CN101605742A - 水溶性和/或水不溶性物质的具有可持续释放率的制剂 - Google Patents

水溶性和/或水不溶性物质的具有可持续释放率的制剂 Download PDF

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Abstract

一种水溶性和/或水不溶性物质的具有可持续释放率的制剂，例如在水产业中用于植物、动物和微生物的肥料和/或营养剂和/或保护剂，特征在于所述物质单独地或以彼此混合的磨碎的形式合并入水不溶性的支撑体中，其以大幅降低的速度在一段时间内释放限定的量，所述支撑体为高能辐射下交联的弹性体。

Description

水溶性和/或水不溶性物质的具有可持续释放率的制剂
技术领域
本发明涉及一种水溶性和/或水不溶性物质的具有可持续释放率的制剂，例如在水产业中用于植物、动物和微生物的肥料和/或营养剂和/或保护剂，还涉及制备所述制剂的方法及其应用。
背景技术
水产业中用于植物、动物和微生物的水溶性的肥料和/或营养剂和/或保护剂，如果可能的话，应该在近乎恒定的浓度下使用一段较长的时间，以此来确保生长和健康维护的最适条件。
这其中可以就相应的制剂或其一小部分连续地测定该肥料和/或营养剂和/或保护剂来实现。然而这需要充足的经费和至少成本较高。原则上，开发制剂的目标是使肥料和/或营养剂和/或保护剂以一个持续的速度被释放而起作用，例如随时间而释放限定的量，即在一段较长的时间里以近乎恒定的浓度释放入水性的，尤其是含水的流体介质，也就是水产养殖液中。但是，至今还没有已知的方法可以普遍应用于所有的水溶性和/或非水溶性的肥料和/或营养剂和/或保护剂。
德国专利申请公开说明书1 592 755中，公开了一种可持续释放的在聚氨酯泡沫中含有尿素和其他肥料的肥料制剂。这种肥料制剂适宜用在土壤培养中，因为含有的尿素可以通过土壤中存在的水分而被缓慢的释放。
但这种肥料制剂完全不适用于水产业，因为在水或流动的含水介质的影响下，由于聚合物的开孔泡沫结构这种肥料会很快的浸出，而不会产生肥料的定量持续释放。
进一步，德国Auslegeschrift 1 299 662中公开了一种植物生长培养基，尤其适用于盆栽，也是以聚氨酯泡沫为支撑聚合物并且适宜作为植物育种的替代土壤。在该体系中，肥料化学键联于离子交换树脂，肥料离子在土壤水分的影响下通过离子交换剂缓慢地释放。
然而，在含水介质或流动的含水介质中，因为支撑聚合物的泡沫结构和水的迅速通过，这种肥料的释放在几小时或几天内会极快地发生。
因此，由于肥料的释放发生的太快并且等同于使用液体或粉末状纯肥料来施肥，上述的肥料系统都不适宜用在水或流动的含水介质中，例如水产业中。
发明内容
因此，本发明的目的主要在于开发水溶性和/或水不溶性的在水产业中用于植物、动物和微生物的肥料和/或营养剂和/或保护剂的具有更强持续释放率的新型制剂，能够容易且廉价的制备得到并且能够分别以一定的方式改良从而应用在含水介质尤其是流动的介质中，例如水产业。应该在几天和几周内随时间释放限定的量。而且，值得注意的是所有使用的原料都是对环境友好且无害的，没有副作用且容易分解甚至回收的。进一步，如果可能的话，水不溶性和几乎水不溶性物质也应该提供。
这些目的是通过如下方式实现的：将所述水溶性和/或水不溶性物质，例如将肥料和/或营养剂和/或保护剂，单独地或以混合物的形式，以磨碎的形式与不溶于水的支撑体掺合，以大幅降低的速度在几天或几周内溶解或渗出。所述支撑物由弹性体制成。
上述物质在水产业，即在固定或流动的水中，于几天至几个月的时间内释放，优选4天至4个月。
具体实施方式
“以大幅降低的速度”是指所含成分的释放与没有键合支撑物的同样材料相比，在23℃固定的水相中减缓了至少2倍，优选至少4倍，甚至更优选至少10倍。
作为弹性体，具体地，可以选用交联后完全不溶于水的聚合合成物或天然橡胶，优选硅橡胶。当掺合物质被浸出后，这些支撑物可以通过对环境友好的方式分解或回收。
与现有技术中的开孔聚氨酯泡沫相比，肥料和/或营养剂和/或保护剂的释放是从各方面通过渗透包裹细分散物质的聚合物薄壁而产生的。令人意外地，视需要而含有的硅酸盐改性成分也能使实际上在水中不溶的物质释放减缓，而不仅是水不溶性的支撑物。
所述物质的磨碎形式是例如在制备过程中通过结晶或机械研磨就已经得到的。
为了改进释放速率，附加的硅酸盐改性成分，例如无定形或结晶硅石、金属硅酸盐、分子筛和/或层硅酸盐，可以在聚合或交联之前加入到上述成份中。硅酸盐改性成分周来控制肥料和/或营养剂和/或保护剂和所含痕量元素的释放。碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、二氧化硅和非结晶性硅石及其混合物主要作为增量剂加入。
活性增强剂或活性介质可以进一步加入所述剂型中。格外满足上述目的是的湿润剂和螯合剂。例如包括EDTA、HEEDTA、DTPA、NTA及其盐和多啮螯合物质。
本发明所用的水溶性肥料和营养剂首先包括元素周期表第一和第二主族元素以及大量副族元素的盐，也就是钠、钾、钙和镁、铁、锰、锌、铜、镍、钴、钼、锡、硼、钒的盐。进一步包括无机和有机阴离子的铵盐，例如氯化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硼酸盐、钼酸盐、氟化物、碘化物、钒酸盐、锡酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、葡糖酸盐、马来酸盐、己二酸盐、一些氧化物和氢氧化物以及尿素。
有机肥料或有机营养剂也适用。
在进行审查的范围内，还可确定的是那些用于植物和动物保护的活性组分，例如消毒剂(例如孔雀石绿草酸盐、结晶紫和亚甲蓝)或对抗寄生虫的试剂(例如甲硝唑、氟苯达唑和甲苯咪唑)，可以单独的或彼此结合和/或与植物肥料结合的形式混入聚合支撑物中，当其与含水体系或流动的含水体系接触时可以限量的方式在较长的一段时间内被释放。
所述制剂和释放速率可以通过无化学反应性及无毒的增塑剂，例如硅油、液体石蜡、邻苯二甲酸盐和/或乙二醇或甘油的己二酸酯及脂肪酸酯来调节。
所述制剂含有的肥料和/或营养剂的量为0.1-60重量％，优选1-50重量％。活性增强剂或活性介质的含有量仅为0.1-10重量％，优选的量为0.5-5重量％。硅酸盐改性成分的典型含有量最高可为30重量％。
如果含有增塑剂，其含有量为1-30重量％，特别是3-25重量％。更适宜的是含有小于1重量％的增塑剂。
典型的组成如下(份)：
聚合物        100
调节成分            0-150
积存肥料            5-220
积存动植物保护剂    0-50
活性增强剂          0-20
增量剂和加工助剂    0-50
完成后的制剂优选进行加工并以片状、颗粒、小薄片或丸状的形式应用。所述制剂还可以具有特定的几何形状，例如立方形、圆柱形、八面体形、球形。
所述剂型的制备过程包括将水溶性和/或水不溶性物质与可聚合的或可交联的聚合物混合，然后通过高能辐射将后者交联，产生的支撑体为弹性体。
所述新型制剂的制备优选首先将所述物质与硅酸盐改性成分结合、与其聚集或掺入其中，然后它们再与有机支撑体混合，或将它们直接作为一个混合物与有机支撑体混合。所述聚合反应优选采用催化剂和/或交联剂。然而，也可以采用高能辐射的方式，尤其采用艾尔法或贝塔射线。所用的辐射剂量为10-200kGy。
天然橡胶和硅橡胶被证实最好使用未交联但可交联的物质。
由于所述制剂大部分被加工为片状、颗粒、小薄片或丸剂，这些加工也可以采用不完全交联的半成品进行。进一步必要的聚合或交联，在产品被加工后进行仍然有效。
根据本发明所述的实现单独的肥料和/或营养剂和/或保护剂的减缓释放可以采用常用的方式。如果需要的话，所述成分和制剂可以进行调整，只要其探索的性能能够在相关应用领域中精确地体现即可。
所应用的被水释放的产品包括水不溶性的聚合物。这些可以容易地从含水系统中分离并且分解或回收。
本发明还涉及具有可持续释放速率的制剂的应用，该制剂包括
-通过高能辐射进行交联形成的弹性体形式的水不溶性的支撑体；和
-选自肥料、营养剂、保护剂及其混合物的物质；
所述应用是将掺合有肥料、营养剂和保护剂的该制剂用于水产业。

Claims (15)

1、一种水溶性和/或水不溶性物质例如在水产业中用于植物、动物和微生物的肥料和/或营养剂和/或保护剂的具有可持续释放率的制剂，其特征在于所述物质单独地或以彼此混合的磨碎的形式合并入水不溶性的支撑体中，其以大幅降低的速度在一段时间内释放限定的量，所述支撑体为高能辐射下交联的弹性体。
2、根据权利要求1所述的制剂，其特征在于所述支撑体由天然橡胶、合成橡胶或硅橡胶制成。
3、根据权利要求1或2中任一项所述的制剂，其特征在于所述支撑体内的物质与硅酸盐改性成分混合，所述硅酸盐改性成分选自结晶形和无定形硅石、金属硅酸盐、分子筛和层硅酸盐。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的制剂，其特征在于所述物质包括有机或无机盐肥和/或痕量元素和/或有机营养剂。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的制剂，其特征在于还包括活性增强剂或活性介质。
6、根据权利要求5所述的制剂，其特征在于所述活性增强剂或活性介质为交联剂或螯合剂。
7、根据权利要求1至6中任一项所述的制剂，其特征在于所述制剂的形式为模型制品、片剂、颗粒剂、小薄片剂或丸剂。
8、一种制备权利要求1至7中任一项所述制剂的方法，其中将水溶性和/或水不溶性物质与可聚合的或可交联的聚合物混合，然后通过高能辐射将后者交联，产生的支撑体为弹性体。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于首先将所述水溶性和/或水不溶性物质与硅酸盐改性成分结合、与其聚集或掺入其中，然后与有机可聚合的或可交联的聚合物混合，或将所述物质和所述改性成分直接与可聚合的或可交联的聚合物混合，然后通过交联反应进行固化。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述交联反应由艾尔法或贝塔射线引发。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于所用的高能辐射的辐射剂量为10-200kGy。
12、根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于在所述聚合或交联反应之前向所述制剂中加入增塑剂。
13、根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其特征在于将反应混合物在交联反应之前或仅在交联反应完成后加工为模型制品、片剂、颗粒剂、小薄片剂或丸剂。
14、一种具有可持续释放速率的制剂的应用，所述制剂包括
-通过高能辐射进行交联形成的弹性体形式的水不溶性的支撑体；和
-选自肥料、营养剂、保护剂及其混合物的物质；
所述应用是将掺合有肥料、营养剂和保护剂的该制剂用于水产业。
15、根据权利要求14所述的应用，其特征在于所述制剂还包含选自无定形或结晶形硅石、金属硅酸盐、分子筛和层硅酸盐的硅酸盐改性成分和/或额外的活性增强剂或活性介质。
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