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)和/或HMDI或IPDI的三聚物等等。还可以使用聚合的聚异氰酸酯、缩二脲、嵌段聚异氰酸酯以及聚异氰酸酯与熔点改性剂的混合物。MDI是特别优选的聚异氰酸酯。其它特性也是异氰酸酯所需要的，例如增加的挠性，因此可以使用聚乙二醇化的衍生物，其中将部分异氰酸酯与适宜的多元醇进行反应。这样的技术和化学品是本领域公知的。
当使用超过一种的异氰酸酯时，适当地选择异氰酸酯(复数)的浓度和比例(复数)，从而获得具体最终应用所期望的释放速率曲线。异氰酸酯(复数)的浓度还必须足够高，以形成分散在整个微胶囊中的(不连续的)基质。通常，异氰酸酯(复数)占微胶囊重量的约5到约75％，更适宜地约7到约30％，甚至更适宜地约10到约25％，最适宜地约10到约20％。
二胺或聚胺，或其混合物可以是任意这样化合物(复数)，它/它们在水相中是可溶的。脂肪族或脂环族伯或仲二胺或聚胺是非常适宜的，例如亚乙基-1，2-二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、双-(3-氨基丙基)-胺、双-(2-甲基氨基乙基)-甲胺、1，4-二氨基环己烷、3-氨基-1-甲基氨基丙烷、N-甲基-双-(3-氨基丙基)胺、1，4-二氨基-正丁烷、1，6-二氨基-正己烷以及四亚乙基五胺。聚乙烯亚胺也是适宜的。
胺部分与异氰酸酯部分的摩尔比可以从约0.1:1变化到约1.5:1。适宜地，(i)使用大约等摩尔浓度的胺和异氰酸酯部分，胺与异氰酸酯部分的摩尔比范围在约0.8:1到约1.3:1，在此情况下，成壁的反应适宜地在约20℃到约40℃的温度下进行，甚至更优选从约20℃到约30℃；或者(ii)存在明显过量的异氰酸酯，胺与异氰酸酯部分的比例范围在约0.1:1到约0.35:1，在此情况下，成壁反应优选在约30℃到约60℃的温度下进行，甚至更优选从约40℃到约50℃。在情况(i)下，大约等摩尔浓度的胺和异氰酸酯部分之间的反应导致形成分布在整个微胶囊中的聚脲(不连续的)基质。在情况下(ii)下，在一些异氰酸酯部分和胺部分之间发生起始反应，从而在乳液液滴的外周固定了一个外壳，接着发生水解以及过量异氰酸酯部分的进一步反应，从而形成分布在整个所产生的微胶囊中的(不连续的)基质。
通过对成壁组分进行适宜的选择，其它的成壁化学品也是可以使用的，例如聚氨酯和聚酰胺。通过水相加入的适宜的乙二醇包括以上教导且可溶于水的那些。这些还可以包括简单的多羟基的二元醇，例如，适宜的二元醇是乙二醇、1，2-丁二醇、二甘醇、三乙二醇、聚亚烷基二醇，例如聚乙二醇，以及还有1，2-和1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇和羟基三甲基乙酸新戊二醇酯。还可以使用分子中具有3个或更多羟基基团的多元醇，它们的例子包括三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、甘油、赤藻糖醇、季戊四醇、二-(三羟甲基)丙烷、二季戊四醇、三羟甲基苯和三羟乙基异氰酸酯。通过使用多种糖可以使用更高的官能度，例如果糖、右旋糖、葡萄糖以及它们的衍生物。人们注意到，可以将具有适宜油溶性特征的二元醇作为固体水溶性生物学活性化合物分散体的一部分引入到油相中，因为它们不仅能够有助于胶囊壁的形成，而且(如之前所表示)还有助于(不连续的)基质的形成。水溶性和油溶性的含有反应活性羟基的化合物的混合物也是可以预期的。通过选择适宜的酸性原料(例如癸二酰二氯)，可以以类似的方式制备聚酰胺。聚脲、聚氨酯和聚酰胺任意比例的混合物也是本发明的一部分。因此，适宜地，聚合物外壳是一种聚合物，其是聚脲，聚酰胺和聚氨酯或者是这些聚合物的两种或两种以上的混合物；更适宜地，所述聚合物外壳是聚脲。
以类似的方式，可以预期将油溶性胺在制备水分散体之前加入到油相中，而后可以加入适宜的水分散异氰酸酯反应物以完成界面反应。
通过选择微胶囊的尺寸、异氰酸酯化学品和浓度、胺的属性以及当存在超过一种异氰酸酯单体和/或胺时不同异氰酸酯单体和/或胺之间的比例，可以使固体水溶性生物学活性化合物的释放速率从几小时的半衰期值变化到最多几个月或几年的半衰期值[T50，从胶囊中流失(即，释放)50％的活性成分所花费的时间]。令人惊奇的是，实现了水溶性生物学活性化合物的宽范围释放速率，并且特别意外的是，在水相中获得了极慢的释放速率。
此外，具有不同释放速率的微胶囊的混合物可以被混合在单一的制剂中，从而提供修饰的释放曲线。胶囊组合物将会随着产生而分散在水中。这些微胶囊可以用抗沉降剂进行后配制，从而稳定它们使其具有更长的存储寿命，所述抗沉降剂包括水溶性多糖例如黄原胶，非水溶性多糖例如微晶纤维素以及结构粘土例如斑脱土。微晶纤维素是特别适宜的抗沉降剂。
此外，还可以向水相中加入额外的生物学活性化合物，以固体、乳液(作为环境温度下液体的化合物乳液，或者作为生物学活性化合物在适宜的基本上与水不互溶的溶剂中溶液的乳液)或水溶液或者以上的混合物的形式。直接加入到外部水相中的生物学活性化合物可以是与微胶囊内部相同的化合物。
适宜地，在20℃下，水相中的农用化学品的水溶性在0.1到100g/l的范围内；更适宜地，水相中的农用化学品是新烟碱类杀虫剂；甚至更适宜地它是啶虫脒、可尼丁、吡虫啉、噻虫啉或噻虫嗪；最适宜地，它是噻虫嗪。
当水相中存在额外的生物学活性化合物时，该化合物的浓度可以在相对宽的范围内变化。通常该化合物的浓度在0到50％重量的范围内，基于总水相。
此外，干燥这样的水基组合物是可能的。这可以通过水基组合物的浓缩(例如沉降、离心)接着进行适宜的干燥工艺例如转鼓干燥而实现。其也可以通过例如喷雾干燥[包括流化床凝结工艺以及类似的造粒方法]或者，如果化合物是热敏的，冷冻干燥或常压冷冻干燥而实现。喷雾干燥工艺是优选的，因为它们速度快并且可以被方便地用于分散体例如本发明的微胶囊。从水基分散体中制备干燥的产品通常需要加入进一步的惰性组分，从而在干燥阶段或者在存储期间保护胶囊的完整性，并且为了应用还可以容易完成干燥产品的再分散以返回水中。这样的惰性物质包括，但不限于，基本上水溶性的成膜剂，例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮以及聚丙烯酸。其它的成分可以包括表面活性剂、分散剂、糖、木质素磺酸盐、崩解剂例如交联聚吡咯烷酮和麦芽糖糊精。
而且，干燥的产品可以含有其它生物学活性试剂，它们没有按照上述水溶性生物学活性试剂的方法被封入胶囊。
不在水中稀释而直接使用干燥的产品也是可能的。这样的使用可以是作为粒状产品用于水稻栽培中，用在栽培的草皮上以及作为原料混入肥料混合物中然后应用到土壤、草皮和其它目标例如水稻中。
适宜的干燥产品是粒状的。
适宜的干燥产品是水可分散的。
使用本发明的技术获得的宽范围的释放速率可以用于几项用途，包括传统的作物保护方面，作为叶施和土壤施加产品，用在培养的草皮上，作为种子处理方法，以及多种其它的应用例如防止白蚁以及作为一般害虫防治的长效滞留喷雾。
在本发明进一步的方面中，提供了如本文所述的组合物在保护工业材料中的用途[被称为“材料保护”]。适宜地，要被保护的工业材料选自：木材；塑料；木材塑料复合物；油漆；纸张；以及墙板。所述保护可以是阻止、抵制或杀灭目标攻击的产品形式，例如在白蚁防治、或者保护房屋免受昆虫物种侵入的领域，可以在被保护的物体(例如建筑)与通常存在害虫物种的外部环境之间设置一个屏障。
术语“工业材料”包括结构上所使用的那些材料等。例如，工业材料可以是结构木材、门、橱柜、存储单元、地毯、特别是天然纤维地毯例如羊毛和粗麻布、塑料、木材(包括工程木材)以及木材塑料复合物。
在一个具体的实施方式中，所述工业材料是涂层。“涂层”包括施加于基材上的组合物，例如油漆、着色剂、清漆、漆膜、底漆、亚光涂层、光面涂层、平面涂层、外涂层、着色剂嵌段涂层、多孔基材的渗透保护层、混凝土、大理石、弹胶涂层、乳香、添缝剂、密封剂、甲板和面板涂层、运输涂层、家具涂层、卷材涂层、桥和罐涂层、表面标记油漆、皮革涂层和处理、地板保养涂层、纸张涂层、个人护理涂层[例如毛发、皮肤或指甲]、纺织或无纺织物涂层、染印浆糊、粘合剂涂层[例如，压敏粘合剂和湿或干层压粘合剂]以及石膏。
适宜地，“涂层”意思是油漆、清漆、着色剂、漆膜或石膏；更适宜地“涂层”是漆膜或者代替地“涂层”意思可以是油漆。油漆可以包含，例如，成膜剂和载体(所述载体可以是水/或有机溶剂)以及任选的颜料。
除此之外，“工业材料”包括粘合剂、密封剂、连接材料、连接件以及绝缘材料。
“木材”应当被理解为包括木材和木材制品，例如：原生木材产品、木材、胶合板、刨花板、碎料板、叠层梁、定向结构板、硬板、粒子板、热带木材、结构木材、木梁、铁路枕木、桥梁组件、码头、由木材制造的车辆、箱子、货盘、集装箱、电报杆、木栅栏、木质防护套、由木材制造的窗户和门、胶合板、刨花板、细木工制品、或者为了建造房屋或甲板而在建造细木工制品或木制品中非常普遍地使用的木材制品，所述细木工制品或木制品通常用于建造房屋，包括工程木材、结构和木器。
“工业材料”还包括墙板例如石膏类墙板。
在本发明进一步的方面中，提供了包含本文所述组合物的“工业材料”。在一个具体的实施方式中，所述工业材料选自：木材；木材塑料复合物；油漆；纸张；以及墙板。在一个具体实施方式中，所述工业材料包含木材。
可以使用本发明产品处理工业材料的方法的例子是：通过将所述的产品包含到工业材料本身中，吸收，注入，用所述杀真菌剂处理(在密闭压力或真空系统中)所述材料，浸渍或浸蘸建筑材料，或者涂敷建筑材料例如通过淋涂、辊子、刷子、喷雾、原子化、粉尘、弥散或倾注施加。
使用缓释微胶囊可以提供相对于非胶囊化制剂延长时间的生物防治，并且对于土壤施用产品来说，可以通过使用这样的微胶囊降低浸出的程度；后者与本发明所公开的活性化合物特别相关，因为它们基本上是水溶性的，这使得当以非胶囊化形式施用时它们容易被浸出。在具体的实施方式中，将微胶囊悬浮在包含非胶囊化生物学活性化合物悬浮液的水介质中，这样可以同时获得迅速起效的活性以及延迟时间的生物防治作用，特别是对于杀虫剂来说。其它的用途包括将这样的产品引入到需要缓释水溶性材料的材料中，例如处理水体，以及加入到大量水迅速浸出活性材料的中心枢纽灌溉系统中。
由此制备的微胶囊悬浮液能够以这种产品通常的方式被使用，即，通过包装悬浮液并且最终将悬浮液转移入喷淋罐或其它喷雾设备中，其中将其与水混合以形成可喷雾的悬浮液。用于这种胶囊的土壤施加的可以使用的施加技术范围包括，种植前和种植后施加，以稀释喷雾或者以较浓的浸液的形式，包括直接施加到栽植穴中。施加也可以在移植前在育苗圃等中进行。对于白蚁的防治，本发明的微胶囊可以作为地基下的土壤浸液、作为地基外缘周围的周长沟和处理屏障而被施加或者被直接施加到混凝土上。代替地，微胶囊的悬浮液可以通过喷雾干燥或者其它已知的工艺被转化成干燥的胶囊产品，并且将所产生的产品以干燥的形式包装。
本发明有很多个方面是可以预期的。在一个方面中，其涉及一种微胶囊制剂，其中微胶囊包含分散在(不连续的)基质中的固体水溶性生物学活性化合物，所述基质至少一部分是固体并且分布在整个微胶囊中。尤其是，本发明涉及一种包含微胶囊的产品，所述微胶囊本身包含
(a)聚合物外壳；和
(b)内核，其包含(i)分散在基质中的固体农用化学品和(ii)与水不互溶的液体，其特征在于所述基质不连续地分布在整个与水不互溶的液体中。
在下面给出了进一步的方面和优选形式。
一种微胶囊制剂，其中微胶囊包含分散在(不连续的)基质中的固体水溶性的生物学活性化合物，所述基质至少一部分是固体并且分布在整个微胶囊中，其中在它们的形成期间将所述微胶囊悬浮在水相中。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中所述水溶性的生物学活性化合物在环境温度下是固体并且被分散在胶囊内部的有机非溶剂中。
一种如上所述的微胶囊制剂以及如上所述用于制备它的方法，其中单体存在于水相中，并且被引发发生聚合从而形成(不连续的)基质。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中与水不互溶的液体是含有乙烯基的反应性单体。
一种如上所述的微胶囊制剂以及如上所述用于制备它的方法，其中所述水溶性的生物学活性化合物被分散在其中溶解了试剂的液体中，并且其中所述液体和试剂被引发反应从而形成(不连续的)基质。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中与水不互溶的液体是一种能够与形成(不连续的)基质的第二活性组分反应的反应物。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中所述水溶性生物学活性化合物被分散在基本上与水不互溶的液体中，所述液体被保留在微胶囊内部。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中所述基本上与水不互溶的液体是或者包含第二生物学活性化合物。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中一种或多种生物学活性化合物存在于连续的水相中[或者作为固体分散体、液体分散体或者作为水相中的溶液]。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中存在于连续水相中的生物学活性化合物是与分散在微胶囊中的化合物相同的水溶性的生物学活性化合物。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中所述水溶性的生物学活性化合物是杀虫剂。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中所述杀虫剂是噻虫嗪。
如上所述的微胶囊制剂在控制杀虫剂释放速率并由此提供延长时间的生物防治中的用途。
如上所述的微胶囊制剂在控制杀虫剂释放速率并由此降低杀虫剂浸出中的用途。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中所述制剂是水基的(分散在水中的胶囊)。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中所述制剂是干燥的产品，其是通过干燥方法例如喷雾干燥或冷冻干燥或者通过适宜的浓缩步骤和最终的干燥而制备的。
一种如上所述的微胶囊制剂，其中(不连续的)形成基质的化合物(适宜地为聚合物)是通过除去那些化合物的挥发性溶剂而在微胶囊中引起分离的。
如上所述的微胶囊制剂在改善生物学活性化合物对生产者、用户或环境的安全性中的用途。
一种用于形成如上所述微胶囊制剂的方法，其中所述(不连续的)基质是在胶囊之前、胶囊制备期间或者胶囊制备之后制备的。
一种用于形成如上所述微胶囊制剂的方法，其中所述(不连续的)基质是通过界面缩聚反应而形成的。
一种用于形成如上所述微胶囊制剂的方法，其中用于缩聚反应的至少一种试剂存在于分散[有机]相中，并且用于缩聚反应的至少一种试剂存在于连续[水]相中。
一种如上所述的方法，其中用于缩聚反应的试剂仅存在于分散的相中。
以下实施例是以举例说明的方式给出的，而不是对发明的限制，其中许多的胶囊样品是通过它们的VMD[体积中值粒径]而表征的。
实施例1a-1w
以下实施例证明了噻虫嗪粒子的悬浮液可以被成功地包封在聚脲微胶囊中，胶囊中的(不连续的)基质是在环境温度下由基本上等摩尔浓度的异氰酸酯和胺部分之间的反应所形成的。这样的制剂不容易成功地制备，因为噻虫嗪具有高水溶性(在20℃下为4.1g/l)，这意味着噻虫嗪粒子在乳化步骤期间和/或在形成(不连续的)基质期间具有向水相中迁移的趋势。
按照表1中所给出的配方使用如下方法将噻虫嗪封入胶囊。有机相是通过向精细研磨的噻虫嗪在基本上与水不互溶溶剂的悬浮液中加入一种或多种异氰酸酯而制备的。将其在聚乙烯醇的水溶液中乳化以获得期望的尺寸。然后加入多官能性胺的溶液，并且使成壁反应在环境温度下进行，整个过程保持温和的搅拌。最后，按照需要进行后配制(调节到中性pH以及加入抗沉降剂)。
菜籽油(来自Brassica rapa)源自Fluka。
 200是由Exxon提供的一种芳香族烃类溶剂。
Figure A200680047762D00212
 7N是由Sun Oil Company提供的一种矿物油。
Figure A200680047762D00213
 15和
Figure A200680047762D00214
 6813是由Exxon提供的链烷烃类溶剂。
Figure A200680047762D00215
17000是由Lubrizol提供的一种聚合分散剂。
Z190-165TM是由Uniqema提供的一种聚合物分散剂。
Figure A200680047762D00216
 AL22是由ISP提供的一种烷基化的乙烯基吡咯烷酮共聚物。
Figure A200680047762D00217
 Z4470是由Bayer以石脑油100中70％溶液的形式提供的异佛乐酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate)的三聚物。
Figure A200680047762D00218
 W是由Bayer提供的4，4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)。
TDI是由Sigma Aldrich提供的亚甲苯基2，4-&2，6-二异氰酸酯的80:20的混合物。
Figure A200680047762D00221
 5025(聚亚甲基聚亚苯基异氰酸酯)是由Huntsman提供的。
Figure A200680047762D00222
 GL03，GL05和GM14-L是由Nippon Gohsei提供的聚乙烯醇。
聚乙烯亚胺(Mn～600[Mn是数均分子量]，分子量约800道尔顿)是由Aldrich提供的。
Figure A200680047762D00223
 CL611是由FMC提供的一种微晶纤维素。
 是由CP Kelco提供的一种黄原胶。
在样品制备之后，通过测量其VMD而表征各个样品。
表1
 
组分(g/l) 1a 1b 1c 1d 1e 1f 1g 1h
噻虫嗪 75 75 75 75 75 75 180 183.4
Solsperse 17000 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 18 16.7
菜籽油 86.3 86.3 86.3 86.3 78.2 78.2 205.7 175
Desmodur Z4470SN 56.1 56.1 56.1 56.1 64.3 64.3 121.6 125
Gohsenol GL03 33.8 33.8 33.8 33.8 33.8 33.8 78.1 75
二亚乙基三胺 5.6 5.6 5.6 5.6 6.4 6.4 13.1 12.5
Avicel CL611 10 10 10 10 10 10 10 10
水 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升
VMD/(μm) 7.9 9.1 13.1 16.4 8.5 10.3 13.78 16.38
表1续
 
组分(g/l) 1i 1j 1k 1l 1m
噻虫嗪 104 75 75 75 75
Solsperse 17000 5.4 6.3 6.3 6.3 6.3
菜籽油 69 - - - -
Solvesso 200 - 91.3 91.3 91.3 93.5
Desmodur Z4470 SN 69 - - - -
Suprasec 5025 - 30.9 31.0 31.0 19.5
Gohsenol GL03 48.5 - - - -
Gohsenol GL05 - 21.9 15.6 15.6 14.7
二亚乙基三胺 7.0 - - - -
1，6-二氨基-正己烷 - 14.5 - - -
亚乙基-1，2-二胺 - - 7.6 - -
四亚乙基五胺 - - - 9.4 6
Avicel CL611 8.5 10 10 15 8
Kelzan - - - - 2
水 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升
VMD/(μm) 11 6.6 13.2 10.8 14.1
表1续
 
组分(g/l) 1n 1o 1p 1q 1r 1s 1t 1u 1v 1w
噻虫嗪 75 75 75 75 75 120 120 120 120 75
Z190-165 18.8 - - - - - - - - -
Agrimer AL22 7.5 7.5 7.5 7.5 12 12 12 12 7.5
Prifer 6813 27.5 - - - - - - - -
Norpar 15 27.5 - - - - - - - -
Cropspray 7N - 67.5 67.5 67.5 67.5 108 108 108 108 67.5
Desmodur Z4470 SN 38.2 - - - - - - - - -
Desmodur W - 26.5 12.2 - - 60 - 102 42.3 16.7
TDI - - - 26.5 26.5 - 26.7 - - -
Gohsenol GL03 16 - - - - - - - - -
Gohsenol GL05 - 20 20 20 20 37.5 32.1 28.9 32.1 20.1
Gohsenol GM14-L - 6.7 6.7 6.7 6.7 12.5 10.7 9.7 10.7 13.4
二亚乙基三胺 2.7 3.8 3.3 11.5 - - - - - 4.8
四亚乙基五胺 - 4.2 - - 11.7 - 11.8 30.6 12.6 -
聚乙烯亚胺 - - - - - 60.8 - - - -
Avicel CL611 10 10 10 10 10 5 5 5 10
水 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升
VMD/(μm) 18.8 15 12 8.2 16.3 9.8 11.9 9.0 13.3 102
实施例2a-2d
以下实施例证明了噻虫嗪粒子的悬浮液可以被包封在聚脲微胶囊中，胶囊中的(不连续的)基质是在环境温度下由异氰酸酯的水解结合自身缩合，以及异氰酸酯与通过水相加入的胺部分之间的反应所形成的。在这些实施例中，外部加入的胺:异氰酸酯部分的摩尔比明显地低于1:1。这样的制剂特别难以成功制备，因为在形成(不连续的)基质期间使用了升高的温度；重要的是，外壳是通过胺部分与一些异氰酸酯部分之间的起始反应而固定在乳化液滴的周围的，从而防止了噻虫嗪粒子过渡迁移到水相中。按照表2中所给出的配方使用如下方法将噻虫嗪封入胶囊。有机相是通过向精细研磨的噻虫嗪在基本上与水不互溶溶剂的悬浮液中加入一种或多种异氰酸酯而制备的。将其在聚乙烯醇的水溶液中乳化以获得期望的尺寸。然后加入多官能性胺的溶液，将乳液的温度升高到40℃并且将该温度保持3小时，从而进行成壁反应，整个过程保持温和的搅拌。最后，按照需要进行后配制(调节到中性pH以及加入抗沉降剂)。
然后，通过测量其VMD来表征各个样品。
表2
 
组分(g/l) 2a 2b 2c 2d
噻虫嗪 75 75 75 75
Solsperse 17000 6.3 6.3 6.3 6.3
Solvesso 200 83.7 83.7 73.9 73.9
TDI 14.6 14.6 19.5 19.5
Suprasec 5025 14.6 14.6 19.5 19.5
Gohsenol GL05 14.7 14.7 14.7 14.7
1，6-二氨基-正己烷 3.1 3.1 4.2 4.2
Avicel CL61.1 8 8 8 8
Kelzan 2 2 2 2
水 补到1升 补到1升 补到1升 补到1升
VMD/(μm) 10.5 16.2 13.0 22.8
实施例3
以下实施例证明了水相中噻虫嗪包封的悬浮液与未包封噻虫嗪悬浮液的组合物。按照实施例1中所详述的方法，根据表3中的组合物，制备含有噻虫嗪悬浮液的微胶囊。通过测量其VMD对胶囊制剂进行表征。然后将微胶囊以各种比例与CruiserTM350FS(含有350g/l的悬浮液浓缩物)进行混合，从而获得包封与未包封噻虫嗪比例为1:1、1:2和2:1重量(分别为实施例3a、3b和3c)的最终产品。
表3
 
组分(g/l)
噻虫嗪 75
Solsperse 17000 7.5
菜籽油 78.2
Desmodur Z4470 SN 64.3
Gohsenol GL03 33.1
二亚乙基三胺 6.3
Avicel CL611 10
水 补到1升
VDM/(μm) 26.4
实施例4
以下实施例证明了包含噻虫嗪粒子悬浮液的微胶囊可以被喷雾干燥，从而得到干燥的粒状产品。包含噻虫嗪粒子悬浮液的微胶囊是根据实施例1中所描述的方法，使用水加上以下表4的配方所给出的成分[随后除去水从而得到具有表4配方的制剂]而制备的。然后将此微胶囊制剂与聚丙烯酸(MW 2000)的水溶液、糊精和PolyfonTM T(由MeadWestvaco提供的木质素磺酸钠)混合，从而得到喷雾浆料。将该浆料在PepitTMWG4喷雾干燥机中进行喷雾干燥，从而得到具有如下组成的干燥的粒状产品：
表4
 
组分(g/l)
CS制剂中存在的组分
噻虫嗪 30
Solsperse 17000 1.98
菜籽油 20.55
Desmodur Z4470 SN 16.94
Gohsenol GL05 8.91
二亚乙基三胺 1.69
Avicel CL611 2.63
喷雾浆料中所加入的组分
聚丙烯酸(MW 2000) 7.72
Polyfon T 6.67
糊精 13.13
实施例5
以下实施例[使用实施例1a到1f的产品]证明了包封噻虫嗪粒子的悬浮液能够控制杀虫剂在水中的释放速率，并且T50值的范围在几小时到几年。
根据如下方法进行水中释放速率的测量。将胶囊悬浮液在去离子水中稀释，以获得一般为0.01％w/w的噻虫嗪浓度(即，充分低于其溶解极限)。在20℃下将该分散体连续转动最多4个星期。在多个时间点采集等分的样品，通过0.45μm的过滤器过滤从而除去完整的胶囊，然后对噻虫嗪进行分析。所获得的结果在图1中给出。
实施例6
以下实施例[使用实施例3a到3c的产品]举例说明了通过改变包封与未包封噻虫嗪的比例可以精确调节释放速率曲线，从而给出期望量的可自由获得的噻虫嗪，然后是较慢释放的剩余活性化合物。测量释放速率的方法如实施例5中所述；结果在图2中给出。
实施例7
以下实施例[使用实施例1s到1v的产品]证明了当以种子处理的方式施加时，包封噻虫嗪粒子的悬浮液能够对杀虫剂进入土壤中的释放速率产生延长的控制(相对于未包封的噻虫嗪如CruiserTM5FS(含有500g/l噻虫嗪的悬浮液浓缩物))。将微胶囊悬浮液与涂层聚合物SpectrumTM300C混合，并且在种子处理器中施加到玉米种子上，从而给出每粒种子1.25mg噻虫嗪和0.625mg Spectrum 300C的载样量。将十粒处理过的种子置于布氏漏斗(2号孔径，11cm直径)中的大约80g土壤上，并用另外的35g土壤和一张滤纸覆盖。在滤纸上喷洒定量的水(70mg、40ml、40ml、40ml、60ml、100ml)，收集洗脱液，称重并且对噻虫嗪的含量进行分析；结果在图3中给出。
实施例8
以下实施例证明了当以土壤杀虫剂的形式施加时，包封噻虫嗪可以产生延长的系统性生物防治(相对于未包封的噻虫嗪)。将微胶囊悬浮液[来自实施例1a]和
Figure A200680047762D00281
 WG[25％的未包封噻虫嗪，按重量计]各自以每株5mg噻虫嗪的比例单独施加到黄瓜植株(品种为Sakarta)上。刚好在种植秧苗之前在栽植穴中直接进行施加(将微胶囊在3ml水中稀释，而
Figure A200680047762D00282
 WG被干燥施加)。在施加和移植前对该块土地进行灌溉以达到田间保水量，然后在移植后每隔一天用水[6mm/m2]进行灌溉。每2-3天，选取两片最新完全生长的叶片，对每个叶片进行打孔(每次采样时选取4株，每次采用使用不同的植株)。将叶片暴露于大约25个成熟的粉虱(Bemisia tabaci)中，并且在2％琼脂的陪替式培养皿中进行培养。在72小时之后评定死亡率。继续选取完全生长的叶片，直到当所测量的死亡率降低到60％以下的那天。如下表所示，人们发现，相对于未包封的对照品，在微胶囊悬浮液1a中观察到噻虫嗪的生物效力持久度增加了35％。
对烟粉虱的生物效力持久度
 
制剂 ≥60％的生物效力持久度
ActaraTM WG 17天
实施例1a 23天
实施例9
以下实施例证明了当以土壤杀虫剂的形式施加时，包封噻虫嗪可以使浸出降低(相对于未包封的噻虫嗪)。将微胶囊悬浮液[来自实施例1d、1k和1l的产品]和
Figure A200680047762D00291
 WG[25％的未包封噻虫嗪，按重量计]各自以每株5mg噻虫嗪的比例单独施加到黄瓜植株(品种为Sakarta)上。刚好在种植秧苗之前在栽植穴中直接进行施加(将微胶囊在3ml水中稀释，而
Figure A200680047762D00292
 WG被干燥施加)。在施加和移植前对该块土地进行灌溉以达到田间保水量，然后在移植后每隔一天用水[6mm/m2]进行灌溉。在多个时间间隔之后，选取直接在植株下0-18cm和18-36cm的土样(每次采样时选取4个土样)。将100g土壤置于烧杯中(2份平行试验)并且用水使总体积达到140ml。搅拌该浆料，然后静置30分钟使土壤沉积。然后从每个子样品中取出2.5ml上清液并且再混合(4份平行试验)；在上清液中培养大批孳生了豆蚜(Aphis craccivora)的蚕豆秧苗并且在72小时之后评定死亡率。直到观测到微胶囊制剂中噻虫嗪的浸出降低3倍(相对于未包封的对照品；参见以下数据，其中DAA＝施加后的天数)。
豆蚜的％死亡率
(来自18-36cm深度的土壤水)
 
试验B2 ％死亡率(16DAA)
ActaraTM WG 45
实施例1d 21
Figure A200680047762D00293
实施例10
以下实施例证明了当用作杀白蚁剂时，包封噻虫嗪[使用来自实施例1c和1d的产品]可以产生延长的生物防治(相对于未包封的噻虫嗪；
Figure A200680047762D00301
WG[25％的未包封噻虫嗪，按重量计])。根据如下方法在严重感染曲颚乳白蚁(Coptotermes curvignathus)的地方进行传统的混凝土板试验。用4.5升/m2施加量的杀白蚁剂(0.1％或0.2％的噻虫嗪)对地面进行处理，并且将处理过的土壤用隔气层(具有插入隔气层中的管子从而将一部分处理过的土壤暴露)进行覆盖。然后在隔气层顶上施加混凝土。将木块插入到管子中，并且用盖帽密封管子。每隔一个月对白蚁对木块的破坏程度进行评定，在每次评定时用新的木块代替破坏的木块。
在该试验中(其中任何超过1的木块破坏指数[WDI]值都代表处理失败)，人们发现噻虫嗪的未包封对照品在10个月后在0.1和0.2％的处理比例下都是失败的。然而，包封后的制剂在12个月后在任何一个噻虫嗪比例下都没有显示失败。
通过WDI评定的白蚁危害(在5个平行试验下打分)
Figure A200680047762D00302
实施例11
该实施例阐明了当用作种子处理方法时，特别是在高害虫压力下，包封噻虫嗪[实施例1i的产品]可以产生更大的生物效力(相对于未包封的噻虫嗪； FS)。将噻虫嗪制剂以每粒种子1.25mg噻虫嗪的比例单独施加到玉米种子上，并且在几处地块上测试其抵抗玉米根虫(Diabrotica spp.)的效力。试验计划进行具有4个平行试验的随机完全分组。各地块由四条35个种子的垄组成，5.3m长，使用4垄圆锥种植器进行种植。基于当地的玉米管理实践，各个位置的种植、培育、施肥、管理、灌溉和收获可以不同。在种植后14、21和28天时，通过计算中间两垄中所萌发的植物来评价种子的萌发率。
当完成了根虫的培养时，即当在根部区域的土样中观察到的幼虫大多数都是三龄幼虫时[即，接近成熟并且不再以根为食]，进行根虫破坏的评价。在每个地块外面两垄中，从每垄中挖出五株植物(总共10株植物/地块)并且洗去所附的土壤。
根据节损伤分值(Oleson，J.D.等人，2005，J Econ Entomol 98(1)：1-8)进行所有位置的根部破坏评级：0＝没有啃食破坏，1＝在大约2英寸(5cm)的茎上被吃掉一节或相当于一整节，2＝被吃掉两整节(或者相当于)，3＝被吃掉三或更多节(或者相当于)。完整节之间的破坏是以被吃掉节的百分比表示的。每个地块/平行试验的级别是10株收获的植物的平均值。
实使用线性定级标准评价的玉米根虫抵抗效力
(数字越小表示根部破坏越小)
Figure A200680047762D00311

Claims (27)

1.一种包含微胶囊的产品，所述微胶囊本身包含
(a)聚合物外壳；和
(b)内核，其包含(i)分散在基质中的固体农用化学品和(ii)与水不互溶的液体，其特征在于所述基质不连续地分布在整个与水不互溶的液体中。
2.如权利要求1所述的产品，其中在20℃下，所述农用化学品的水溶解度在0.1到100g/l的范围内。
3.如权利要求2所述的产品，其中所述农用化学品是新烟碱类杀虫剂。
4.如权利要求3所述的产品，其中所述农用化学品是啶虫脒、可尼丁、吡虫啉、噻虫啉或噻虫嗪。
5.如权利要求4所述的产品，其中所述农用化学品是噻虫嗪。
6.如权利要求1到5中任意一项所述的产品，其中所述微胶囊是分散在水相中的。
7.如权利要求1到5中任意一项所述的产品，其中所述产品是干燥的产品。
8.如权利要求7所述的产品，其中所述干燥的产品是粒状的。
9.如权利要求7或8所述的产品，其中所述干燥的产品是水可分散的。
10.如权利要求6所述的产品，其中所述水相包含农用化学品。
11.如权利要求10所述的产品，其中在20℃下，在水相中农用化学品的水溶解度在0.1到100g/l的范围内。
12.如权利要求11所述的产品，其中在水相中的农用化学品是新烟碱类杀虫剂。
13.如权利要求12所述的产品，其中在水相中的农用化学品是啶虫脒、可尼丁、吡虫啉、噻虫啉或噻虫嗪。
14.如权利要求13所述的产品，其中在水相中的农用化学品是噻虫嗪。
15.如前述权利要求中任意一项所述的产品，其中所述基质是一种聚合物，其是聚脲、聚酰胺或聚氨酯或者是这些聚合物中两种或两种以上的混合物。
16.如权利要求15所述的产品，其中所述基质是聚脲。
17.如前述权利要求中任意一项所述的产品，其中所述聚合物外壳是一种聚合物，其是聚脲、聚酰胺或聚氨酯或者是这些聚合物中两种或两种以上的混合物。
18.如权利要求17所述的产品，其中所述聚合物外壳是聚脲。
19.如前述权利要求中任意一项所述的产品，其中在20℃下所述与水不互溶的液体具有小于或等于5000ppm重量的水溶解度。
20.如前述权利要求中任意一项所述的产品，其中所述与水不互溶的溶剂是农用化学品或者包含农用化学品。
21.如前述权利要求中任意一项所述的产品在抗击或防治农业害虫中的用途，其包含将杀虫有效量的所述产品施加到害虫上或者害虫所在的位置上。
22.如权利要求21所述的产品用途，其中所述害虫是白蚁。
23.如权利要求1到20中任意一项所述产品在控制固体农用化学品的释放速率中的用途。
24.如权利要求1到20中任意一项所述产品用于减少通过土壤浸出的固体水溶性农用化学品的量的用途。
25.如权利要求1到20中任意一项所述产品在种子处理中的用途。
26.如权利要求1到20中任意一项所述产品在提供材料保护中的用途。
27.如权利要求1到20中任意一项所述产品的制备方法，其包括水包油乳液的界面聚合的步骤，其中固体农用化学品被分散在油中。
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