CN102395277B - 减少作物损伤的胶囊化除草剂 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了利用胶囊化乙酰胺除草剂来减少对作物叶片的损伤并且实现杂草控制的方法。本发明还描述了含有除草剂核心物质和包封所述核心物质的外壳壁的除草剂微胶囊。所述微胶囊通过受控的除草剂释放来减少作物损伤。

Description

减少作物损伤的胶囊化除草剂
技术领域
本发明通常涉及利用胶囊化乙酰胺(例如,乙酰苯胺)除草剂来减少对作物叶片的损伤并且实现商业性杂草控制的方法。
背景技术
抗草甘膦杂草的发芽已经引起人们在耐草甘膦(例如,ROUNDUP READY或RR)作物中使用残留性除草剂作为草甘膦的桶混助剂(tank-mix partener)的兴趣。乙酰胺除草剂(包括例如乙酰苯胺除草剂)通常不具有明显的芽后活性,但作为残留性助剂(residualpartner)将提供对新发芽的单子叶植物和小种子的双子叶杂草物类的控制。这将有效地补充对发芽杂草有效但缺乏明显残留活性的草甘膦的活性。
乙酰苯胺除草剂通常已经在种植前被施用至土壤中作为芽前除草剂。然而,在作物发芽前施用乙酰苯胺除草剂已经导致许多作物被损伤或杀死。关于此问题,建议在作物发芽后(即,在作物发芽后),但在后来发芽的杂草发芽前(即,在杂草发芽前),施用市售的乙酰苯胺除草剂制剂。然而,在此时间范围内的施用对作物造成意外的叶片损伤。使用市售的常规乙酰苯胺乳油(EC)制剂和市售的胶囊化乙酰苯胺制剂都观察到了这种损伤。
现有技术微胶囊程序一般来说足以制备具有良好的杂草控制性的制剂。但是,此技术领域的从业人员已经遇到一些困难,即优化释放速率以获得特定活性物质的可接受的生物效力,同时将作物损伤降低至商业上可接受的水平。特别地,在和乳油相比时,商业性胶囊化制剂随着时间的推移可使呈现叶片皱缩和植物发育不良形式的较大系统性农作物损伤。
在本领域已知的微胶囊化技术中,核心除草剂通常是至少部分凭借穿过外壳壁的分子扩散从微胶囊中释放出来。改变外壳壁厚度来提高或降低除草剂释放速率具有明确的限制。
薄外壳壁在处理期间或在田中容易过早地机械破裂,从而造成立即释放。当核心物质和外部媒介物直接接触时,也会由于外壳壁缺陷而产生较差的封装稳定性。因此,一些核心物质可在胶囊的外部结晶,从而在喷雾施用时产生问题,例如喷嘴堵塞。另外,在某些施用方法(例如喷雾施用)中所遇到的较高剪切力可导致外壳壁破裂和除草剂释放。微胶囊因此变得和稳定的抗聚结乳液差不多。当递送到田地中时,除草剂释放过快,以至于和通常的乳液浓缩制剂相比,作物安全性几乎没有提高。
如果增加壁厚度,则因为延缓了除草剂释放,生物效力迅速下降至临界性能水平。在界面聚合中,同样存在对壁厚度的实际限制。当聚合物沉淀时,该反应变成扩散控制型反应。反应速率可下降至非构成性副反应可占主导地位的程度。
已经尝试使用各种制剂溶液来解决释放速率的限制问题。例如,在Scher的美国专利No.5,223,477和No.5,049,182中已经提出微胶囊和游离农药活性物质分散液或乳液的双包装或单包装混合物。Seitz等,美国专利No.5,925,595和美国公开No.2004/0137031A1讲解制备微胶囊化乙草胺的方法。渗透度是通过改变壁前体的组成来调节。虽然已经证明Seitz组合物对杂草控制是有效的,但是当施用于某些商业上重要的作物时,已经观察到与使用这些组合物有关的不可接受的作物损伤。
因此,需要有可同时实现商业上可接受的杂草控制和商业上可接受的作物损伤的除草剂组合物和利用乙酰胺除草剂(如乙酰胺除草剂)的方法。
发明内容
在本发明的各个方面中,可注意到所提供的胶囊化乙酰胺除草剂组合物和其使用方法。本发明对芽后作物和芽前杂草施用胶囊化乙酰胺除草剂,其中控制除草剂释放速率从而实现商业上可接受的杂草控制和商业上可接受的作物损伤。
因此,简单地说,本发明的一个实施方案涉及一种颗粒状微胶囊化乙酰胺除草剂,其包含含有乙酰胺除草剂的与水不混溶的核心物质和具有包含聚脲的外壳壁的微胶囊,该微胶囊含有核心物质。外壳壁是在聚合介质中通过聚异氰酸酯组分和聚胺组分之间形成聚脲的聚合反应而形成,其中所述聚异氰酸酯组分包含聚异氰酸酯或聚异氰酸酯混合物,所述聚胺组分包含聚胺或聚胺混合物。聚胺组分中所包含的胺摩尔当量与聚异氰酸酯组分中所包含的异氰酸酯摩尔当量的比率为至少1.1∶1,并且微胶囊的群体具有至少约7μm的平均粒度。
本发明的另一个实施方案涉及一种颗粒状微胶囊化乙酰胺除草剂,其包含与水不混溶且含有乙酰胺除草剂的核心物质和具有包含聚脲的外壳壁的微胶囊,该微胶囊含有核心物质。外壳壁是在聚合介质中通过聚异氰酸酯组分和聚胺组分之间形成聚脲的聚合反应而形成,其中所述聚异氰酸酯组分包含聚异氰酸酯或聚异氰酸酯混合物,所述聚胺组分基本上是由主要聚胺组成。微胶囊的群体具有至少约7μm的平均粒度。
本发明的另一个实施方案涉及一种颗粒状微胶囊化乙酰胺除草剂,其包含含有乙酰胺除草剂的与水不混溶的核心物质和具有包含聚脲的外壳壁的微胶囊,该微胶囊含有核心物质。外壳壁是在聚合介质中通过聚异氰酸酯组分和聚胺组分之间形成聚脲的聚合反应而形成,其中所述聚异氰酸酯组分包含聚异氰酸酯或聚异氰酸酯混合物,所述聚胺组分包含聚胺或聚胺混合物。微胶囊的群体具有至少约7μm的平均粒度,并且该外壳壁具有有限的渗透性。所述外壳壁和胶囊化乙酰胺的性质和组成使得,当通过由去离子水组成的水性介质中以重量计为1%的胶囊化乙酰胺除草剂组成的水性浆液,在足以使颗粒维持悬浮并且无机械破裂的速率下进行搅拌时,水性介质中的乙酰胺含量在25℃下搅拌6小时后保持小于100ppm,并且在25℃下搅拌24小时后保持小于150ppm的乙酰胺。
本发明的又一个实施方案涉及控制农田中的杂草的方法,该方法包括形成包含本发明的颗粒状微胶囊化乙酰胺除草剂的施用混合物,并且在农作物发芽后以除草有效量施用该施用混合物。
本发明的另一个实施方案涉及一种控制农田中的具有商业重要性的杂草的方法。该方法包括形成包含颗粒状胶囊化乙酰胺除草剂组合物的施用混合物,并且在农作物发芽后和杂草发芽前以除草有效量施用该施用混合物。该颗粒状乙酰胺除草剂包括外壳/核心颗粒,每个具有包含在有限渗透性外壳内的包含乙酰胺的核心,并且该颗粒状胶囊化乙酰胺的性质和组成使得,当通过由去离子水组成的水性介质中以重量计为1%的胶囊化乙酰胺除草剂组成的水性浆液,在足以使颗粒维持悬浮并且无机械破裂的速率下进行搅拌时,水性介质中的乙酰胺含量在25℃下搅拌6小时后保持小于100ppm,并且在25℃下搅拌24小时后保持小于150ppm的乙酰胺。
本发明的另一个实施方案涉及控制位于农田中的具有商业重要性的杂草的方法。该方法包括形成包含颗粒状胶囊化乙酰胺除草剂组合物的施用混合物,并且在农作物发芽后和杂草发芽前以除草有效量施用该施用混合物。作物损伤率在对处于作物发芽至六叶生长期的生长阶段范围内的农作物施用该施用混合物后的1至28天期间不超过20%,并且杂草控制率在从施用该施用混合物至施用该施用混合物后的12周期间为至少60%。
下文中,其它目标和特征将部分地显而易见并且予以部分指出。
附图简述
图1是如实施例2中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图2是如实施例2中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图3是如实施例2中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图4是如实施例2中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图5是如实施例2中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图6是如实施例2中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的藜控制的图表。
图7是如实施例2中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图8是如实施例2中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图9是如实施例5中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图10是如实施例5中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图11是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图12是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的藜控制的图表。
图13是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图14是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图15是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图16是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的藜控制的图表。
图17是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图18是如实施例6中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图19是如实施例10中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图20是如实施例10中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图21是如实施例10中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图22是如实施例10中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图23是如实施例10中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图24是如实施例15中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图25是如实施例15中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图26是如实施例15中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图27是如实施例15中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的藜控制的图表。
图28是如实施例15中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图29是如实施例15中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图30是如实施例19中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图31是如实施例19中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图32是如实施例19中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图33是如实施例19中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图34是如实施例19中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图35是如实施例29中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图36是如实施例29中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图37是如实施例29中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图38是如实施例29中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图39是如实施例29中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图40是如实施例30中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图41是如实施例30中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图42是如实施例30中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图43是如实施例30中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图44是如实施例30中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图45是如实施例31中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图46是如实施例31中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图47是如实施例31中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图48是如实施例31中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图49是如实施例31中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的马齿苋控制的图表。
图50是如实施例31中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的反枝苋控制的图表。
图51是如实施例32中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图52是如实施例32中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图53是如实施例32中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图54是如实施例32中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图55是如实施例32中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图56是如实施例32中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图57是如实施例33中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图58是如实施例33中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图59是如实施例33中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图60是如实施例33中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图61是如实施例33中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的多年生黑麦草控制的图表。
图62是如实施例37中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图63是如实施例37中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图64是如实施例37中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图65是如实施例37中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图66是如实施例39中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图67是如实施例39中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图68是如实施例39中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图69是如实施例39中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图70是如实施例43中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图71是如实施例43中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图72是如实施例43中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图73是如实施例48中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图74是如实施例48中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图75是如实施例48中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的马唐控制的图表。
图76是如实施例48中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图77是如实施例48中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图78是如实施例49中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图79是如实施例49中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图80是如实施例49中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
图81是如实施例49中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的马唐控制的图表。
图82是如实施例49中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图83是如实施例52中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的大豆损伤的图表。
图84是如实施例52中所述描绘芽后施用多种微胶囊化乙草胺制剂所发生的棉花损伤的图表。
图85是如实施例52中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的白三叶草控制的图表。
图86是如实施例52中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的马唐控制的图表。
图87是如实施例52中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的稗控制的图表。
图88是如实施例52中所述描绘芽前施用多种微胶囊化乙草胺制剂所实现的金色狗尾草控制的图表。
具体实施方式
根据本发明,提供了包含具有低初始释放速率和长期持续释放的胶囊化除草剂(例如,颗粒状微胶囊化除草剂)的组合物和使用这些组合物的方法,这些组合物和方法提供了商业上可接受的杂草控制和商业上可接受的作物损伤。
根据本发明,“杂草控制”是指植物生长控制的任何可观察性测量,其可包括一种或多种作用:(1)杀死,(2)抑制生长、繁殖或增殖和(3)消除、破坏或减少植物的发生和活性。可通过本领域中已知的各种方法来测量杂草控制。例如,杂草控制可以被测定为在标准程序后与未经处理的植物相比的百分比,其中经过专门训练做出这种评估的的本领域技术人员对植物死亡率和生长减少率进行肉眼评估。在另一种控制测量方法中,控制被定义为经处理和未经处理的植物之间的平均植物重量减少百分比。在另一种控制测量方法中,控制可被定义为在施用芽前除草剂后不能发芽的植物的百分比。“商业上可接受的杂草控制率”随杂草种类、侵扰程度、环境条件和相关农作物而变化。通常,商业上有效的杂草控制被定义为至少约60%、65%、70%、75%、80%,或甚至至少85%,或甚至至少90%的消灭(或抑制)。虽然从商业角度来说,一般优选消灭80-85%或更多的杂草,但是商业上可接受的杂草控制可以低很多的消灭或抑制水平发生,特别是对于一些极有害的抗除草剂植物。有利地,除草剂微胶囊在从施用例如包含在施用混合物中的除草剂微胶囊至施用除草剂微胶囊后的3周、4周、5周、6周、7周、8周、9周、10周、11周或甚至12周期间实现商业上可接受的杂草控制。
可根据本领域中已知的任何方法来测量作物损伤,例如那些上文针对杂草控制测定所述的方法。本发明中的“商业上可接受的作物损伤率”同样随农作物种类而变化。通常,规定商业上可接受的作物损伤率小于约20%、15%、10%或甚至小于约5%。本发明的除草剂微胶囊将作物损伤限制在商业上可接受的比率,该比率是从施用后约24小时(约1DAT)至两周(约14DAT),施用后约24小时(约1DAT)至三周(约21DAT),或施用后约24小时(约1DAT)至四周(约28DAT)而测得。
在本发明的一些实施方案中,可在农作物发芽后和杂草发芽前施用本发明的组合物,从而同时实现商业性杂草控制和商业上可接受的作物损伤率。出于本发明之目的,农作物发芽后包括最初从土壤中发芽,即“分裂”。农作物的实例包括玉米、花生、马铃薯、大豆、油菜、甜菜、高粱(麦罗高梁)、蚕豆和棉花。农作物包括具有特异特性或特性组合的杂交、自交和转基因或基因改性的植物,这些特性包括但不限于除草剂耐受性(例如,对草甘膦、草铵膦、稀禾定等的耐受性)、苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis)(Bt)、高油、高赖氨酸、高淀粉、营养密度和耐旱性)。在一些实施方案中,农作物对有机磷除草剂、ALS抑制剂除草剂、合成性植物生长素除草剂和/或乙酰辅酶A羧化酶抑制剂除草剂具有抗性。在其它实施方案中,农作物对草甘膦、麦草畏、2,4-D、MCPA、喹禾灵、草铵膦和/或禾草灵具有抗性。在其它实施方案中,农作物具有草甘膦和/或麦草畏抗性。在本发明的一些实施方案中,农作物具有草甘膦和/或草铵膦抗性。优选作物包括玉米、棉花和大豆。特别优选的作物种类是棉花和大豆。
适用于实践本发明的乙酰胺除草剂包括二甲吩草胺、草萘胺、戊炔草胺和乙酰苯胺除草剂,例如乙草胺、甲草胺、丁草胺、丁烯草胺、异丁草胺、乙酰甲草胺、二甲草胺、苯噻酰草胺、吡草胺(metazochlor)、异丙甲草胺、丙草胺、毒草胺、异丙草胺、丙炔草胺、特丁草胺、甲氧噻草胺和二甲苯草胺、其混合物和其立体异构体。一些乙酰胺除草剂可以以游离形式、盐或衍生物质(例如酯)获得。本文所述的任何形式的除草剂按名称可能是适用的。例如,外消旋异丙甲草胺和S-异丙甲草胺以及外消旋二甲吩草胺和二甲吩草胺-P均可用于本发明。优选的乙酰胺除草剂包括二甲吩草胺和二甲吩草胺-P,并且优选的乙酰苯胺除草剂包括乙草胺、异丙甲草胺和S-异丙甲草胺。
本发明的另一方面为胶囊化乙酰胺制剂作为叶片活性除草剂的桶混助剂的用途。叶片活性除草剂的实例包括但不限于草甘膦、麦草畏、2,4-D和/或草铵膦或草铵膦-P。本领域中熟知将叶片活性除草剂和联合除草剂(例如乙酰胺)和/或其它导致叶片损伤的物质混合在某些情况下可引起拮抗作用,其中叶片除草剂的吸收减少,因而导致除草效力降低。据信本发明的胶囊化乙酰胺的释放速率相比于现有技术组合物有所降低,因此使拮抗作用最小化,从而在由乙酰胺除草剂引起的叶片损伤可明显干扰联合除草剂的吸收和转移之前使联合除草剂(例如草甘膦)被有效地吸收并且转移到植物体内。因此,除了减少对农作物的叶片损伤以外,本发明的胶囊化乙酰胺除草剂应该使早先发芽的杂草的最初局部叶片损伤降至最低程度,并且因此允许联合除草剂的叶片活性成分被有效并且高效地吸收进早先发芽的杂草中并在其中转移,从而在没有乙酰胺和联合除草剂的拮抗作用的情况下达到最大活性。
一般来说,本发明的胶囊化除草剂通过使含有聚胺组分(其包含聚胺源)的连续水相和含有除草剂的不连续油相和包含聚异氰酸酯源的聚异氰酸酯组分接触而制备。外壳壁通过聚胺源和异氰酸酯源在油/水界面处的聚合反应而形成,从而形成包含除草剂的胶囊或微胶囊。聚胺源可为主要聚胺和一种或多种辅助聚胺的混合物,也称为聚胺混合物。在本发明的一些实施方案中,聚胺源基本上是由主要聚胺组成。如本文所使用,主要聚胺(也称为主要胺)是指基本上由单一聚胺种类组成的聚胺。聚异氰酸酯源可为聚异氰酸酯或聚异氰酸酯混合物。
根据本发明并且基于实验证据,已经发现本发明的目标可通过将除草剂(特别是乙酰胺)包封在微胶囊中来实现,通过选择一种或多种特定组成和过程变量(包括聚胺对聚异氰酸酯的摩尔比、外壳壁组成、核心物质(除草剂组分)对外壳壁物质的重量比、平均微胶囊粒度、过程条件(例如混合剪切力和时间)和其组合)而制备该微胶囊。通过仔细选择这些和其它因素,已经根据本文所述的组合物和方法开发了微胶囊化除草剂的水性分散液,其相比于本领域中已知的组合物和方法,将由对农作物芽后施药而产生的作物叶片损伤降低至商业上可接受的水平,并且同时实现由对杂草芽前施药而产生的商业上可接受的杂草控制。甚至在不含安全剂的情况下实现本发明的提高的作物安全性。
本发明的微胶囊外壳可优选包含聚脲聚合物,该聚脲聚合物通过主要聚胺以及任选的辅助聚胺与至少一种聚异氰酸酯之间的反应形成,其中所述聚胺每个分子具有两个或多个氨基,所述聚异氰酸酯每个分子具有两个或更多个异氰酸酯基。优选在不需要机械释放(微胶囊破裂)的情况下,由该微胶囊外壳壁控制除草剂核心物质的释放。
在一些实施方案中,微胶囊可通过将核心物质包封在外壳壁中来制备,在反应介质中,以使反应介质包含过量摩尔当量的胺基(相比于异氰酸酯基)的浓度来使聚胺组分和聚异氰酸酯组分反应而形成该外壳壁。更具体的说,反应介质中来自主要聚胺和任选辅助聚胺的胺基的摩尔浓度和来自至少一种聚异氰酸酯(即,一种聚异氰酸酯、两种聚异氰酸酯的混合物、三种聚异氰酸酯的混合物等)的异氰酸酯基的摩尔浓度使得胺摩尔当量浓度与异氰酸酯摩尔当量浓度的比率为至少1∶1。可根据以下等式计算胺摩尔当量浓度与异氰酸酯摩尔当量浓度的摩尔比:
在上式(1)中,胺摩尔当量根据以下等式来计算:
胺摩尔当量=∑([聚胺]/当量)。
在上式(1)中,异氰酸酯摩尔当量根据以下等式来计算:
异氰酸酯摩尔当量=∑([聚异氰酸酯]/当量)
其中聚胺浓度和聚异氰酸酯浓度指的是各自在反应介质中的浓度,并且各自以克/L计。当量一般是通过将以克/摩尔计的分子量除以每个分子中的官能团数量来计算并且以克/摩尔计。对于一些分子(例如三亚乙基四胺(“TETA”)和4,4′-二异氰酸-二环己基甲烷(“DES W”)来说,当量等于分子量除以每个分子中的官能团数量。例如,TETA具有146.23g/mol的分子量和4个胺基。因此,其当量为36.6g/mol。此计算通常是正确的,但对于一些物质而言,实际当量可与计算当量不同。在一些组分中,例如六亚甲基-1,6-二异氰酸酯的含缩二脲加合物(即,三聚物),市售物质的当量由于例如不完全反应而与理论当量不同。六亚甲基-1,6-二异氰酸酯的含缩二脲加合物(即,三聚物)的理论当量为159.5g/mol。六亚甲基-1,6-二异氰酸酯的三聚物(“DES N3200”)(市售产品)的实际当量为约183g/mol。在以上的计算中使用此实际当量。可从制造商那里或通过本领域中已知的方法用合适的反应物滴定来获得实际当量。胺摩尔当量计算式中的符号∑表示胺摩尔当量包括反应介质中所有聚胺的胺摩尔当量的总和。同样地,异氰酸酯摩尔当量计算式中的符号∑表示异氰酸酯摩尔当量包括反应介质中所有聚异氰酸酯的异氰酸酯摩尔当量的总和。
有利的是,选择聚胺组分和聚异氰酸酯组分以使得主要聚胺和任选的辅助聚胺具有至少为2(即,3、4、5或更大)的胺官能度,并且至少一种聚异氰酸酯具有至少为2(即,2.5、3、4、5或更大)的异氰酸酯官能度,因为较高的胺和异氰酸酯官能度增加组成外壳壁的个别聚脲聚合物之间所发生的交联的百分比。在一些实施方案中,主要聚胺和任选的辅助聚胺具有大于2的胺官能度,并且聚异氰酸酯是聚异氰酸酯的混合物,其中各种聚异氰酸酯具有大于2的异氰酸酯官能度。在其它实施方案中,主要聚胺和任选的辅助聚胺包括三官能聚胺,并且聚异氰酸酯组分包括一种或多种三官能聚异氰酸酯。在其它实施方案中,外壳壁是由聚异氰酸酯或聚异氰酸酯混合物(其平均每个分子具有至少2.5个反应基)与主要聚胺和任选的辅助聚胺(其平均每个分子具有至少3个反应基)之间的反应而形成。此外,有利的是,选择聚胺组分和聚异氰酸酯组分的浓度,以使聚异氰酸酯组分基本上完全反应形成聚脲聚合物。聚异氰酸酯组分的完全反应增加该反应中形成的聚脲聚合物之间交联的百分比,从而为外壳壁提供结构稳定性。除其它因素以外,可选择这些因素(即,核心物质组分的重量与外壳壁组分的重量的比、除草剂微胶囊的平均粒度、交联度)来影响除草剂微胶囊群体的释放速率分布,从而能够制备平衡增强的作物安全性并且仍可有效控制杂草的除草剂微胶囊。
胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比优选为至少约1.15∶1或甚至至少约1.20∶1。在一些实施方案中,该摩尔当量比小于约1.7∶1、小于约1.6∶1、小于约1.5∶1、小于约1.4∶1或甚至小于约1.3∶1。在一些实施方案中,聚合介质中的胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为1.1∶1至约1.7∶1、1.1∶1至约1.6∶1、1.1∶1至约1.5∶1、1.1∶1至约1.4∶1、1.1∶1至约1.3∶1、约1.15∶1至约1.7∶1、约1.15∶1至约1.6∶1、约1.15∶1至约1.5∶1、约1.15∶1至约1.4∶1或约1.15∶1至约1.3∶1。典型比的实例包括1.1、1.15∶1、1.2∶1、1.25∶1、1.3∶1、1.35∶1、1.4∶1、1.45∶1和1.5∶1。在实践本发明中所使用的摩尔当量比大于现有技术组合物中通常使用的比,其中使用约1.01∶1至约1.05∶1的较小理论配比过剩的胺当量和异氰酸酯当量,以确保异氰酸酯完全反应。在不受任何特定理论限制的情况下,据信,本发明中使用的增加过量的胺基会产生大量未反应的胺官能团,从而提供具有大量未交联的胺官能团的外壳。据信,完全反应和交联的聚异氰酸酯组分与具有大量未反应和未交联的官能团的胺组分的组合可形成结构上稳定的外壳壁,其相比于本领域中已知的外壳壁,挠性和/或柔软性更强,而且剪切和破裂的可能性较低。另外据信,未反应的胺基可减少外壳壁中的裂缝或裂纹,从而减少从核心的渗漏。
在一些其它实施方案中,控制反应介质中核心物质相对于外壳壁组分的浓度,从而引起微胶囊外壳壁厚度的变化。该反应介质优选地包含浓度(重量)比为约16∶1至约3∶1(例如约13∶1至约8∶1、约13∶1至约6∶1、约12∶1至约6∶1或约10∶1至约6∶1)的核心物质和外壳壁组分。该比是通过将反应介质中核心物质的浓度(克/L)除以反应介质中外壳壁组分的浓度(克/L)来计算,该核心物质的浓度由除草剂活性物质和任何一种或多种稀释溶剂组成。外壳壁组分的浓度包括聚胺组分的浓度和聚异氰酸酯组分的浓度。一般来说,已经发现,减小核心物质与外壳壁组分的比易于因外壳壁厚度增加而降低核心物质的释放速率。这易于降低作物损伤和杂草控制二者,但是这些效果的量不总是相互关联的。
在一些实施方案中,一旦已经开始释放,则可添加稀释剂(例如溶剂)来改变核心物质的溶解参数特性,以增加或减小活性物质从微胶囊中释放的速率。例如,核心物质可包含按重量计0%至约35%的稀释剂,例如按重量计0.1%至约25%、按重量计约0.5%至约20%或按重量计约1%至10%。具体地说,核心物质可包含0%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、10%、15%、20%、25%、30%或甚至35%的稀释剂。在一些实施方案中,总核心物质与稀释剂的重量比可为例如8至1、10至1、15至1或20至1。在一些实施方案中,该稀释剂是在25℃下具有小于10、5、1、0.5或甚至0.1克/升的溶解度的水不溶性有机溶剂。合适的水不溶性溶剂的实例包括链烷烃。链烷烃优选主要是直链或支链烃。实例包括十五烷和1SOPAR V。
可将本发明的除草剂微胶囊群体制备成具有至少约7微米(“微米”或μm)的至少一种平均横向尺寸(例如,直径或平均粒度)。可利用本领域技术人员已知的激光散射粒度分析仪测量粒度。粒度分析仪的一个实例为Coulter LS粒度分析仪。微胶囊实质上是球形,这使得由微胶囊表面上的任何点到微胶囊相对面上的一点所确定的平均横向尺寸实质上为该微胶囊的直径。微胶囊群体优选具有至少约7μm的至少一种平均横向尺寸或平均粒度,更优选为至少约8μm,更优选为至少约9μm,更优选为至少约10μm。在优选的实施方案中,微胶囊群体的平均粒度小于约15μm,并且更优选为小于12μm。鉴于此点,本发明的除草剂微胶囊群体的平均粒度为约7μm至约15μm、约7μm至约12μm、约8μm至约12μm、或约9μm至约12μm。在特别优选的实施方案中,该范围是约9μm至约11μm。
本发明的微胶囊的粒度大于现有技术中通常所使用的粒度,并且通常通过改变组合物(如上所述)和控制反应条件(例如混合速度、剪切力、混合器设计和混合时间)来实现。一般来说,降低混合速度、剪切力和混合时间有利于制备较大的微胶囊。
在本发明的其它实施方案中,可控制上述变量中的两个或多个以实现本发明的目标。控制以下变量组合是在本发明的范围内:(1)(i)胺基与异氰酸酯基的摩尔当量比和(ii)核心除草剂与外壳壁组分的重量比;(2)(i)胺基与异氰酸酯基的摩尔当量比和(iii)核心除草剂与稀释剂(例如,溶剂)的重量比;(3)(i)胺基与异氰酸酯基的摩尔当量比和(iv)微胶囊粒度;(4)(ii)核心除草剂与外壳壁组分的重量比和(iii)核心除草剂与稀释剂的重量比;(5)(ii)核心除草剂与外壳壁组分的重量比和(iv)微胶囊粒度;(6)(iii)核心除草剂与稀释剂的重量比和(iv)微胶囊粒度;(7)(i)胺基与异氰酸酯基的摩尔当量比、(ii)核心除草剂与外壳壁组分的重量比和(iii)核心除草剂与稀释剂的重量比;(8)(i)胺基与异氰酸酯基的摩尔当量比、(ii)核心除草剂与外壳壁组分的重量比和(iv)微胶囊粒度;(9)(i)胺基与异氰酸酯基的摩尔当量比、(iii)核心除草剂与稀释剂的重量比和(iv)微胶囊粒度;(10)(ii)核心除草剂与外壳壁组分的重量比、(iii)核心除草剂与稀释剂的重量比和(iv)微胶囊粒度;和(11)(i)胺基与异氰酸酯基的摩尔当量比、(ii)核心除草剂与外壳壁组分的重量比、(iii)核心除草剂与稀释剂的重量比和(iv)微胶囊粒度。
可通过选择胶囊性质和组成并选择如前所述的过程参数来控制核心物质从微胶囊中释放的速率。因此,通过适当选择之前和以下所述参数,可以制造在作为撒施喷雾施用到含有发芽后作物的田地中时具有可接受的安全性并且在农业上有效的时间长度内维持良好杂草控制的制剂。
与本领域中已知的微胶囊相比,本发明的微胶囊显示降低作物损伤率的释放速率分布。根据一种理论并且在不受任何特定理论限制的情况下,据信增加微胶囊群体的平均粒度降低每单位重量的微胶囊的总有效面积。由于扩散释放和表面积成比例,因此如果其它方面保持不变,则这易于降低释放速率。这转而易于降低杂草控制和作物损伤。然而,已经出人意料地发现本发明的微胶囊在施用时提供甚至小于仅基于粒度介导释放速率将预期的最初农作物损伤。在不受任何特定理论限制的情况下,据信增加的粒度和由大量过剩的未反应胺基造成的外壳特性的组合显著地减少在芽后施药后农作物最初所接触的除草剂的量,从而增强作物安全性并且使农作物损伤降至最低程度。据信,相比于现有技术微胶囊,本发明的柔性外壳具有抗破裂性,从而在施用含有微胶囊的除草剂制剂后农作物最初所接触的除草剂的量减少。另外或可选择地,据信微胶囊的外壳壁的特征为减少的裂缝,这减少除草剂通过外壳壁渗漏和流出。此外,优化核心与外壳的重量比和核心除草剂与稀释剂(溶剂)的重量比可进一步影响释放速率并且实现实现本发明的目标。
用于估算来自本发明的除草剂微胶囊群体的除草活性物质损伤作物的可能性的释放速率分布可在实验室内利用本领域中已知的搅拌溶解测试仪器(例如SOTAX AT-7(SOTAX CorDoration;Horsham,PA 19044)或HANSON SR8-PLUS(可从Hitachi获得))来测量。在本发明的溶解速率方法协议中,制备由水性介质(由去离子水组成)中的1%(按重量计)的胶囊化乙酰胺除草剂活性成分组成的水性浆液。例如,100mL水性浆液将含有总量约为1克的乙酰胺除草剂。对于包含按重量计为50%乙酰胺的微胶囊来说,该水性浆液因此将含有按重量计为2%的微胶囊。将水性浆液放置在溶解测试仪器的单元中并且在25℃的温度下搅拌。在足以使微胶囊颗粒在整个测试期间保持悬浮而不使微胶囊颗粒机械破裂的速率下搅拌该水性浆液。例如,在使用SOTAX AT-7搅拌溶解测试仪器的情况下,搅拌器以约150RPM旋转。定时获取试样以测定除草剂的浓度,例如,在0、1、2、4、6和24小时。通过针筒式过滤器(TARGET乙酸纤维素0.2μm,ThermoFisher Scientific)过滤每份试样,从而去除任何胶囊。然后通过本领域中已知的标准分析方法(例如HPLC)分析所得到的溶液中的活性物质。
根据本文所述的用于测定释放速率分布的方法并且基于实验证据,据信良好的作物安全性与具有有限渗透性的外壳内包含的胶囊化乙酰胺除草剂相关,其中在6小时时,测试试样中的乙酰胺除草剂(例如,乙草胺)浓度小于约100ppm(总乙酰胺的约1%),并且在24小时时,测试试样中乙酰胺的浓度小于约150ppm(总乙酰胺的1.5%)。优选地,在6小时时,测试试样中的乙酰胺浓度小于约75ppm(总乙酰胺的0.75%),并且在24小时时,测试试样中的乙酰胺浓度小于约125ppm(总乙酰胺的1.25%)。更优选地,在6小时时,测试试样中的乙酰胺浓度小于约60ppm(总乙酰胺的0.60%),并且在24小时时,测试试样中的乙酰胺浓度小于100ppm(总乙酰胺的1.00%)。甚至更优选地,在6小时时,测试试样中的乙酰胺浓度小于约50ppm(总乙酰胺的0.50%),并且在24小时时,测试试样中的乙酰胺浓度小于约75ppm(总乙酰胺的0.75%)。已经观察到具有含上述参数的释放速率分布的除草剂微胶囊一般提供商业上可接受的植物安全性和对杂草的功效。相比之下,DEGREE除草剂样品(可商购自Monsanto Company的微胶囊化乙草胺制剂)通常在6小时时的试样中释放约125ppm至约140ppm,并且在24小时时的试样中释放约200ppm(接近饱和)。
下文更详细地描述本发明的胶囊化乙酰胺除草剂的制备。
乙酰胺胶囊化
本发明的聚脲聚合物外壳包括具有通式结构(I)的重复单元:
结构(I)
其中X一般表示重复单元的某一部分或某些部分,其如下文中进一步所定义可独立地选自许多不同的实体(例如,不同的亚烃基连接体,诸如芳香族、脂族和脂环族连接基,和具有芳香族、脂族和脂环族连接基的组合的部分)。该外壳包封含有乙酰胺的核心物质,从而使得乙酰胺通过外壳壁的分子扩散一旦开始,便优选为主要的释放机制(如文中其它地方所述)。因此,外壳优选地在结构上是完整的;即,外壳优选没有受到使乙酰胺通过流动机制释放出来的机械损伤或化学腐蚀。另外,外壳优选为实质上不具有可使核心物质通过流动释放出来的尺寸的缺陷(例如微孔和裂缝)。如果在微胶囊壁的形成反应期间产生气体,则可能形成微孔和裂缝。例如,异氰酸酯的水解作用产生二氧化碳。因此,本发明的微胶囊优选是在界面聚合反应中形成,其中控制条件以使异氰酸酯反应物的原位水解作用降到最低。可优选控制用来使异氰酸酯的水解作用降到最低的反应变量包括但不限于:异氰酸酯反应物的选择、反应温度和在胺摩尔当量超过异氰酸酯摩尔当量的情况下的反应。
如本文所使用,核心物质从微胶囊中“流出”一般是指通过外壳壁中的结构性开口排出或漏出的物质流。相比之下,“分子扩散”一般是指被吸附至外壳壁的内表面上并且从外壳壁的外表面释放出来的分子,例如乙酰苯胺分子。
如上所述,该聚脲聚合物优选是聚胺组分(和任选的辅助聚胺)与聚异氰酸酯组分之间的反应的产物,其中所述聚胺组分包含每个分子具有两个或多个氨基的主要聚胺,所述聚异氰酸酯组分包含每个分子具有两个或多个异氰酸酯基的至少一种聚异氰酸酯。在一些实施方案中,该至少一种聚异氰酸酯包括两种或多种聚异氰酸酯的混合物。在一些优选实施方案中,聚异氰酸酯的混合物包括至少一种二异氰酸酯(即,每个分子具有两个异氰酸酯基)和至少一种三异氰酸酯(其每个分子具有三个异氰酸酯基)。优选地,主要胺和辅助胺均非水解反应的产物,该水解反应涉及任何与之反应形成聚脲聚合物的聚异氰酸酯。更优选地,外壳壁实质上不含聚异氰酸酯和由聚异氰酸酯的水解作用所产生的胺的反应产物。由于在文中其它地方所述的各种原因,这种异氰酸酯和其衍生胺的原位聚合为次优选。
微胶囊的外壳壁可被视为“半渗透的”,其如本文所使用,一般是指具有介于从实质上不可渗透的微胶囊中释放和从实质上允许核心物质立即释放的微胶囊(即,具有小于约24小时、约18小时、约12小时或甚至约6小时的半衰期的微胶囊)中释放之间的半衰期的微胶囊。例如,“半渗透性”微胶囊可具有约5至约150天、约10至约125天、约25至约100天或约50至约75天的半衰期。
聚异氰酸酯
可利用一种或多种聚异氰酸酯(即,每个分子具有两个或多个异氰酸酯基)形成微胶囊的聚脲聚合物外壳或壁。在一些实施方案中,利用至少两种聚异氰酸酯的混合物形成聚脲外壳壁。在一个优选的实施方案中,聚脲外壳壁是利用至少一种二异氰酸酯和至少一种三异氰酸酯在界面聚合反应中形成。
用于形成本发明的外壳壁的聚异氰酸酯具有以下通式结构(II):
结构(II)
其中n是至少为2的整数,例如2至5、2至4,并且优选为2或3;并且R是将两个或多个异氰酸酯基连接在一起的基团,包括可以将异氰酸酯基连接在一起的任何芳香族、脂族或脂环族基团,或任何芳香族、脂族或脂环族基团的组合。
可采用各种脂族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳香族二异氰酸酯(其中X在结构(II)中为2),例如,也可以在本发明中采用含有脂族部分和/或含有脂环族环部分或芳香环部分的二异氰酸酯。
一般的脂族二异氰酸酯包括具有以下通式结构(III)的那些:
O=C=N——(CH2)n——N=C=O
结构(III)
其中n是平均值为约2至约18、约4至约16或约6至约14的整数。优选地,n为6,即,1,6-六亚甲基二异氰酸酯。1,6-六亚甲基二异氰酸酯的分子量为约168.2g/mol。由于1,6-六亚甲基二异氰酸酯的每个分子包含2个异氰酸酯基,所以其当量为约84.1g/mol。一般将聚异氰酸酯的当量定义为分子量除以每个分子中的官能团数量。如上所述,在一些聚异氰酸酯中,实际当量可与理论当量不同,其中一些是在本文中确定。
在某些实施方案中,脂族二异氰酸酯包括二异氰酸酯的二聚物,例如具有以下结构(IV)的二聚物:
结构(IV)
其中n是平均值为约2至约18、约4至约16或约6至约14的整数。优选地,n为6,即,结构(IV)为1,6-六亚甲基二异氰酸酯的二聚物(分子量339.39g/mol;当量183g/mol)。
也可以使用各种脂环族和芳香族二异氰酸酯。一般来说,芳香族二异氰酸酯包括那些其中R连接基含有芳香环的二异氰酸酯,并且脂环族二异氰酸酯包括那些其中R连接基含有脂环族环的二异氰酸酯。通常,芳香族和脂环族二异氰酸酯中的R基结构均含有除芳香族环或脂环族环以外的部分。文中的命名法是用于将二异氰酸酯分类。
某些市售的芳香族二异氰酸酯包含两个苯环,其可以相互直接键合或通过具有1至约4个碳原子的脂族连接基来连接。一种这样的芳香族二异氰酸酯是具有以下结构(V)的4,4′-二异氰酸-二苯基甲烷(双(4-异氰酸苯基)甲烷)(分子量=250.25g/mol;当量=125g/mol):
结构(V)。
具有类似于结构(V)的结构的芳香族二异氰酸酯包括2,4′-二异氰酸-二苯基甲烷(分子量=250.25g/mol;当量=125g/mol)和2,2′-二异氰酸-二苯基甲烷(分子量=250.25g/mol;当量=125g/mol)。
其它芳香族二异氰酸酯(其中苯环是直接互相键合)包括4,4′-二异氰酸-1,1′-联苯和具有以下结构(VI)的4,4′-二异氰酸-3,3′-二甲基-1,1′-联苯(分子量=264.09g/mol;当量=132g/mol):
结构(VI)
另一种芳香族二异氰酸酯是具有以下结构(VII)的联茴香胺二异氰酸酯(4,4′-二异氰酸-3,3′-二甲氧基联苯)(分子量=296g/mol;当量=148g/mol):
结构(VII)
某些市售的芳香族二异氰酸酯包含单个苯环。异氰酸酯基可以直接与该苯环键合或可以通过具有1至约4个碳原子的脂族基来连接。具有单个苯环的芳香族二异氰酸酯是具有以下结构(VIII)的间亚苯基二异氰酸酯(1,3-二异氰酸基苯)(分子量=160.1g/mol;当量=80g/mol):
结构(VIII)。
类似的芳香族二异氰酸酯包括对亚苯基二异氰酸酯(分子量=160.1g/mol;当量=80g/mol)、2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-二异氰酸-1-甲苯)(分子量=174.2g/mol;当量=85g/mol)、2,6-甲苯二异氰酸酯(分子量=174.2g/mol;当量=85g/mol)和2,4,6-三异丙基-间亚苯基异氰酸酯。具有将异氰酸酯基连接至苯环的脂族基的类似二异氰酸酯包括1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、四甲基-间亚二甲苯基二异氰酸酯、四甲基-对亚二甲苯基二异氰酸酯和间四甲基二甲苯二异氰酸酯(1,3-双(2-异氰酸丙-2-基)苯)。
脂环族二异氰酸酯可包含一个或多个具有4至约7个碳原子的脂环族环基。通常,该脂环族环是环己烷环。一个或多个脂环族环可以相互直接键合或通过具有1至4个碳原子的脂族连接基来连接。此外,异氰酸酯基可以与脂环族环直接键合或可以通过具有1至约4个碳原子的脂族基来连接。脂环族异氰酸酯的一个实例是4,4′-二异氰酸-二环己基甲烷(双(4-异氰酸环己基)甲烷),例如具有结构(IX)的Desmodur W(Miles):
结构(IX)。
Desmodur W具有262.35的近似分子量和131.2g/mol的近似当量。其它脂环族二异氰酸酯包括1,3-双(异氰酸甲基)环己烷和异佛尔酮二异氰酸酯(5-异氰酸-1-(异氰酸甲基)-1,3,3-三甲基环己烷)。
某些脂族三异氰酸酯包括例如由直链脂族二异氰酸酯衍生的三官能加合物。该直链脂族二异氰酸酯可具有以下结构(III):
O=C=N——(CH2)n——N=C=O
结构(III)
其中n是平均值为约2至约18、约4至约16或约6至约14的整数。可用于制备脂族三异氰酸酯的特别优选的结构(III)的直链脂族二异氰酸酯是六亚甲基-1,6-二异氰酸酯的三聚物。脂族三异氰酸酯可以由脂族异氰酸酯(即,二聚物、三聚物等)单独衍生,或者脂族三异氰酸酯可以由结构(I)的脂族异氰酸酯和偶合剂之间的反应而衍生,偶合剂诸如水或低分子量三醇,如三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、甘油或己三醇)。
示例性脂族三异氰酸酯(其中n为6)是六亚甲基-1,6-二异氰酸酯的含缩二脲的加合物(即,三聚物),其对应于结构(X):
结构(X)
此物质可以以商标名Desmodur N3200(Miles)或Tolonate HDB(Rhone-Poulenc)商购获得。Desmodur N3200具有478.6g/mol的近似分子量。市售的Desmodur N3200具有191g/mol的近似当量(理论当量为159g/mol)。
另一种由具有结构(III)的脂族异氰酸酯衍生的脂族三异氰酸酯对应于以下通式结构:
具有以上结构的特定脂族三异氰酸酯(其中R基是具有六个碳原子的直链烃)(六亚甲基-1,6-二异氰酸酯的三聚物)的名称为HDI异氰脲酸酯三聚物,其可以以商标名Desmodur N3300(Miles)或Tolonate HDT(Rhone-Poulenc)商购获得。Desmodur N3300具有504.6g/mol的近似分子量和168.2g/mol的近似当量。
另一种示例性脂族三异氰酸酯是三羟甲基丙烷和六亚甲基-1,6-二异氰酸酯的三异氰酸酯加合物,其对应于结构(XII):
含有芳香族部分的芳香族三异氰酸酯也可用于本发明,包括例如含有或包含聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯的那些(CAS号9016-87-9,4,4′-(4-异氰酸-1,3-亚苯基)双(亚甲基)双(异氰酸苯)),其具有以下结构(XIII):
结构(XIII)
具有芳香族部分的异氰酸酯易于经历速率大于脂族异氰酸酯的原位水解作用。由于水解速率在较低温度下降低,因此优选将异氰酸酯反应物储存在不超过约50℃的温度下,并且优选将含有芳香族部分的异氰酸酯反应物储存在不超过约20℃至约25℃的温度和干燥气氛下。
其它聚异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的加合物、二甲苯二异氰酸酯和经聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯封端的多元醇。
应注意,可利用本领域中已知的方法(参见例如,美国专利No.5,925,595,该专利的全部内容并入本文以供所有相关目的使用),通过实验确定待使用的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯共混物的选择。在使用三异氰酸酯和二异氰酸酯的共混物的情况中,基于异氰酸酯当量,三异氰酸酯与二异氰酸酯的比介于约90∶10和约30∶70之间。
主要胺
在本发明的一些优选的实施方案中,聚胺组分基本上是由主要胺组成。类似地,在一些实施方案中,聚胺组分是不含一种或多种辅助胺的主要胺。制备或形成微胶囊外壳壁的聚脲聚合物可包含胺或多官能胺前体(例如,单体)。在可用于制备本发明的优选微胶囊的胺或多官能胺中,存在例如具有以下通式结构的直链烷基胺或聚烷基胺:
H2N——X——NH2
结构(XIV)
其中“X”选自——(CH2)a——和——(C2H4)——Y——(C2H4)——;“a”是值为约1至约8、约2至约6或约3至约5的整数;并且“Y”选自——S——S——、——(CH2)b—Z——(CH2)b—和——Z——(CH2)a——Z——,其中“b”是值为0至4或1至3的整数,“a”是如上所定义,并且“z”选自——O——和——S——。
通常可用于本发明的这些胺或多官能胺的实例包括取代和未取代的聚乙烯胺,例如(i)结构为NH2(CH2CH2NH)mCH2CH2NH2的胺,其中m为1至5、1至3或2,(ii)二亚乙基三胺(分子量=103.17g/mol,当量=34.4g/mol)和(iii)三亚乙基四胺(分子量=146.23g/mol,当量=36.6g/mol);以及取代和未取代的聚丙烯亚胺。然而,应注意,也可以使用其它类似的取代和未取代的多官能胺,包括例如亚氨基二丙胺、双(六亚甲基)三胺、胱胺、三乙二醇二胺(例如购自Huntsman Corp.,Houston,TX的JeffamineEDR-148)和具有长度为约2至约6个或约2至约4个碳的主要烷基链的烷基二胺、三胺和四胺(例如,从乙二胺到六亚甲基二胺、三胺或四胺,其中通常优选少数碳和/或四胺通常优于三胺)。主要聚胺可包括具有通式结构(XIV)的任何上述胺中的一种或多种。在优选的胺中,包括例如,取代或未取代的聚乙烯胺、聚丙烯胺、二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
B.辅助胺
在本发明的一些任选实施方案中,聚胺组分包含主要胺和一种或多种辅助胺。在聚胺组分包含主要胺和辅助胺的情况中,可通过例如改变形成外壳壁的聚合反应中使用的2种或多种胺的相对量来影响外壳壁的渗透性或核心物质的释放速率(参见例如,美国专利公开号2004/0137031A1,该专利的全部内容以引用的方式并入本文)。因此,除了上述主要胺以外,可任选地包含和主要胺组合的辅助胺(如聚亚烷基胺或环氧-胺加合物),从而提供微胶囊,其除了在微胶囊活化时赋予的渗透性(例如,通过使保护基从聚合物主链裂解)以外,相比于由基本上由主要胺组成的胺源制备的外壳壁,具有改变的外壳壁渗透性或释放速率。
当辅助胺与主要胺的比增加时,此渗透性或释放速率可改变(例如,增加)。然而应注意,或者或另外,如文中其它地方所更详细描述,可通过改变外壳壁的组成来进一步优化渗透率,例如通过(i)所使用的异氰酸酯类型、(ii)使用异氰酸酯混合物、(iii)使用在氨基之间具有适当的烃链长度的胺和/或(iv)改变外壳壁组分和核心组分的比,所有这些都是例如利用本领域中已知的方法标准通过实验而测定的。
在一些实施方案中,改变渗透性的辅助胺可以是聚亚烷基胺,其通过使环氧烷和二醇或三醇反应形成经羟基封端的聚环氧烷中间体,然后使末端羟基胺化而制得。
或者,辅助胺可以是具有以下结构(XV)的聚醚胺(或者称为聚氧化亚烷基胺,例如聚氧化丙烯三胺或二胺和聚氧化乙烯三胺或二胺):
结构(XV)
其中:c是值为0或1的数字;“R1”选自氢和CH3(CH2)d-;“d”是值为0至约5的数字;“R2”和“R3”分别是
“R4”选自氢和
其中“R5”、“R6”和“R7”独立地选自氢、甲基和乙基;并且“x”、“y”和“z”是总和为约2至约40或约5至约30或约10至约20的数字。
在一些实施方案中,x+y+z的值优选不大于约20,或更优选不大于约15或甚至约10。具有此式的有用辅助胺化合物的实例包括Jeffamine ED系列的胺(Huntsman Corp.,Houston,TX)。这些优选胺之一是Jeffamine T-403(Huntsman Corp.,Houston,TX),其是根据此式的化合物,其中c、g和h各自为0,R1是CH3CH2(即,CH3(CH2)d,其中d为1),R5、R6和R7各自为甲基,并且x+y+z的平均值为约5至约6。
已经发现多官能胺和环氧官能化合物的反应产生同样可用作辅助胺的环氧-胺加合物。环氧-胺加合物在本领域中通常是已知的。(参见例如,Handbook of Epoxy Resins(环氧树脂手册)中的Lee,Henry and Neville,Kris,Aliphatic Primary Amines andTheir Modifications as Epoxy-Resin Curing Agents,第7-1至7-30页,McGraw-HillBook Company(1967))。优选地,和本文其它地方对胺的描述一样,该加合物具有水溶性。优选地,和环氧物反应形成该加合物的多官能胺是之前上面所描述的胺。更优选地,该多官能胺是二亚乙基三胺或乙二胺。优选的环氧物包括环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯和环氧环己烷。双酚A的二缩水甘油醚(CAS号1675-54-3)在和胺以胺与环氧基比优选为至少约3至1反应时是有用的加合物前体。
然而,应注意在某些情况下,也可以通过添加辅助胺来降低渗透性。例如,已知选择某些含环胺作为渗透性改变或辅助胺可用于提供当该胺相对于其中的主要胺的含量增加时,释放速率降低的微胶囊。优选地,该辅助胺是选自脂环族胺和芳烷基胺的化合物。芳族胺或胺基中的氮与芳环中的碳键合的芳族胺可能不是普遍适用的。示例性的并且在一些实施方案中优选的脂环族胺包括4,4′-二氨基二环己基甲烷、1,4-环己烷双(甲胺)和异佛尔酮二胺(5-氨基-1,3,3-三甲基环己烷甲胺;分子量=170.30g/mol;当量=85.2g/mol)。示例性的并且在一些实施方案中优选的芳烷基胺具有以下结构(XVI):
其中“e”和“f”是值独立地为约1至约4或约2至约3的整数。从Mitsubishi GasCo.,Tokyo,JP得到的间苯二甲胺是芳烷基胺的优选实例(分子量=136.19g/mol;当量=68.1g/mol)。另一实例是对二甲苯二胺。经烷基取代的芳烷基聚胺包括2,3,5,6-四甲基-1,4-二甲苯二胺和2,5-二甲基-1,4-二甲苯二胺。
C.胺性质
优选地,主要胺(和任选的辅助胺)具有至少约两个氨基或官能度,并且甚至更优选地,该胺包含至少三个氨基。在不受任何特定理论限制的情况下,一般认为在本文所述的界面聚合中,多官能胺的有效官能度通常被限制在仅仅稍大于约2和小于约4。据信这是由于位阻因素所致,其通常阻止多官能胺外壳壁前体中有明显多于约3个氨基参与聚合反应。
另外还应注意,其上可具有或不具有胺保护基的胺单体的分子量优选小于约1000g/mole,并且在一些实施方案中更优选小于约750g/mole或甚至500g/mole。例如,其中可具有或不具有一个或多个封闭型胺官能度的胺单体的分子量可为约75g/mole至小于约750g/mole,或约100g/mole至小于约600g/mole,或约150g/mole至小于约500g/mole。当量(分子量除以胺官能团的数量)通常为约20g/mole至约250g/mole,例如约30g/mole至约125g/mole。在不受任何特定理论限制的情况下,通常认为位阻在此处是限制因素,因为较大的分子在界面聚合期间可能无法扩散通过早先形成的原外壳壁,从而和核心中的异氰酸酯单体接触并且和其完全反应。
核心物质组合物
一般来说,有用的除草剂核心物质包括在小于约80℃的温度下为单相液体的物质。优选地,核心物质在小于约65℃的温度下为液体。更优选地,核心物质在小于约50℃的温度下为液体。核心物质也可以包含悬浮在液相中的固体。无论是液体还是液相中的固体,该核心物质优选具有使其容易流动,从而有利于通过抽吸来输送并且有利于形成水包油乳液(这是制备本文所述微胶囊的方法的一部分)的粘度。因此,该核心物质在形成乳液并发生聚合反应的温度(通常约25℃至约65℃,通常,约40℃至约60℃)下,优选具有小于约1000厘泊(cps)(例如,小于约900、800、700、600或甚至500cps)的粘度。优选地,核心物质与水不混溶,该性质通过界面聚合来促进胶囊化。与水不混溶指的是物质在约25℃下具有相对低的水溶性,例如小于约500mg/L,优选小于约250mg/L,甚至更优选小于约100mg/L。某些核心物质具有甚至更低的水溶性,例如乙草胺,其在25℃下小于25mg/L。在一些优选的实施方案中,适用于实践本发明的乙酰胺除草剂核心物质包括二甲吩草胺、草萘胺、戊炔草胺和乙酰苯胺除草剂,例如乙草胺、甲草胺、丁草胺、丁烯草胺、异丁草胺、乙酰甲草胺、二甲草胺、苯噻酰草胺、吡草胺、异丙甲草胺、丙草胺、毒草胺、异丙草胺、丙炔草胺、特丁草胺、甲氧噻草胺和二甲苯草胺、其混合物和其立体异构体。优选的乙酰胺除草剂包括二甲吩草胺和二甲吩草胺-P,并且优选的乙酰苯胺除草剂包括乙草胺、异丙甲草胺和S-异丙甲草胺。
核心物质可包含多种用于释放的化合物(例如,乙酰胺和一种或多种用于增强其对杂草的生物效力和/或减少作物损伤的与之相容的添加剂)。例如,在一些实施方案中,核心物质任选地包含安全剂。合适的安全剂包括例如,购自Monsanto Company的解草恶唑((RS)-3-(二氯乙酰基)-5-(2-呋喃基)-2,2-二甲基-1,3-噁唑烷95%);AD 67(4-(二氯乙酰基)-1-氧杂-4-氮杂螺[4,5]癸烷);解草酮(CGA 154281,(RS)-4-二氯乙酰基-3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并恶嗪);解毒喹(CGA 184927,(5-氯喹啉-8-基氧基)乙酸);解草胺腈(CGA 43089,(Z)-氰基甲氧基亚氨基(苯基)乙腈);环丙磺酰胺(N-[4-(环丙基氨甲酰基)苯磺酰]-邻茴香酰胺);二氯丙烯胺(DDCA,R25788,N,N-二烯丙基-2,2-二氯乙酰胺);dicyclonon((RS)-1-二氯乙酰基-3,3,8a-三甲基全氢吡咯并[1,2-a]嘧啶-6-酮);苯基硫代磷酸二乙酯(dietholate)(O-苯基硫代磷酸O,O-二乙酯);解草唑(HOE 70542,1-(2,4-二氯苯基)-5-三氯甲基-1H-1,2,4-三唑-3-羧酸);解草啶(CGA 1234074,6-二氯-2-苯基嘧啶);解草安(2-氯-4-三氟甲基-1,3-噻唑-5-羧酸苄酯);氟草肟(CGA 133205,4′-氯-2,2,2-三氟苯乙酮(EZ)-O-1,3-二氧戊环-2-基甲基肟);双苯恶唑酸(4,5-二氢-5,5-二苯基-1,2-恶唑-3-羧酸);吡唑解草酸((RS)-1-(2,4-二氯苯基)-5-甲基-2-吡唑啉-3,5-二羧酸);mephenate(甲基氨基甲酸4-氯苯基酯);MG 191;萘二甲酸酐;解草腈(CGA 92194,(Z)-1,3-二氧戊环-2-基甲氧基亚氨基(苯基)乙腈);和本领域中已知的其它安全剂。应注意,即使在不含安全剂的情况下,除草剂微胶囊也可以通过处理和结构参数的选择实现商业上可接受的作物安全。因此,该安全剂是任选的核心物质。
另外应注意,如前文所述,核心物质可任选地包含稀释剂。一旦已经开始释放,则可添加稀释剂来改变核心物质的溶解参数特性,从而增加或减小活性物质从微胶囊中释放的速率。核心物质中优选的稀释剂含量如前文所述。
该稀释剂可选自实质上本领域中已知的任何稀释剂。稀释剂和核心物质(例如,乙酰胺活性物质)和/或外壳壁的相容性可通过实验利用本领域中已知的方法标准来测定(参见例如美国专利公开No.2004/0137031A1和美国专利No.5,925,595,这些专利的全部内容被并入本文以供所有相关目的使用)。示例性稀释剂包括例如被烷基取代的联苯化合物(例如,SureSol370,购自Koch Co.);正石蜡油(例如,NORPAR 15,购自Exxon);矿物油(例如,ORCHEX 629,购自Exxon);异石蜡油(例如,ISOPAR V和ISOPAR L,购自Exxon);脂族液体或油(例如,EXXSOL D110和EXXSOL D130,购自Exxon);乙酸烷基酯(例如,EXXATE 1000,之前购自Exxon);芳香族液体或油(A 200,购自Exxon);柠檬酸酯(例如,Citroflex A4,购自Morflex);和例如塑料中使用的增塑液体或油(通常是高沸点酯)。
微胶囊和其分散液的制备
一般而言,可利用本领域中通常已知的方法,以连续或分批的方式通过界面聚合反应来制备本发明的微胶囊的水性分散液。然而,优选地,主要胺和一种或多种聚异氰酸酯在水包油乳液的界面处聚合。不连续油相(在本文中也称为“内相”)优选包含一种或多种聚异氰酸酯,并且连续水相(在本文中也称为“外相”)包含主要胺。该油相还包含优选包含乙酰胺除草剂作为活性成分的核心物质。在其它实施方案中,当使用多于一种胺(例如,主要胺和辅助胺)时,在活化前或另外在活化时,这些胺可以某比率反应从而使得微胶囊相对于核心物质具有预定的渗透性。
在这点上应注意,优选胺不是异氰酸酯的水解产物。而优选的是,反应物选自例如本文其它地方所公开的胺和聚异氰酸酯。
水包油乳液优选是通过将油相添加到已经添加了乳化剂的连续水相(例如乳化剂预先溶于其中)中而形成。选择乳化剂以在乳液中得到所需的油滴尺寸。乳液中的油滴尺寸受除了所使用的乳化剂以外的许多因素影响,并且决定如本文其它地方所述的方法形成的微胶囊的尺寸。乳化剂优选为保护胶体。聚合分散剂优选是保护胶体。聚合分散剂通过吸附至油滴的表面并且形成阻止液滴聚结的高粘度层来向乳液提供空间稳定性。聚合分散剂可以是表面活性剂并且优选是非聚合表面活性剂,因为聚合化合物在油滴周围形成较强的界面膜。如果保护胶体是离子性的,则在每个油滴周围形成的层也将用于在静电上阻止液滴聚结。SOKALAN(BASF)(马来酸-烯烃共聚物)是优选的保护胶体,如Invalon和Lomar D(Cognis)一样。
其它可用于本发明的保护胶体是明胶、酪蛋白、聚乙烯醇、烷基化聚乙烯吡咯烷酮聚合物、马来酸酐-甲基乙烯醚共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸-丁二烯和二异丁烯共聚物、木质磺酸钠和木质磺酸钙、磺化萘-甲醛缩合物、改性淀粉和改性纤维素,如羟乙基或羟丙基纤维素和羧甲基纤维素。
为了制备具有优选平均直径的微胶囊,应该考虑保护胶体的选择和乳化步骤的条件。例如,乳液的质量和因此产生的微胶囊尺寸在一定程度上取决于用于赋予乳液机械能的搅拌操作。优选地,乳化作用是利用高剪切力分散器而完成。通常,由此过程形成的微胶囊的尺寸大致上接近形成这些微胶囊的油滴的尺寸。因此,通常将乳液混合以形成平均直径优选为至少约5μm,但通常小于约15μm的油滴。
优选地,将乳液在高剪切混合区域中的停留时间限制在仅为形成具有所需液滴尺寸的乳液所需要的时间。乳液在高剪切混合区域中的停留时间越长,聚异氰酸酯将水解和原位反应的程度越高。原位反应的结果是外壳壁的过早形成。搅拌设备可破坏在高剪切区域中形成的外壳壁,从而导致原材料浪费和未胶囊化核心物质在水相中的浓度过高。通常,利用Waring混合器将各种相混合约45秒至约90秒,或利用剪切区域停留时间远小于1秒的同轴转子/定子分散器混合是足够的。混合后,优选地,充分搅拌乳液来维持涡流。
将胺源添加到水相中的时间是可影响例如得到的微胶囊的尺寸分布和原位水解的发生程度的过程变量。使油相和包含胺源的水相在乳化前接触会在油/水界面处引发一些聚合作用。如果未使混合物乳化形成具有优选尺寸分布的液滴,则会产生许多不利影响,包括但不限于:聚合反应浪费地形成没有并入外壳壁的聚合物;形成尺寸过大的微胶囊;或者,随后的乳化过程将已经形成的微胶囊分隔开。
在某些情况下,可通过将非反应形式的胺加入水相中并在乳化后将该胺转化成其反应形式来避免过早加入胺的负面影响。例如,可在乳化前加入胺反应物的盐形式,并且之后一旦制备好乳液,则通过升高乳液的pH将其转化成反应形式。这种方法是在美国专利No.4,356,108中公开,该专利以引用的方式整体并入本文。然而,应注意的是,使胺盐活化所需要的pH升高不可超过保护胶体对pH波动的容许度,否则会损害乳液的稳定性。
因此,优选可在制备乳液后加入胺源。更优选地,可在已经制备好合适的乳液后立即加入胺源。另外,只要乳液缺少胺反应物,就会促进不利的原位水解反应,因为异氰酸酯和水进行反应而不受任何和胺的聚合反应的抑制。因此,优选在制备好乳液后立即开始并且完成胺的加入。
但是,可存在希望有目的地延长胺源添加时间的情况。例如,乳液的稳定性可易受胺添加速率的影响。碱性胶体(如SOKALAN)一般可应对快速添加的胺。然而,将胺快速添加到利用非离子胶体或PVA形成的乳液中导致反应混合物发生胶凝而不是形成分散液。此外,如果使用相对“快速反应”的聚异氰酸酯(例如,含有芳香族部分的聚异氰酸酯),假如胺添加得过快,同样可发生胶凝。在上述情况下,将胺的添加时间延长为约3至约15分钟或约5至约10分钟通常是足够的。添加过程仍然优选在已经制备好乳液后立即开始。
外相的粘度主要和存在的保护胶体有关。在乳液制备温度(其通常为约25℃至约65℃,优选约40℃至约60℃)下,外相粘度优选小于约50cps,更优选小于约25cps,并且更优选小于约10cps。外相粘度是利用轴尺寸为1或2并且速度为约20至约60rpm的布氏粘度计测得。在反应后和未进行其它配制的情况下,由此方法制备的微胶囊分散液在乳液制备温度下优选具有小于约400cps(例如,小于约350cps、约300cps、约250cps或甚至约200cps)的粘度。更优选地,乳液制备温度下的分散液粘度为约100至约200cps或125至约175cps。
在将油相混合至水相中时,油相优选呈液态。优选地,在加入异氰酸酯反应物之前,将乙酰胺除草剂或其它活性成分熔化或溶解或者另外制备成液体溶液。为了这些目的,该油相在其制备期间可需要加热。
不连续油相也可以是包含固体的液相。无论是液体、低熔融固体还是液体中的固体,不连续油相优选具有使其容易流动,从而有利于通过抽吸来输送并且有利于形成水包油乳液的粘度。因此,该不连续油相在乳液制备温度(其通常为约25℃至约65℃,优选约40℃至约60℃)下,优选具有小于约1000cps(例如,小于约900cps、约800cps、约700cps、约600cps或甚至约500cps)的粘度。
为了使异氰酸酯水解和原位外壳壁形成降至最低程度,当油相包含含有芳香族部分的聚异氰酸酯时,优选在加热油相之后进行冷却步骤,因为含有芳香族部分的异氰酸酯以大于非芳香族异氰酸酯的速率进行温度依赖性水解反应。已经发现水解反应对于制备本发明的微胶囊具有负面影响。除其它问题以外,异氰酸酯水解形成和聚合反应中的选定的胺进行原位竞争的胺,并且由水解反应产生的二氧化碳可将孔隙引入制备的微胶囊中。因此,优选将异氰酸酯反应物在本发明方法的各个步骤中的水解作用降至最低程度。由于水解反应速率直接取决于温度,因此特别优选的是,在混合聚异氰酸酯和核心物质之后,将内相(即,不连续相)冷却至低于约50℃。如果使用包含芳香族部分的异氰酸酯,则也优选将内相冷却至低于约25℃。
也可通过避免使用其中水具有高度可溶性的油相组合物,将水解作用降至最低程度。优选地,在反应步骤期间的乳液温度下,可溶于油相的水以重量计小于约5%。更优选地,可溶于油相的水小于约1%。还更优选地,可溶于油相的水小于约0.1%。优选的是油相在水中具有低混溶性。在水中的低混溶性也促进形成有用的乳液。
优选的是,主要聚胺(和任选的辅助聚胺)在整个油-水乳液界面具有足够的流动性。因此,壁形成反应所选择的胺优选具有正辛醇/水分配系数,其中该分配系数以10为底数的对数介于约-4至约1之间。同样优选的是该反应发生在油-水界面的油侧,但据信在低于约-4的分配系数值下,胺可能不充分溶于油相以充分参与壁形成反应。因此,反应会进行得太慢而不具有经济效益,或者不利的原位反应可占主导地位。此外,在大于约1的分配系数值下,胺可能不充分溶于水相以在整个水相中充分地分布,从而有利于所有的油颗粒具有一致的反应速率。因此,更优选地,该分配系数以10为底数的对数在约-3至约0.25之间或约-2至约0.1之间。
为了进一步减少聚异氰酸酯水解和原位反应的量,优选在基于反应速率的经济效益可允许的尽可能低的温度下进行反应。例如反应步骤优选可在约40℃至约65℃的温度下进行。更优选地,反应步骤可在约40℃至约50℃的温度下进行。
可优选进行反应步骤以转化至少约90%的聚异氰酸酯。可更优选进行反应步骤以转化至少约95%的聚异氰酸酯。在这点上应注意,可通过在2270cm-1的异氰酸酯红外吸收峰的附近监测反应混合物来追踪聚异氰酸酯的转化,直到基本上检测不到此峰。在例如约0.5小时至约3小时或约1小时至约2小时的反应时间下,该反应可实现90%的异氰酸酯转化,尤其是在核心物质包含乙酰苯胺的情况下。
液体微胶囊分散液:参数和组成
本发明的微胶囊包含由优选实质上非微孔性聚脲外壳壁胶囊化的含农药的与水不混溶的核心物质,以使核心物质的释放通过分子扩散机制发生,而非穿过聚脲外壳壁中的孔隙或裂缝的流动机制发生。如本文所述,该外壳壁优选可包含一种或多种聚异氰酸酯和主要聚胺(和任选的辅助聚胺)的聚合作用的聚脲产物。另外,本发明的另一个实施方案包括本发明微胶囊的液体分散液。其中分散微胶囊的液体介质优选是水性的(例如,水)。可任选地和/或优选地利用本文其它地方所述的添加剂(例如,稳定剂、一种或多种表面活性剂、防冻剂、除积垢剂、漂移控制剂等)进一步配制该分散液。
可优选配制本发明微胶囊的水性分散液,从而进一步优化其储存稳定性和安全应用。分散剂和增稠剂可用于抑制微胶囊的凝聚和沉淀。通过这些添加剂的化学结构和通过使水相和微胶囊相的密度相等来促进此作用。当要再分散微胶囊时,可使用除积垢剂。pH缓冲剂可用于将分散液的pH保持在对皮肤接触安全的范围内,并且根据所选择的添加剂,将分散液的pH保持在比对分散液稳定性可需要的pH范围窄的pH范围内。
低分子量分散剂可使微胶囊外壳壁溶解,特别是在其形成的早期,从而导致胶凝问题。因此,在一些实施方案中,分散剂具有至少约1.5kg/mole,更优选至少约3kg/mole,并且还更优选至少约5、10或甚至15kg/mole的相对高分子量。在一些实施方案中,分子量可在约5kg/mole至约50kg/mole之间。分散剂也可以是非离子或阴离子性的。高分子量阴离子聚合分散剂的一个实例为聚合萘磺酸钠盐,例如Invalon(以前的Irgasol,HuntsmanChemicals)。其它有用的分散剂是明胶、酪蛋白、酪蛋白酸铵、聚乙烯醇、烷基化聚乙烯吡咯烷酮聚合物、马来酸酐-甲基乙烯基醚共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸-丁二烯和二异丁烯共聚物、木质磺酸钠和木质磺酸钙、磺化萘-甲醛缩合物、改性淀粉和改性纤维素,如羟乙基或羟丙基纤维素和羧甲基纤维素钠。
增稠剂可通过增加水相的粘度而用于阻碍沉淀过程。剪切稀化增稠剂可以是优选的,因为其作用是降低抽吸期间的分散液粘度,这便于使用通常用于该目的的设备将分散液经济地施用并且均匀地覆盖到农田中。如利用Haake Rotovisco粘度计所测试和在约10℃下通过以约45rpm旋转的主轴所测量,微胶囊分散液在配制后的粘度优选可在约100cps至约400cps之间。更优选地,该粘度可在约100cps至约300cps之间。有用的剪切稀化增稠剂的一些实例包括水溶性瓜尔胶或黄原胶(例如,来自CPKelco的Kelzan)、纤维素醚(例如,来自Dow的ETHOCEL)、改性纤维素塑料和聚合物(例如,来自Hercules的Aqualon增稠剂)和微晶纤维素除积垢剂。
将水相的密度调整为接近每体积微胶囊的平均重量也减缓沉淀过程。除了其主要目的之外,许多添加剂可增加水相的密度。通过添加氯化钠、乙二醇、脲或其它盐可实现进一步增加。优选尺寸的微胶囊的重量与体积比接近核心物质的密度,其中核心物质的密度是约1.05至约1.5g/cm3。优选地,将水相的密度配制成在微胶囊的平均重量与体积比的约0.2g/cm3的范围内。更优选地,水相的密度在比微胶囊的平均重量与体积比小约0.2g/cm3至约等于微胶囊的平均重量与体积比之间。
表面活性剂可任选地包含在本发明的配制微胶囊分散液中。合适的表面活性剂选自非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂及其混合物。适用于实践本发明的表面活性剂的实例包括但不限于:烷氧基化叔醚胺(例如TOMAH E系列表面活性剂);烷氧基化季醚胺(例如TOMAH Q系列表面活性剂);烷氧基化醚胺氧化物(例如TOMAH AO系列表面活性剂);烷氧基化叔胺氧化物(例如AROMOX系列表面活性剂);烷氧基化叔胺表面活性剂(例如ETHOMEEN T和C系列表面活性剂);烷氧基化季胺(例如ETHOQUAD T和C系列表面活性剂);烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐和烷基芳基醚硫酸盐(例如WITCOLATE系列表面活性剂);烷基磺酸盐、烷基醚磺酸盐和烷基芳基醚磺酸盐(例如WITCONATE系列表面活性剂);烷氧基化磷酸酯和二酯(例如PHOSPHOLAN系列表面活性剂);烷基多糖(例如AGRIMUL PG系列表面活性剂);烷氧基化醇(例如BRIJ或HETOXOL系列表面活性剂);及其混合物。
在搅拌其中微胶囊已经沉淀的制剂时,除积垢剂促进微胶囊的再分散。微晶纤维素材料(例如来自FMC的LATTICE)是有效的除积垢剂。其它合适的除积垢剂为例如粘土、二氧化硅、不溶性淀粉颗粒和不溶性金属氧化物(例如,氧化铝或氧化铁)。对于至少某些实施方案来说,优选避免使用改变分散液pH的除积垢剂。
适用于实践本发明的漂移控制剂对于本领域技术人员来说是已知的,并且包括商品GARDIAN、GARDIAN PLUS、DRI-GARD、PRO-ONE XL ARRAY、COMPADRE、IN-PLACE、BRONC MAXEDT、EDT CONCENTRATE、COVERAGE和BRONC Plus Dry EDT。
本发明的配制微胶囊分散液优选容易再分散,从而避免与施用有关的问题(例如,堵塞喷雾罐)。可通过Nessler管测试来测量分散性,其中用95ml水填充Nessler管,然后通过注射器加入5ml测试制剂。将管塞住,并且倒置十次以混合。然后,在20℃下,将其放置在架子中,保持垂直直立达18小时。将管移出并且每隔五秒钟平稳地倒置一次,直到管的底部不含物质。记录使制剂中的沉淀物质再混合所需要的倒置次数。如根据Nessler管测试所测量,优选地,本发明的分散液是利用小于约100次倒置而再分散。更优选地,再分散需要小于约20次倒置。
配制的微胶囊分散液的pH优选可在约4至约9之间,以使可能接触该制剂的入在处理或向作物施用的过程中的眼睛刺激最小化。然而,如果配制分散液的组分易受pH影响,例如封闭剂,则可使用缓冲剂(例如磷酸氢二钠)将pH保持在使这些组分最有效的范围内。另外,诸如柠檬酸一水合物的pH缓冲剂在制备微胶囊期间对一些体系可特别有用,从而使保护胶体(例如SOKALAN CP9)的效力最大化。
其它有用的添加剂包括例如灭微生物剂或防腐剂(例如从Avecia获得的Proxel)、防冻剂(例如甘油、山梨醇或脲)和止泡剂(例如来自Wacker Silicones Corp.的AntifoamSE23)。
利用微胶囊分散液控制植物生长
本文所公开的微胶囊分散液可用作控制释放除草剂或其浓缩物。因此,本发明也涉及一种施用微胶囊化除草剂的分散液来控制植物生长的方法。在本文的一些实施方案中,将除草剂微胶囊的分散液施用于地面、农作物的顶部(即,施用到叶子上)或其组合。
根据本领域技术人员已知的实践操作,可将微胶囊分散液施用于植物,例如田里的农作物。微胶囊优选是以其中含有的农药(例如,乙酰苯胺除草剂)或农药混合物的控制释放递送系统施用。由于本发明微胶囊群体的平均释放特性可以调整,因此可控制开始释放(或增加释放)的时间,从而获得商业上可接受的杂草控制和商业上可接受的作物损伤率。
当混合含除草剂的微胶囊分散液以用于农田中的最终用途时,该分散液在被最终用户稀释之前可以是例如小于约62.5重量百分比的微胶囊,或者小于约55重量百分比的除草剂或其它活性物质。如果分散液对于微胶囊而言过度浓缩,则分散液的粘度可能太高而无法抽吸,并且如果在储存期间已经发生沉淀,则分散液的粘度也可能太高而不容易再分散。由于这些原因,如上所述,分散液优选具有小于约400cps的粘度。
可如用户优选的那样相对于微胶囊重量百分比来稀释微胶囊分散液,这主要受储存和运输额外的稀释用水的经济成本和用于维持稳定分散液的添加剂包装的可能调整的约束。由于这些原因,分散液通常是至少约25重量百分比的除草活性物质(约30重量百分比的微胶囊)。这些浓度对于储存和运输分散液是有用的组成。
对于本发明微胶囊的单独施用(即,不含联合除草剂)来说,优选在施用于农田之前,用水稀释分散液以形成施用混合物。通常,由于稀释,不需要使用其它添加剂来使分散液处于可用于施用的条件下。稀释分散液的最佳浓度部分取决于用于施用除草剂的方法和设备。
待施用到农田中的微胶囊的有效量取决于胶囊化除草剂的特性、微胶囊的释放速度、待处理的作物和环境条件,特别是土壤类型和湿度。一般来说,除草剂(例如乙草胺)的施用率在每公顷约1千克除草剂的等级上。但是,在一些情况下,该用量可以一个或多个数量级变化,即每公顷0.1至10千克。
优选将微胶囊化乙酰胺除草剂分散液的施用混合物施用到农作物发育的选定时间段内的农田中。在本发明的一个实施方案中,优选在农作物发芽(包括分裂)后至六叶期(包括六叶期)和杂草发芽前施用微胶囊化除草剂的分散液。
本发明除草剂微胶囊的水性分散液的施用混合物可用于控制各种杂草,即,被认为是商业上重要农作物(例如玉米、大豆、棉花等)的公害或竞争者的植物。在一些实施方案中,在杂草发芽前施用本发明的微胶囊(即,芽前施用)。可根据本发明的方法来控制的杂草实例包括但不限于:草原看麦娘(Alopecurus pratensis)和其它看麦娘属的杂草物类、稗草(Echinochloa crus-galli)和其它稗属的杂草物类、马唐属的马唐草、白三叶草(Trifolium repens)、藜(Chenopodium berlandieri)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)和其它苋属的杂草物类、马齿苋(Portulaca oleracea)和其它马齿苋属杂草物类、藜(Chenopodium album)和其它藜属物类、金色狗尾草(Setaria lutescens)和其它狗尾草属物类、龙葵(Solanum nigrum)和其它茄属物类、多花黑麦草(Lolium multiflorum)和其它黑麦草属物类、臂形草(Brachiaria platyphylla)和其它臂形草属物类、假高粱(Sorghumhalepense)和其它蜀黍属物类、小蓬草(Conyza canadensis)和其它白酒草属物类和牛筋草(Eleusine indica)。在一些实施方案中,杂草包括一个或多个抗草甘膦物类、抗2,4-D物类、抗麦草畏物类和/或抗ALS抑制剂除草剂物类。在一些实施方案中,该抗草甘膦杂草物种选自长芒苋(Amaranthus palmeri)、具瘤苋(Amaranthus rudis)、豚草(Ambrosiaartemisiifolia)、三裂叶豚草(Ambrosia trifida)、香丝草(Conyza bonariensis)、小蓬草、两耳草(Digitaria insularis)、芒稷(Echinochloa colona)、牛筋草、白苞猩猩草(Euphorbia heterophylla)、多花黑麦草、瑞士黑麦草(Lolium rigidum)、长叶车前(Plantago Ianceolata)、假高粱和类黍尾稃草(Urochloa panicoideszuc)。
如本文所使用,转基因耐草甘膦玉米、大豆、棉花等植物包括由提供草甘膦耐受性的任何玉米、大豆、棉花等的事件和其耐草甘膦后代的种子生长的植物。
这些耐草甘膦事件包括但不限于通过利用本领域中已知的任何遗传工程方法(其用于将转化DNA片段引入植物中以赋予草甘膦抗性)将表现原生和变异植物或细菌EPSPS酶的能力插入或引入植物基因组中来赋予草甘膦耐受性的那些,以及通过例如美国专利No.5,463,175和No.6,448,476和国际公开No.WO 2002/36782、No.WO 2003/092360和No.WO2005/012515中所述的其它方法来赋予草甘膦耐受性的耐草甘膦棉花事件。
转基因耐草甘膦棉花事件的非限制性实例包括定名为1445并且描述于美国专利No.6,740,488中的耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花事件。在本发明的实践中特别关注在转基因耐草甘膦棉花植株作物中控制杂草的方法,其中以允许后期施用草甘膦除草剂而不引起由草甘膦介导的明显生殖损伤的方式赋予草甘膦抗性。这些转基因耐草甘膦棉花植株的非限制性实例包括由国际公开No.WO 2004/072235中描述的耐草甘膦(ROUNDUP READY)FLEX棉花事件(定名为MON 88913并且具有寄存在美国模式培养物收藏所(ATCC)的登记号为PTA-4854的代表性种子)和类似耐草甘膦棉花事件和其后代的种子生长的棉花植株。耐草甘膦(ROUNDUP READY FLEX)棉花事件MON 88913和类似耐草甘膦棉花事件的特征可在于:其基因组包含一个或多个选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4的DNA分子;或者该基因组在DNA扩增方法中产生包含SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2的扩增子;或者转基因耐草甘膦棉花植株包含和标记多核酸的补体基因相关的耐草甘膦特性,并且该标记多核酸分子和选自SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2的DNA分子同源或互补(如国际公开No.WO 2004/072235中所述,其全部内容以引用方式并入本文)。
如上所述,耐草甘膦(ROUNDUP READY FLEX)棉花事件MON88913允许在植物发育的晚期在顶部施用草甘膦除草剂,而不引起由草甘膦介导的明显生殖损伤(例如,通过例如花粉脱落和/或皮棉产量来量化)。和之前定名为1445的商业性耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花事件相比,耐草甘膦(ROUNDUP READY FLEX)棉花事件MON 88913特别有利于在以作物棉花植株上存在至少5个叶节点为特征的发育期叶面施用草甘膦除草剂来控制杂草。如本文所使用,根据用于评估棉花植株发育期的常用节点法,具有叶枝的节点被称为叶节点。此外,子叶是种子中原先含有的叶子并且不被视为用于确定棉花发育阶段的植物叶子或节点。也就是说,如本领域技术人员一般所接受并且如本文所使用,茎的子叶附接点被称为节点0。第五叶节点和之后的叶节点通常是第一生殖(即,结果实)分枝并且可发育成果芽和相关叶。可将具有生殖分枝的叶节点称为生殖节点。棉花植株可发育多达约25个叶节点,其中节点5至25可能发育成生殖节点。在由耐草甘膦(ROUNDUP READY FLEX)棉花事件MON 88913或类似棉花事件和其后代的种子生长的转基因耐草甘膦棉花作物中实践控制杂草时,可将草甘膦除草剂制剂施用到处于发育更晚期(其特征为例如作物的棉花植株上存在6、10、12、14个或更多个叶节点直到并包括侧枝(layby))的作物顶部上,而不对该作物造成由草甘膦介导的明显生殖损伤。可以在发育晚期(其特征为例如作物的棉花植株上存在6个或更多个叶节点并且不超过10、12、14、16、18、20或25个叶节点)以不同的间隔,将除草性草甘膦制剂施用到棉花作物顶部上。
在如前文所述的一些实施方案中,可将本发明的除草剂微胶囊和一种或多种联合除草剂一起分散在水性浓缩物或喷施桶混剂中,该联合除草剂例如选自乙酰辅酶A羧化酶抑制剂(例如芳氧基苯氧基丙酸)、有机磷除草剂、植物生长素(例如,合成性植物生长素)、光合体系II抑制剂(例如脲和三嗪)、ALS抑制剂(例如磺酰脲、三唑并嘧啶和咪唑啉酮)、原卟啉原氧化酶抑制剂(例如二苯醚、苯基吡唑、芳基三嗪酮和恶二唑)和类胡萝卜素生物合成抑制剂(例如异恶唑烷酮、苯甲酰环己烷二酮、苯甲酰吡唑)、其盐和酯及其混合物。同样可制备联合除草剂制剂的施用混合物。乙酰胺与联合除草剂的重量比优选为10∶1至1∶10或5∶1至1∶5。
当本文一般提及除草剂的名称时,除非另有限制,否则除草剂包括本领域已知的所有市售形式,例如盐、酯、游离酸和游离碱和其立体异构体。例如,当使用除草剂名称“草甘膦”时,草甘膦酸、盐和酯在其范畴内。
有机磷除草剂包括例如,草甘膦、草铵膦、草铵膦-P、其盐和酯及其混合物。
乙酰辅酶A羧化酶抑制剂包括例如,禾草灭、丁氧环酮、烯草酮、噻草酮、唑啉草酯、稀禾定、吡喃草酮和肟草酮、其盐和酯及其混合物。另一组乙酰辅酶A羧化酶抑制剂包括炔禾灵、炔草酸、2-(4-(4-氯苯氧基)苯氧基)丙酸、氰氟草酸、2-[4(-2,4-二氯苯氧基)苯氧基]丙酸、禾草灵、恶唑禾草灵、噻唑禾草灵、吡氟禾草灵、吡氟氯禾灵、异恶草醚、恶唑酰草胺、喔草酯、喹禾灵和trifop、其盐和酯及其混合物。乙酰辅酶A羧化酶抑制剂也包括一种或多种“dim”和一种或多种“fop”、其盐和酯。
植物生长素除草剂包括例如,2,4-D、2,4-DB、二氯丙烯(dichloroprop)、MCPA、MCPB、氨草啶、二氯吡啶酸、氟草烟、绿草定、diclopyr、2-甲-4-氯丙酸、麦草畏、毒莠定和二氯喹啉酸、其盐和酯及其混合物。
光合体系II抑制剂包括例如,莠灭净、胺唑草酮、阿特拉津(atrazine)、噻草平、除草定、溴苯腈、绿麦隆、草净津、双苯胺灵、敌草净、恶唑隆、敌草隆(diruon)、伏草隆、环嗪酮、碘苯腈、异丙隆、利谷隆、苯嗪草酮、甲草苯隆、甲氧隆、嗪草酮、绿谷隆、甲双苯胺灵、扑灭通、扑草净、敌稗、杀草敏、哒草特、环草隆、西玛津、西草净、特丁噻草隆、特草定、特丁通、特丁津和草达津、其盐和酯及其混合物。
ALS抑制剂包括例如,酰嘧磺隆、四唑嘧磺隆(azimsulfruon)、苄嘧磺隆、双草醚、氯嘧磺隆、氯磺隆、醚黄隆、氯酯磺草胺、环胺磺隆、双氯磺草胺、胺苯磺隆、乙氧嘧磺隆、啶嘧磺隆、双氟磺草胺、氟酮磺隆、氟吡磺隆、唑嘧磺草胺、氟啶嘧磺隆、甲酰胺磺隆、氯吡嘧磺隆、咪草酸、甲氧咪草烟、甲基咪草烟、灭草烟、灭草喹、咪草烟、咪唑磺隆、碘甲磺隆、甲磺隆、烟嘧磺隆、五氟磺草胺、甲基氟嘧磺隆、丙苯磺隆、氟磺隆、吡嘧磺隆、嘧啶肟草醚、嘧硫草醚、砜嘧磺隆、甲嘧磺隆、磺酰磺隆、噻吩磺隆、醚苯磺隆、苯磺隆、三氟啶磺隆和氟胺磺隆、其盐和酯及其混合物。
原卟啉原氧化酶抑制剂包括例如,三氟羧草醚、唑啶草酮、甲羧除草醚、氟丙嘧草酯、唑酮草酯、氟哒嗪草酯、氟烯草酸、氟胺草酯、丙炔氟草胺、乙羧氟草醚、氟噻乙草酯、氟磺胺草醚、乳氟禾草灵、丙炔恶草酮、恶草酮、乙氧氟草醚、吡草醚和甲基磺酰甲胺、其盐和酯及其混合物。
类胡萝卜素生物合成抑制剂包括例如,苯草醚、氨基三唑、氟丁酰草胺、吡草酮、异恶草酮、吡氟草胺、氟啶酮(fluridone)、氟咯草酮、呋草酮、异恶唑草酮、甲基磺草酮、氟草敏、氟吡酰草胺、吡唑特、苄草唑、磺草酮和苯吡唑草酮、其盐和酯及其混合物。
在一些实施方案中,可将本发明的除草剂微胶囊和两种联合除草剂一起分散以形成三组分(three-way)除草剂组合物。该组合物可以是浓缩组合物或施用混合物。乙酰胺与全部联合除草剂的重量比优选为10∶1至1∶10或5∶1至1∶5。在一些实施方案中,将胶囊化乙酰胺与植物生长素除草剂和有机磷酸酯除草剂或其盐或酯组合在水性施用混合物中。在一些实施方案中,胶囊化乙酰胺除草剂选自乙草胺、异丙甲草胺、S-异丙甲草胺、二甲吩草胺和二甲吩草胺-P、其盐和酯,第一联合除草剂选自麦草畏和2,4-D、其盐和酯,并且第二联合除草剂选自草甘膦、草铵膦和草铵膦-P、其盐和酯。实例包括:胶囊化乙草胺、麦草畏和草甘膦;胶囊化异丙甲草胺和/或S-异丙甲草胺、麦草畏和草甘膦;胶囊化二甲吩草胺和/或二甲吩草胺-P、麦草畏和草甘膦;胶囊化乙草胺、2,4-D和草甘膦;胶囊化异丙甲草胺和/或S-异丙甲草胺、2,4-D和草甘膦;胶囊化二甲吩草胺和/或二甲吩草胺-P、2,4-D和草甘膦;胶囊化乙草胺、麦草畏和草铵膦和/或草铵膦-P;胶囊化异丙甲草胺和/或S-异丙甲草胺、麦草畏和草铵膦和/或草铵膦-P;胶囊化二甲吩草胺和/或二甲吩草胺-P、麦草畏和草铵膦和/或草铵膦-P;胶囊化乙草胺、2,4-D和草铵膦和/或草铵膦-P;胶囊化异丙甲草胺和/或S-异丙甲草胺、2,4-D和草铵膦和/或草铵膦-P;和胶囊化二甲吩草胺和/或二甲吩草胺-P、2,4-D和草铵膦和/或草铵膦-P。
在优选实施方案中,使用本发明微胶囊来制备包含草甘膦或其盐(例如钾盐或单乙醇铵盐)的水性浓缩组合物或桶混剂。在该桶混剂中,优选含有按重量百分比计为约3%至0.25%a.e.以及约3重量%至约0.25重量%a.e.的乙酰胺。该水性组合物特别适用于在耐草甘膦农作物上使用以控制对草甘膦敏感的植物和几种已经被报道具有草甘膦抗性的商业上重要的杂草,包括例如,长芒苋、水麻、豚草、三裂叶豚草、香丝草、小蓬草、两耳草、芒稷、牛筋草、白苞猩猩草、多花黑麦草、瑞士黑麦草、长叶车前、假高梁和类黍尾稃草。
如本说明书通篇所使用的词组“主要包含”表示按重量计大于50%,优选至少约75%,并且更优选至少约90%的组分是由指定化合物组成。
虽然已经详细描述了本发明,但应该清楚在不脱离由所附权利要求所限定的本发明范围的情况下,修改和改变是可能的。
实施例
提供以下非限制性实施例来进一步阐述本发明。在各个实施例中,使用以下表格中所示的材料。在所有实施例中,通过参照列中规定的术语来提及这些组分。
本文阐述的除草效力数据根据本领域中的标准程序将作物损害和杂草抑制报告为植物毒性百分比,其反映和未经处理的植物相比的植物死亡率和生长减少率的视觉评估,由经过特殊训练以进行观察且记录这些观察结果的的技术人员进行该视觉评估。在所有情况下,一个技术人员在任一实验或试验中进行所有抑制百分比的评估。
选择使特定乙酰胺除草剂具有生物有效性的施用率是在普通农业科学家的技术范围内。本领域技术人员同样可认识到,个体植物的状况、天气和生长条件以及所选择的特定外源化学品和其制剂将影响在实践本发明时所实现的对杂草的效力和相关的作物损伤。所采用的乙酰胺除草剂的有用施用率可取决于所有上述因素。根据本发明方法的使用,可了解许多关于适当的乙酰胺施用率的信息。四十多年的乙酰胺应用和与该应用相关的已发表的研究已经提供了大量的信息,杂草控制人员可根据这些信息来选择对处于特定环境条件和特定生长阶段下的特定物种除草有效的乙酰胺施用率。
已经证明在温室试验(外源化学品比率通常低于在田间通常有效的化学品)中的效力是正常使用率下的田间表现一致性指示物。然而,在个别温室试验中,即使最有前景的组合物有时也无法表现出增强的性能。如本文实施例中所阐述,在一系列温室试验中出现一种增强模式;当该模式被确定时,这就是可用于田间的生物增强的强力证据。
可利用任何常规的液体喷洒装置(例如喷嘴、喷雾器等),通过喷雾将本发明的组合物施用于植物。本发明的组合物可用于精准农业技术,其中根据诸如存在的特定植物物类、土壤组成等变量,使用装置来改变施用到田间不同部分的外源化学品的量。在这些技术的一个实施方案中,可利用通过喷雾装置来操作的全球定位系统将所需的组合物的量施用到田间的不同部分。
在施用于植物时,优选将该组合物稀释到足以容易利用标准农业喷雾设备来喷撒。本发明的优选施用率根据许多因素而变化,包括活性成分的类型和浓度和涉及的植物物类。选择适当的施用率在本领域技术人员的能力范围内。用于将水性施用混合物施用于田间叶片的比率可通过喷施在约50至约1,000升/公顷(L/ha)。水性施用混合物的优选施用率为约100至约300L/ha。
损害农作物叶片可导致该植物发育不良或者降低所需农产品的产量。因此,重要的是,不要以过度损害和中断植物组织正常功能的方式施用除草剂组合物。然而,一些有限程度的局部损伤可以是无关紧要的并且是商业上可接受的。
在以下实施例中阐述许多本发明的组合物。许多浓缩乙酰胺组合物已经在温室试验中提供足够的除草效力,从而保证在多种施用条件下对多种杂草物类进行田间试验。
在温室中进行实验。在作物发芽后的2至6叶期或在此之前,利用研究跟踪喷雾器施用除草剂组合物。利用压力为165kpa的压缩空气,以94L/ha的喷雾体积施用测试组合物。改变除草剂微胶囊分散液的稀释度以获得不同浓度的施用活性物。通过在杂草发芽前将除草剂组合物施用到土壤中完成杂草控制试验。在施用后三天,以0.125英寸的喷灌模式灌溉样本,并且在整个研究期间根据需要进行地下灌溉。
实施例1微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备方法
根据此实施例中所述的方案来制备微胶囊化乙草胺的水性分散液。利用一种方法来制备水性分散液,该方法产生平均直径大于DEGREE(购自Monsanto Company的按重量计含有约42%乙草胺的市售微胶囊化除草剂产品)的微胶囊。DEGREE中的微胶囊具有约2.5μm的平均直径。测试制剂形成平均直径明显更大(例如约5μm至约13μm)的微胶囊的水性分散液。田间研究表明,与DEGREE和HARNESS(同样购自Monsanto Company的含有未胶囊化乙草胺的乳化浓缩物)相比,具有更大平均直径的除草剂微胶囊的水性分散液在大豆和棉花上测试时显示提高的作物安全性。
制备包含下表中所示组分和量的内相。百分比表示各种组分在水性分散液中的近似重量百分比。
内相组分表
为了制备制剂5291、5297和5295的内相,将乙草胺以上述内相组分表中所示的量加入混合容器中。接着,将NORPAR 15加入混合容器中,然后加入DES N3200和DES W聚异氰酸酯的MISTAFLEX混合物。搅拌溶液以获得澄清的均质溶液。可将该溶液密封在混合容器中并且储存到需要时为止。在使用前,将混合物在烘箱中加热到50℃。
制备包含下表中所示组分和量的外部水相:
外相组分表
为了制备制剂5291、5297和5295的外相,将水以上述外相组分表中所示的量加入混合容器中,并且以上表中所示的顺序加入剩余组分。搅拌溶液以获得澄清的均质溶液。可将该溶液密封在混合容器中并且储存到需要时为止。在使用前,将混合物在烘箱中加热到50℃。
通过首先将外相加入已经预热到50℃的Waring混合器杯中来制备界面聚合介质。通过0至120伏可变自耦变压器来向市售Waring混合器(Waring Products Division,Dynamics Corporation of America,New Hartford,Conn.,Blender 700)供电。如以下乳化参数表中所示控制混合器功率来改变混合器混合速度。将内相以16秒间隔时间加入外相中,并且继续混合以获得乳液。
乳化参数表
制剂 电压(V) 功率(%) 持续时间(s)
5297 120 40 120
5295 120 40 ----
为了引发聚合作用并且包封内相,在约5秒得时间段内,将50%(按重量计)TETA溶液以下列胺表中所示的量加入乳液中。然后将混合器速度降低到仅约5至15分钟产生涡流的速度。然后将乳液转入加热板中并且搅拌。将反应容器封盖并且在约50℃下保持约2小时,已经发现该时间足以使异氰酸酯基本上完全反应。
胺表
然后将胶囊浆液冷却到接近室温。先利用高速混合器(Waring混合器或Cowles溶解器)将稳定剂组分表中所示的除缓冲剂以外的组分预先混合。然后将得到的稳定剂预混合物加入胶囊浆液中,以使微胶囊分散液稳定。最后,添加缓冲剂并且将混合物搅拌至少15分钟直到视觉上为均质。
由于混合器设计的差异和其它不可控变量,因此发现难以准确地使混合器速度和粒度相互关联。结果,一些样品由于不具有所需尺寸而被丢弃。选择样品用于根据其所测量的粒度来评估。
稳定剂组分表
制剂5291、5297和5295是含有活性浓度约为42.5%AI(按重量计)(其和DEGREE的活性浓度大约相同)的乙草胺的微胶囊稳定水性分散液。
将各个制剂制备成具有过量的胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比和除草剂与外壳壁组分比。TETA具有36.6g/mol的近似当量。DESN3200具有183g/mol的近似当量(理论当量为159.53g/mol)。DES W具有132g/mol的近似当量。将制剂5295制备成具有过量的内相溶剂(稀释剂)NORPAR 15。这些制剂具有以下重量比:
制剂特性表
控制混合器速度来产生相比于DEGREE中的微胶囊尺寸(约2.5μm)有所增加的微胶囊尺寸。各种制剂浆液中的微胶囊的平均粒度和标准偏差在下表中示出。
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
5291 5.57 3.99
5297 13.97 8.5
5295 12.70 7.85
利用Beckman Coulter LS粒度分析仪测得粒度参数。
实施例2利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂5291、5297和5295(根据以上实施例1中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆和耐麦草畏大豆和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RRFlex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售乙草胺制剂HARNESS和DEGREE作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株,并且在处理后7、8和9天(“DAT”)测量植物毒性。结果显示在图1(7DAT棉花损伤)、图2(8DAT大豆损伤)、图3(9DAT大豆损伤)和图4(9DAT大豆损伤)中。
所有三种实验制剂在两种最高乙草胺施用率下均提供明显优于DEGREE的耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花作物安全性(参见图1)。另外,所有胶囊化制剂在所有三种施用率下均显示实质上优于HARNESS的作物安全性。在耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆中观察到相似的关系;但是在此情况下,三种实验制剂在所有施用率下均显示明显优于DEGREE的作物安全性(参见图2)。此外,所有胶囊化制剂均提供明显优于HARNESS的作物安全性。耐麦草畏(DMO)大豆的作物损伤和在耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆中观察到的损伤类似,并且在两个事件之间未观察到显著差异(参见图3和4)。″DMO″是指表达麦草畏单加氧酶(DMO)基因的植物,该基因的作用是降解麦草畏,从而赋予麦草畏耐受性。和在耐草甘膦(ROUNDUPREADY)大豆中观察到的结果相比,耐麦草畏大豆研究中的作物损伤总体上较小并且各种胶囊化制剂之间的差异较不明显;然而,这些是两种单独的研究,因此横向比较并不完全有效。但是,我们可总结出耐麦草畏大豆对芽后施用(“POE”)乙草胺制剂的耐受性和耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆类似。
这些数据表明,相对于耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花、耐草甘膦(ROUNDUPREADY)大豆和耐麦草畏大豆,这些实验制剂比DEGREE和HARNESS提供改善的芽后作物安全性。
同样测试根据实施例1中所述方法制备的制剂5291、5297和5295的芽前施用杂草控制效力,并且与DEGREE和HARNESS的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、藜、金色狗尾草和稗。
此研究中的所有胶囊化制剂明显具有实质上更大的杂草控制率。制剂5291和5297提供等于或优于DEGREE的效力。参见图5至8。在大多数施用率下,制剂5295(相比于制剂5291和5297具有更高比例的内相溶剂)对所有四个物类的控制率均明显小于所有其它制剂。这表明过量的内相溶剂会将乙草胺释放抑制到可损害杂草控制效力的程度。
实施例3微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备方法
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂3993、3995和3997)。利用相同的胺(TETA)和异氰酸酯(DES N3200)来制备所有制剂,并且所有制剂含有内相溶剂NORPAR 15。将组分的相对比例保持大约一致。使用过量的胺当量来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比在制剂3993、3995和3997中分别是1.29∶1、1.26∶1和1.25∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
制剂3993、3995和3997含有下表中所示的组分:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊的水性分散液。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
3993 2.01 1.14
3995 9.49 6.31
3997 10.80 7.9
实施例4微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备方法
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂2805A、2805B和2805C)。利用MISTAFLEX聚异氰酸酯混合物来制备这些制剂。另外不使用内相溶剂NORPAR 15来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比在每种制剂中为约1.03∶1至1.04。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相和稳定剂溶液。
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊的水性分散液。为了制备每种制剂,将内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
2805A 2.26 1.27
2805B 9.73 6.33
2805C 15.89 12.51
实施例5利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂来研究大豆和棉花作物安全性
将制剂3993、3995、3997、2805A、2805B和2805C施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403品种)和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与HARNESS和DEGREE作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株,并且测量其14DAT的植物毒性。结果显示在图9(棉花损伤)和图10(大豆损伤)中。
在所测试的最高施周率和两种较低施用率中的至少一者下,制剂3993、3995、3997和2805C均提供优于DEGREE的耐草甘膦(ROUNDUP READY)作物安全性(图9)。在两种较高施用率下,制剂2805A和2805B与DEGREE没有显著差异。耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆中的结果显示,在最高施用率下,所有实验制剂的损伤性均比DEGREE小(图10)。然而,在中等施用率下,只有制剂3993、3995和3997提供更好的作物安全性。根据上文所述方案来测定测试制剂的释放速率,其中在SOTAX AT-7搅拌溶解测试装置中,在150RPM和25℃下搅拌1%(按重量计)胶囊化乙草胺在去离子水中的分散液,并且在6小时和24小时时取样。测试制剂的释放速率记录在下表中。
实施例6使用本发明的微胶囊化乙草胺制剂的杂草控制效力
测试根据实施例3和4中所述方法制备的制剂3993、3995、3997、2805A、2805B和2805C的杂草控制效力,并且与DEGREE和HARNESS的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、藜、金色狗尾草和稗。杂草控制效力数据显示在图11至18中。
此研究中也明显存在相对较高水平的杂草控制。参见图11至14。数据表明制剂3995和3997(用大量过量胺制备的较大微胶囊)的效力有些弱,而其余制剂看上去和DEGREE相当。
然后用另一修改方案进行追踪研究。降低施用率并且灌溉仅延迟三天。短时间延迟灌溉是希望缩短试验时间,同时维持不同制剂的良好效力。来自该研究的数据证实,特别是在涉及反枝苋和稗控制时,制剂3995和3997的效力较弱。参见图15至18。这些数据也显示制剂2805C(平均直径为15.89μm的颗粒)的效力较低。其余三种实验制剂3993、2805A和2805B均显示相当于或优于DEGREE的效力。
实例7微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂831A、831B和831D)。利用TETA和XDA的胺混合物(重量百分比约为70∶30)和包含DESN3200和DES W的聚异氰酸酯MISTAFLEX混合物来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比在每种制剂中为约1.04∶1至1.05∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
831A 2.11 1.22
831B 8.48 5.82
831D 11.7
实施例8微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备四种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂838A、838B、838C和838D)。和实施例7类似,利用TETA和XDA的胺混合物来制备这些制剂,但重量百分变为成80∶20。使用包含DES N3200和DES W的聚异氰酸酯MISTAFLEX混合物来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比在每种这些制剂中为约1.04∶1至1.05∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用四种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
838A 2.06 1.12
838B 6.74 4.44
838C 12.84 8.16
838D 8.35 5.49
实施例9微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备四种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂843A、843B、843C和843D)。与实施例7和8类似,利用TETA和XDA的胺混合物来制备这些制剂,但重量百分比变为成90∶10。使用包含DES N3200和DES W的聚异氰酸酯MISTAFLEX混合物来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比在每种这些制剂中为约1.04∶1至1.05∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用四种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
843A 2.18 1.16
843B 7.62 5.05
843C 11.68 7.92
843D 5.58 3.74
实施例10利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂831A、831B、831D、838A、838D、838C、843A、843B和843C(根据实施例7、8和9中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS和DEGREE作对比测试。将这些制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株,并且测量其22DAT的植物毒性。结果显示在图19(棉花损伤)和图20(大豆损伤)中。
具有小胶囊尺寸的所有制剂(831A、838A、843A)均显示和DEGREE基本相同的棉花和大豆损伤。参见图19和20。如根据本文所述方法在SOTAX AT-7溶解测试装置中所测定,制剂831A、838A和843A的特征在于相对较高的释放率,而其它制剂的释放速率稍低。为了比较,测量两次DEGREE的释放速率。参见下表中测试制剂的释放速率。
同样测试制剂831A、831B、831D、838A、838D、838C、843A、843B和843C的杂草控制效力,并且与DEGREE和HARNESS的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图21、22和23中。
和预期的一样,这些制剂对反枝苋、稗和金色狗尾草的杂草控制效力和DEGREE相当(参见图21、22和23)。然而,具有最大胶囊尺寸的制剂831D、838C和843C在大多数情况下的杂草控制率不如DEGREE。具有中等尺寸的制剂在提高的作物安全性和可接受的杂草控制之间显示最佳平衡。改变胺比例(TETA∶XDA)似乎不影响作物安全性。使用较高水平的TETA似乎趋向于具有更好的杂草控制效力(参见反枝苋和稗控制)。
实施例11微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂874A和874B)。使用包含DESN3200和DES W的聚异氰酸酯MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比在这些制剂中为约1.2∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用两种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
874A 2.02 1.06
874B 7.33 7.93
实施例12微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂877A和877B)。使用包含DESN3200和DES W的聚异氰酸酯MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比比在前述实施例11中稍低。在此,该比在这些制剂中为约1.1∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用两种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
877A 2.08 1.13
877B 7.68 5.14
实施例13微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂880A和880B)。使用包含DESN3200和DES W的聚异氰酸酯MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比比在实施例11中高。在此,该比在这些制剂中为约1.3∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制每种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用两种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
880A 2.17 1.15
880B 8.21 5.20
实施例14微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂883A和885A)。使用包含DESN3200和DES W的聚异氰酸酯MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的比在制剂883A和885A中分别为1.15∶1和1.25∶1。通过改变乳化期间的混合速度来控制每种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,制备包含下表中所示组分和量的内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
883A 885A
组分 组分重量(g) 组分重量(g)
内相
乙草胺 352.75 174.18
NORPAR 18.44 9.10
MISTAFLEX 25.97 12.65
外相
甘油 64.65 32.0
SOKALAN CP9 19.07 9.4
酪蛋白酸铵 0.38 0.19
1.37 0.70
232.92 115.0
TETA,50%溶液 12.63 6.67
稳定剂
Invalon 47.89 23.65
Kelzan CC 0.43 0.21
止泡剂 0.01 0
甘油 32.10 15.85
Proxel GXL 0.43 0.21
腐蚀剂 0.15 0.07
缓冲剂 0.96 0.47
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
883A 2.27 2.28
885A 1.94 1.06
实施例15利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂874A、874B、877A、877B、880A、880B、883A和885A(根据实施例11至14中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE和购自Syngenta的Dual II MAGNUM(其包含S-异丙甲草胺(metalochlor)作为活性成分和专有成分)作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其植物毒性。结果显示在图24(15DAT大豆损伤)和图25(20DAT棉花损伤)中。使用制剂874B、877B和800B获得最一致的作物安全性。参见图24和25。所有三种制剂均提供显著优于DEGREE或HARNESS的作物安全性。注意到这些制剂中的每种制剂均具有7至8微米范围内的粒度,并且改变胺水平不会明显改变在制剂中的结果。Dual II MAGNUM对棉花的损伤和这三种制剂相似,但是其对大豆的损伤明显更大。所有其余实验制剂均显示类似于或稍小于DEGREE显示的作物损伤。
同样测试制剂874A、874B、877A、877B、880A、880B、883A和885A的杂草控制效力,并且与DEGREE和HARNESS的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、藜、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图26至29中。
总的来说,这些实验制剂提供一般相当于或优于DEGREE的效力。参见图26至29。反枝苋控制显示,制剂877B在最低施用时的效力较低,制剂877A在最高施用时的效力较低,并且制剂885A、883A、880A、874A和874B显示优于DEGREE和Dual II MAGNUM的效力。藜控制显示,制剂874A和880B比DEGREE稍弱。所有其它制剂的效力均相对于或优于DEGREE和Dual IIMAGNUM。所有制剂对金色狗尾草的控制都很优秀,尽管制剂874B在最低施用率下的效力确实有些弱。所有制剂对稗的控制均相当于或优于DEGREE。注意到Dual II MAGNUM对稗的控制明显比所有乙草胺制剂都弱。
实施例16微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂911A和911B)。使用约50∶50重量比的DES N3200和DES W聚异氰酸酯混合物来制备这些制剂。加入用于制备外壳壁的聚异氰酸酯和TETA胺以产生约1.2∶1的胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量比。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用两种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
911A 7.73 5.64
911B 2.62 2.94
实施例17微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂914A和914C)。使用约85∶15重量比的DES N3200和DES W聚异氰酸酯混合物来制备这些制剂。以胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1的量,加入用于制备外壳壁的聚异氰酸酯和TETA胺。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用两种胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
914A 2.21 1.25
914C 7.43 5.05
实施例18微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂917A和917B)。使用约70∶30重量比的DES N3200和DES W聚异氰酸酯混合物来制备这些制剂。以胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1的量,加入用于制备外壳壁的聚异氰酸酯和TETA胺。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
917A 1.99 1.1
917B 7.55 5.01
实施例19利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂911A、911B、914A、914C、917A和917B(根据实施例16、17和18中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUPREADY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS和DEGREE作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其20DAT的植物毒性。结果显示在图30(大豆损伤)和图31(棉花损伤)中。
在两种较高施用率下,制剂911A、911B、914C和917B提供高于DEGREE的大豆安全性。参见图30。制剂914A和917A在作物安全性方面更加等同于DEGREE。HARNESS对大豆的损伤最大;然而,此研究显示使用DEGREE对棉花的损伤大于HARNESS。参见图31。在田间条件下也已经观察到这种相对反应,其中新生叶的系统性畸形在使用DEGREE时更显著。此研究中的总体棉花损伤相当低。制剂911A在所有施用率下均显示最高的棉花安全性。制剂917B和914C在三种施用率中的两者下也显示小于DEGREE的损伤性。根据本文所述的方法,在SOTAXAT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中所测试制剂的释放速率。
同样测试制剂911A、911B、914A、914C、917A和917B的杂草控制效力,并且与DEGREE和HARNESS的杂草控制效力作比较。所测试的杂草物类包括反枝苋、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图32、33和34中。
杂草控制效力研究显示,制剂911A在所有施用率下的效力基本上均小于DEGREE。参见图32、33和34。制剂917B的效力稍低于DEGREE,而制剂914C的效力几乎和DEGREE等同。所有其它制剂优于或相当于DEGREE。
这些数据显示,使用胶囊化乙草胺制剂,增加的粒度仍对作物安全性的提高具有最大的影响。增加这些制剂中的胺水平没有显著影响作物安全,但是确实对杂草控制效力具有更明显的影响。
实施例20微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂934和939)。使用包含DESN3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为ISOPAR L。相比于制剂934,利用相对较高比例的ISOPAR L溶剂来制备制剂939。
为了制备这些制剂,制备包含下表中所示组分和量的内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
934 10.69 8.33
939 9.75 5.96
实施例21微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂936A和936B)。使用包含DESN3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为ISOPAR L。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用两种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
936A 10.16 6.34
936B 8.36 5.46
实施例22微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂941A、941B和941C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15改变成ISOPAR V。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
941A 8.90 5.56
941B 11.67 6.76
941C 10.98 6.52
实施例23微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂945A、945B和945C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为ISOPAR V,并且在此实施例中,ISOPAR V的相对比例是实施例22中的一半。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
组分 制剂945A、945B、945C
内相 组分重量(g)
乙草胺 529.0
ISOPAR V 27.65
MISTAFLEX H9915 39.60
外相
甘油 97.1
SOKALAN CP9 28.7
酪蛋白酸铵 0.57
2.25
350
TETA,50%溶液 17.6
稳定剂
Invalon 71.83
Kelzan CC 0.64
止泡剂 0.01
甘油 48.15
Proxel GXL 0.64
腐蚀剂 0.22
缓冲剂 1.43
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
945A 9.72 6.02
945B 13.22 8.23
945C 12.48 7.84
实施例24微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备一种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂949)。以胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量约1.05∶1的摩尔当量比使用MISTAFLEX和TETA胺来制备制剂949。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为xxsol D-130,并且使用相对较小比例的Exxsol D-130。
为了制备该制剂,制备包含下表中所示组分和量的内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
组分 组分重量(g)
内相
乙草胺 174.25
Exxsol D-130 9.1
MISTAFLEX H9915 13.1
外相
甘油 32.0
SOKALAN CP9 9.5
酪蛋白酸铵 0.2
0.75
115.3
TETA,50%溶液 5.8
稳定剂
Invalon 23.65
Kelzan CC 0.21
止泡剂 0
甘油 15.85
Proxel GXL 0.21
腐蚀剂 0.07
缓冲剂 0.47
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液,并且该分散液具有10.59μm的平均粒度和6.45μm的标准偏差。
实施例25微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂951A和951B)。使用包含DESN3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为SOPAR V,并且在此实施例中,ISOPAR V的相对比例是实施例22中的一半。通过改变乳化期间的混合速度来控制各种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
组分 制剂951A和951B
内相 组分重量(g)
乙草胺 352.70
ISOPAR V 18.42
MISTAFLEX H9915 26.40
外相
甘油 64.70
SOKALAN CP9 19.10
酪蛋白酸铵 0.39
1.45
233.3
TETA,50%溶液 11.73
稳定剂
Invalon 47.89
Kelzan CC 0.43
止泡剂 0.01
甘油 32.10
Proxel GXL 0.43
腐蚀剂 0.15
缓冲剂 0.96
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
951A 11.28 7.53
951B 8.30 5.48
实施例26微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂954A和954B)。使用包含DESN3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为Exxsol D-130。通过改变乳化期间的混合速度来控制每种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
组分 制剂954A和954B
内相 组分重量(g)
乙草胺 352.7
Exxsol D-130 36.85
MISTAFLEX 27.71
外相
甘油 60.80
SOKALAN CP9 17.9
酪蛋白酸铵 0.37
1.28
218.39
TETA,50%溶液 12.31
稳定剂
Invalon 47.89
Kelzan CC 0.43
止泡剂 0.01
甘油 32.10
Proxel GXL 0.43
腐蚀剂 0.15
缓冲剂 0.96
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
954A 9.83 6.04
954B 7.7
实施例27微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂957A和957B)。使用包含DESN3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为ISOPAR L。通过改变乳化期间的混合速度来控制每种制剂的平均粒度。
为了制备这些制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
组分 制剂957A和957B
内相 组分重量(g)
乙草胺 353.0
ISOPAR L 36.90
MISTAFLEX H9915 27.7
外相
甘油 60.6
SOKALAN CP9 17.9
酪蛋白酸铵 0.37
1.35
218.40
TETA,50%溶液 12.31
稳定剂
Invalon 47.89
Kelzan CC 0.43
止泡剂 0.01
甘油 32.10
Proxel GXL 0.43
腐蚀剂 0.15
缓冲剂 0.96
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
957A 10.46 6.38
957B 8.01 5.13
实施例28微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备两种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂960A和960B)。使用包含DESN3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.05∶1。另外,内相溶剂由NORPAR 15变为Exxsol D-130,并且相比于实施例22使用更高比例的Exxsol D-130。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用两种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
960A 10.60 6.51
960B 6.65 4.55
实施例29利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂934、936B、941C、951B和954B(根据实施例20、21、22、25和26中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUPREADY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE和DUAL II MAGNUM作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其14DAT的植物毒性。结果显示在图35(大豆损伤)和图36(棉花损伤)中。
此研究中的制剂和DEGREE(胶囊尺寸约为3μm)相比具有增加的胶囊尺寸,并且胶囊中含有不同的溶剂(使用Norpar来配制DEGREE)。所有制剂均提供优于DEGREE的大豆安全性,其中制剂934、941C和954B显示最小的损伤。参见图35。所有制剂同样均显示小于DEGREE的棉花损伤,但这只是在最高的试验施用率下。参见图36。根据本文所述的方法,在SOTAXAT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中测试制剂的释放速率。
同样测试制剂934、936B、941C、951B、949(如上文实施例24中所述而配制)和954B的杂草控制效力,并且与DEGREE和HARNESS的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图37、38和39中。
使用这些制剂的芽前杂草控制在这些制剂之间具有许多显著差异。反枝苋控制显示,制剂934、949和954B在两种较高施用率下的效力低于DEGREE。参见图37。其余制剂提供相当于或大于DEGREE的控制率。注意到使用DUAL II MAGNUM缺乏控制。稗(可能是此测定中最可靠的指示物)显示使用制剂934和941C在两种较低施用率下的控制力较弱。参见图38。所有其它制剂和DEGREE均接近等同。金色狗尾草控制再次表明制剂941C的效力较弱。参见图39。同样发现制剂936B和949在最低测试施用率下的控制力较弱。所有制剂对反枝苋的控制均明显优于Dual Magnum,在此研究中,差异对禾本科杂草物类来说不太明显。
实施例30利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂941B、945A、945C、951A、957A和960A(根据实施例22、23、25、27和28中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE和DUAL II MAGNUM作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其14DAT的植物毒性。结果显示在图40(棉花损伤)和图41(大豆损伤)中。
这些制剂也含有较大的胶囊尺寸和胶囊内的不同溶剂。所有制剂在所有施用率下均提供优于DEGREE的棉花安全性。参见图40。使用制剂941B、957A和960A明显具有最好的作物安全性。由于总体损伤较小,因此在大豆中的差异不太明显。参见图41。然而,制剂941B和960A在所有施用率下再次显示明显小于DEGREE的损伤。根据本文所述的方法,在SOTAX AT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中制剂960A和DEGREE的释放速率。
同样测试制剂941B、945A、945C、951A、957A和980A的杂草控制效力,并且与DEGREE和HARNESS的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图42、43和44中。在此研究中,所有实验制剂在所有施用率下均提供更完全的金色狗尾草控制。参见图42。关于稗,只有制剂951A和960A在所有施用率下均提供相当于DEGREE的控制。参见图43。使用制剂954A、957A和960A对反枝苋的控制优于DEGREE。参见图44。所有其它制剂基本上相当。
实施例31利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂939、941A、954A、957B和960B(根据实施例20、22、26、27和28中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUPREADY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE和DUAL II MAGNUM作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其13DAT的植物毒性。结果显示在图45(大豆损伤)和图46(棉花损伤)中。制剂957B和960B对大豆的损伤均稍小于DEGREE,并且对棉花的损伤在所有施用率下均明显较小。参见图45和46。所有其它制剂的损伤性也小于DEGREE,但缺少待进一步关注的足够效力。参见下文。根据本文所述的方法,在SOTAX AT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中一些测试制剂的释放速率。
同样测试制剂939、941A、954A、957B和960B的杂草控制效力,并且与DEGREE、HARNESS和DUAL II MAGNUM的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、稗、金色狗尾草和马齿苋。杂草控制效力数据显示在图47至50中。使用这些实验制剂的芽前杂草控制显示957B和960B对所有物类均具有相当于或优于DEGREE的效力。参见图47至50。
实施例32利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂936B、941B、951B、957B、960A和960B(根据实施例21、22、25、27和28中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE、DUAL II MAGNUM和TOPNOTCH(购自Dow AgroSciences)作对比测试。TOPNOTCH含有33.7%的乙草胺和66.3%的专有成分,包括二氯丙烯胺。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其植物毒性。结果显示在图51(19DAT大豆损伤)、图52(19DAT棉花损伤)、图53(15DAT棉花损伤)和图54(15DAT大豆损伤)中。
将制剂936B、941B、951B和960A与HARNESS、DEGREE、DUAL IIMAGNUM和制剂3997(根据实施例3中所述方法而制备)作对比评估。在此研究中,观察到在制剂936B、941B、951B和960A之中,使用941B具有最好的作物安全性。参见图51和52。此制剂在所有施用率下均显示显著优于DEGREE的棉花和大豆安全性。制剂936B、951B和960A与制剂3997大体上相当。它们显示类似于使用DEGREE所观察到的大豆损伤,但在所有施用率下对棉花均明显更安全。制剂936B是一个例外,对于棉花来说,其在高施用率下类似于DEGREE。根据本文所述的方法,在SOTAX AT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中一些测试制剂的释放速率。
在此研究中,相对于DEGREE、DUAL II MAGNUM、TOPNOTCH和制剂3997来评估制剂957B和960B。两种制剂均显示相当于使用制剂3997所观察到的大豆和棉花安全性。参见图53和54。所有这三种制剂实质上均比商业标准品更安全。证明TOPNOTCH是最具损伤性的制剂。
同样测试制剂936B、941B、951B、957B、960A和960B的杂草控制效力,并且与DEGREE、HARNESS、DUAL II MAGNUM和制剂3997的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括反枝苋、稗、金色狗尾草和马齿苋。杂草控制效力数据显示在图53至56中。
制剂941B和960A在控制稗和金色狗尾草时的效力实质上均小于商业标准品。参见图53和54。制剂951B和936B的杂草控制效力优于或相当于制剂3997。在这三者之中,使用制剂936B获得最好的杂草控制。
实施例33利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂957B、960B、951B和936B(根据实施例21、25、27和28中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE和DUAL IIMAGNUM和制剂3997(如实施例3所述而制备)作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其15DAT的植物毒性。结果显示在图57(大豆损伤)和图58(棉花损伤)中。
芽后大豆损伤显示所有四种实验制剂和制剂3997相当。参见图57。这些制剂显示明显优于DEGREE和DUAL II MAGNUM(在高施用率下)和HARNESS(在所有施用率下)的作物安全性。实验制剂的棉花损伤类似于制剂3997并且明显优于HARNESS和DUAL II MAGNUM(在两种最高施用率下)和DEGREE(在最高施用率下)。参见图58。根据本文所述的方法,在SOTAXAT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中测试制剂的群放速率。
同样测试制剂957B、960B、951B和936B的杂草控制效力,并且与DEGREE、HARNESS和DUAL II MAGNUM的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类包括稗、金色狗尾草和一年生黑麦草(多花黑麦草)。杂草控制效力数据显示在图59至61中。
在实验制剂之中,制剂936B和951B对所有物类一致提供最好的杂草控制效力。关于金色狗尾草,这两种制剂提供相当于HARNESS,优于DEGREE和稍优于制剂3997和DUAL IIMAGNUM的控制。参见图59。制剂957B和960B在较高施用率下均相当于制剂3997,但在最低施用率下较弱。制剂936B、951B和957B对稗的控制在大多数施用率下相当于或优于标准品。参见图60。制剂960B的效力较低。对多年生黑麦草的控制显示,制剂936B、951B和960B的效力相当于DEGREE和制剂3997。参见图59。制剂957B在此情况下效力较低。
实施例34微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂993A、993B和993C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。在这些制剂中,乙草胺含量按重量计为约38%,其相对低于DEGREE中的乙草胺含量。
为了制备所述制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
993A 7.86 5.36
993B 10.95 6.64
993C 13.9 10.4
实施例35微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂997A、997B和997C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。在这些制剂中,乙草胺含量按重量计为约40%,其相对低于DEGREE中的乙草胺含量。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
997A 7.73 5.17
997B 10.56 6.66
997C 13.38 9.21
实施例36微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂601A、601B和601C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。在这些制剂中,乙草胺含量约等于DEGREE。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
601A 8.13 5.23
601B 11.08 7.44
601C 14.64 10.46
实施例37利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂993A、993B、993C、997A、997C和601C(根据实施例34至36中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUPREADY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE和DUAL II MAGNUM作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其14DAT的植物毒性。结果显示在图62(棉花损伤)和图63(大豆损伤)中。
所有实验制剂在两种较高施用率下均显示明显小于DEGREE的大豆损伤。棉花损伤显示,三种制剂993A、993C和997A在最高施用率下的损伤性和DEGREE一样。根据本文所述的方法,在SOTAx AT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中测试制剂的释放速率。
同样测试制剂993A、993B、993C、997A、997C和601C的杂草控制效力,并且与DEGREE、HARNESS和DUAL II MAGNUM的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类是稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图64和65中。
制剂993A是唯一在所有施用率下均提供相当于DEGREE的稗控制的制剂。参见图64。金色狗尾草控制显示,制剂993A和993B相当于或优于DEGREE。参见图65。观察到使用制剂997C和601C对这两个物类的活性最弱。随着胶囊尺寸的增加,明显产生效力降低的趋势。
实施例38微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂609A、609B和609C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。在这些制剂中,乙草胺含量按重量计为约33%,其相对低于DEGREE中的乙草胺含量。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
609A 3.28 2.63
609B 11.61 7.22
609C 12.65 7.66
实施例39利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂609A、609B和609C(根据实施例38中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆(AG 4403)和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂HARNESS、DEGREE、DUAL II MAGNUM和TOPNOTCH作对比测试。将制剂施用于发芽后的大豆和棉花植株并且测量其13DAT的植物毒性。结果显示在图66(大豆损伤)和图67(棉花损伤)中。制剂609B和609C在实验制剂之中提供最好的作物安全性。
同样测试制剂609A、609B和609C的杂草控制效力,并且与DEGREE、HARNESS、DUALII MAGNUM和TOPNOTCH的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类是稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图68和69中。
制剂609A在实验制剂之中提供最高的杂草控制水平。参见图68和69。由于此制剂具有最小的胶囊尺寸,因此这种结果并不出乎意料。虽然其它两种制剂的效力较低,但它们仍然提供和DEGREE相当的杂草控制。
实施例40微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂613A、613B和613C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。和市售DEGREE相比,制剂613A、613B和613C是使用更高比例的外壳壁组分而制备。DEGREE制剂使用相比于乙草胺含量为约8%(按重量计)的外壳壁组分。相比之下,使用相比于乙草胺含量为16%(按重量计)的外壳壁组分来制备制剂613A、613B和613C。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
613A 3.24 3.37
613B 7.73 5.18
613C 10.90 7.88
实施例41微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂617A、617B和617C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.25∶1。和DEGREE相比,制剂617A、617B和617C是使用类似相对比例的外壳壁组分而制备。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
617A 7.10 4.67
617B 8.93 5.75
617C 11.23 6.86
实施例42微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备四种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂621A、621B、621C和621D)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。使用比例高于DEGREE,但是低于上述实施例40中所述制剂的外壳壁组分来制备制剂621A、621B、621C和621D。使用相比于乙草胺含量为12%(按重量计)的外壳壁组分来制备制剂621A、621B、621C和621D。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用四种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
621A 6.70 4.42
621B 8.88 5.89
621C 2.48 2.43
621D 11.53 7.02
实施例43利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂613B、613C、617A、617B、621A和621B(根据实施例40至42中所述方法而制备)施用于温室条件下的棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂DEGREE和DUAL II MAGNUM以及制剂3997作对比测试。将制剂施用于发芽后的棉花植株并且测量其20DAT的植物毒性。结果显示在图70中。
制剂617B、621B、613B和613C提供相当于制剂3997的芽后(″POE″)棉花安全性。参见图70。在实验制剂中,制剂613B和613C(二者均具有最高比例的外壳壁组分)显示最小的损伤。制剂617A和621A显示明显大于制剂3997,但小于使用DEGREE和DUAL II MAGNUM所观察到的损伤。这两种制剂均具有较小的胶囊尺寸,由此再次表明了胶囊尺寸对作物安全的重要性。根据本文所述的方法,在SOTAX AT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中测试制剂的释放速率。
制剂 6小时时的释放 24小时时的释放
(ppm) (ppm)
613B 52 65
613C 45 55
617A 77 97
617B 79 95
621A 100 123
621B 65 82
DEGREE 127 182
DEGREE 118 174
同样测试制剂613B、613C、617A、617B、621A和621B的杂草控制效力,并且与DEGREE和DUAL II MAGNUM的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类是稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图71和72中。
杂草控制数据显示,在实验制剂之中,制剂613B和613C对金色狗尾草的控制效力最低,尽管其控制效力类似于标准品。参见图71。这表明这两种制剂的最厚外壳壁减缓了乙草胺的释放。这在控制稗时的明显程度较低。参见图72。
实施例44微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂660A、660B和660C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。所制备的制剂660A、660B和660C具有约33%(按重量计)的乙草胺含量,这相比于DEGREE是相对较低的乙草胺比例。
为了制备该制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
660A 12.50 8.59
660B 10.13 7.69
660C 6.83 4.77
实施例45微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂664A、664B和664C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。制备制剂664A、664B和664C具有约33%(按重量计)的乙草胺含量,这相比于DEGREE是相对较低的乙草胺比例。另外,相比于上述实施例44中所使用的NORPAR,利用不同的内相溶剂ISOPAR L制备制剂664A、664B和664C。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
664A 6.84 5.24
664B 8.27 5.47
664C 9.35 5.95
实施例46微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂668A、668B和668C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。制备制剂668A、668B和668C具有约33%(按重量计)的乙草胺含量,这相比于DEGREE是相对较低的乙草胺比例。另外,相比于上文实施例44中所使用的NORPAR,利用不同的内相溶剂Exxsol D-110制备制剂668A、668B和668C。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
组分 制剂668A、668B、668C
内相 组分重量(g)
乙草胺 524.10
Exxsol D-110 54.10
MISTAFLEX H9915 40.15
外相
甘油 140.30
SOKALAN CP9 41.40
酪蛋白酸铵 0.85
3.05
506.0
TETA,50%溶液 20.36
稳定剂
Invalon 108.38
Kelzan CC 0.97
止泡剂 0.02
甘油 72.65
Proxel GXL 0.97
腐蚀剂 0.33
缓冲剂 2.16
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相、胺和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
668A 6.75 4.55
668B 7.02 4.75
668C 9.75 6.16
实施例47微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂672A、672B和672C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。制备制剂672A、672B和672C具有约33%(按重量计)的乙草胺含量,这相比于DEGREE是相对较低的乙草胺比例。另外,相比于上文实施例44中所使用的NORPAR,利用不同的内相溶剂ISOPAR V制备制剂672A、672B和672C。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
672A 8.13 5.35
672B 8.82 5.71
672C 10.82 7.59
实施例48利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂664A、664B、664C、668B、668C和660C(根据实施例44至47中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂DEGREE和DUAL II MAGNUM以及制剂3997作对比测试。将制剂施用于发芽后的棉花植株并且测量其20DAT的植物毒性。结果显示在图73(大豆损伤)和图74(棉花损伤)中。
制剂664B在大豆中显示最好的作物安全性,并且制剂668B和668C在所有施用率下均显示优于DEGREE的作物安全性。参见图73。制剂660C提供实质上和DEGREE一样的大豆安全性。制剂664B、664C和668C在棉花中显示最好的作物安全性,然而所有实验制剂均提供明显优于DEGREE的作物安全性。参见图74。根据本文所述的方法,在SOTAX AT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中测试制剂的释放速率。
同样测试制剂664A、664B、664C、668B、668C和660C的杂草控制效力,并且与DEGREE、DUAL II MAGNUM和制剂3997的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类是马唐(Digitaria sanguinalis)、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图75、76和77中。
在实验制剂之中,制剂664A和660C对所有物类一致提供最好的杂草控制效力。这两种制剂对马唐的控制均相当于标准品DEGREE和DUAL II MAGNUM。参见图75。所有其它制剂的效力均较低,其中制剂664C和668B显示最差的性能。在使用制剂664A和660C来控制稗时,观察到了相似的反应,其提供相当于标准品的控制。参见图76。制剂664B的效力稍低,并且制剂664C提供最弱的控制。制剂664A和660C再次显示最好的金色狗尾草控制,并且十分类似于DUALl II MAGNUM。参见图77。制剂664B的效力稍低,但是和DEGREE相当。如图所示,制剂664C和668B对马唐的控制最弱。基于作物安全性和杂草控制效力,这组中最好的测试制剂是制剂664B。
实施例49利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂660A、660B、668A、672A、672B和672C(根据实施例44至47中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂DEGREE和DUAL II MAGNUM以及制剂3997作对比测试。将制剂施用于发芽后的棉花植株并且测量其14DAT的植物毒性。结果显示在图78(大豆损伤)和图79(棉花损伤)中。
对大豆的芽后施药显示,所有制剂在所有施用率下均比DUAL II MAGNUM安全,并且在大多数施用率下比DEGREE安全。参见图78。总体作物损伤在使用制剂972A和972B时显得有些高。在对棉花芽后施药时观察到相同的反应,然而总体作物损伤低于大豆。参见图79。
同样测试制剂660A、660B、668A、672A、672B和672C的杂草控制效力,并且与DEGREE、DUAL II MAGNUM和制剂3997的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类是马唐、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图80、81和82中。
在实验制剂之中,制剂672A、672B和672C对所有物类一致提供最好的杂草控制效力。这三种制剂以及制剂660B和668A在金色狗尾草控制方面均与DEGREE相当。参见图80。制剂672A、672B和672C在所有施用率下均最接近于DUAL II MAGNUM,而制剂660B和668A在最低施用率下较弱。制剂660A提供最差的金色狗尾草控制。制剂672A、672B和672C对马唐的控制再次最接近于标准品。参见图81。制剂660B和668A的效力较低,并且制剂660A再次显示最差的控制。稗控制显示,制剂672A、672B和672C在所有施用率下均与DUAL II MAGNUM相当,并且在最低施用率下优于DEGREE。参见图82。制剂660B和668A类似于DEGREE,并且制剂660A又表现得最弱。
实施例50微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备三种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂680A、680B和680C)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。制备制剂680A、680B和680C具有约33%(按重量计)的乙草胺含量,这相比于DEGREE是相对较低的乙草胺比例。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
680A 9.29 6.08
680B 7.60 5.04
680C 6.70 4.51
实施例51微胶囊化乙草胺的水性分散液的制备
制备四种微胶囊化乙草胺的水性分散液(命名为制剂684A、684B、684C和684D)。使用包含DES N3200和DES W的MISTAFLEX混合物和单一胺TETA来制备这些制剂。胺摩尔当量与异氰酸酯摩尔当量的摩尔当量比为约1.2∶1。制备制剂684A、684B、684C和684D具有约33%(按重量计)的乙草胺含量,这相比于DEGREE是相对较低的乙草胺比例。另外,相比于上述实施例49中所述的制剂,使用更高相对浓度的NORPAR溶剂制备制剂684A、684B和684C。NORPAR溶剂在制剂684A、684B、684C和684D中的比例为约2.14%(按重量计),相比之下,在实施例50中制备的制剂中为1.8%(按重量计)。因此,乙草胺与NORPAR 15稀释剂的重量比为约16∶1,相比之下,在实施例50的制剂680A、680B和680C中为约19∶1。
为了制备制剂,分别制备包含下表中所示组分和量的大批量内相、外相、胺溶液和稳定剂溶液:
基本上如上文实施例1中所述来制备微胶囊水性分散液。为了制备每种制剂,将较大的内相、外相和稳定剂批料分成重量相近的较小批料并且如实施例1中所述而组合。使用三种不同的胺溶液来引发聚合作用。在乳化期间,通过控制混合器来改变混合速度,从而达到下表中所示的平均粒度:
粒度参数表
制剂 平均粒度(μm) 标准偏差(μm)
684A 8.36 5.59
684B 7.04 4.78
684C 6.33 4.35
684D 10.3 ----
实施例52利用本发明的微胶囊化乙草胺制剂研究大豆和棉花作物安全性和芽后杂草控制效力
将制剂680A、680B、680C、684A、684C和684D(根据实施例50和51中所述方法而制备)施用于温室条件下的耐草甘膦(ROUNDUP READY)大豆和耐草甘膦(ROUNDUP READY)棉花(RR Flex-短季至中熟品种)作物。将这些制剂与市售制剂DEGREE和DUAL II MAGNUM以及制剂3997作对比测试。将制剂施用于发芽后的棉花植株并且测量其16DAT的植物毒性。结果显示在图83(大豆损伤)和图84(棉花损伤)中。
所有实验制剂在所有施用率下均提供优于DUAL II MAGNUM的大豆安全性。参见图83。除了制剂680C在中间施用率下显示类似损伤以外,和DEGREE的比较显示相同的关系。观察到使用制剂3997产生出人意料的高损伤程度。所有实验制剂和制剂3997在所有施用率下同样均显示明显小于DUAL II MAGNUM的棉花损伤。参见图84。和DEGREE的比较显示,所有制剂在最高施用率下的损伤性均较小。根据本文所述的方法,在SOTAX AT-7溶解测试装置中测定释放速率。参见下表中测试制剂的释放速率。
同样测试制剂680A、680B、680C、684A、684C和684D的杂草控制效力,并且与DEGREE、DUAL II MAGNUM和制剂3997的杂草控制效力作比较。测试的杂草物类是白三叶草、马唐、稗和金色狗尾草。杂草控制效力数据显示在图85至88中。
在两种最高施用率下,制剂684A、684C和680C对白三叶草均显示相当于DUAL IIMAGNUM的效力。参见图85。制剂680B在所有施用率下均几乎和标准品相当。观察到使用制剂680A的效力最弱,并且同样观察到使用DEGREE和制剂3997的控制水平较低。马唐控制显示,制剂680C和684C在所有施用率下均和DUAL II MAGNUM相当。参见图86。观察到使用DEGREE、3997、680A和680B的控制水平极低。稗控制显示,所有胶囊化制剂在所有施用率下的效力均低于DUAL II MAGNUM。参见图87。在实验制剂之中,680B、680C和684C具有最好的控制水平。制剂680B和684C在两种最高施用率下提供相当于DUAL II MAGNUM的金色狗尾草控制。参见图88。制剂680B、680C、684C和684D均显示相当于或优于DEGREE的效力。观察到使用3997和680A具有较差的控制。使用胶囊化制剂效力的不一致和使用DUAL II MAGNUM所观察到的实质上更好的控制表明,这种效力可能是在施药后立即喷灌而获得,而不是如方案中所指定,在三天后喷灌而获得。有必要使用延迟喷灌来获得在温室中使用胶囊化制剂的结果,该结果更准确地反映田间结果。立即灌溉极大地扩大了乳化制剂(如DUAL II MAGNUM)和胶囊化制剂之间的差异,该差异不能反映真实的田间结果。我们也可以预期“680”系列制剂比“684”系列更有效,因为“684”系列中更高水平的Norpar将会在更大程度上抑制乙草胺释放。
当介绍本发明或其优选实施方案的元素时,冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意欲指存在一个或多个元素。术语“包含”、“包括”和“具有”意欲为包含性,并且指表示可存在除了所列元素以外的其它元素。
鉴于上文,将观察到实现了本发明的一些目标,并且获得了其它有利结果。
由于在不脱离本发明范围的情况下可对上述组合物和方法进行多种改变,因此希望以上描述中所包含的显示在附图中的所有内容将被理解为说明性的并且不具有限制意义。

Claims (46)

1.一种颗粒状微胶囊化乙酰胺除草剂,其包含:
含有(a)所述乙酰胺除草剂和(b)链烷烃溶剂的与水不混溶的核心物质,其中所述乙酰胺除草剂选自乙草胺、异丙甲草胺、S-异丙甲草胺及其混合物,其中所述乙酰胺除草剂与所述溶剂的重量比为15:1-20:1;和
具有聚脲外壳壁的微胶囊,所述微胶囊含有所述核心物质;
其中所述外壳壁是在聚合介质中通过聚异氰酸酯组分和聚胺组分之间形成所述聚脲的聚合反应而形成,其中所述聚异氰酸酯组分包含脂族聚异氰酸酯或脂族聚异氰酸酯混合物,所述聚胺组分包含结构为NH2(CH2CH2NH)mCH2CH2NH2的聚胺,其中m为1至5;
其中所述聚胺组分中包含的胺摩尔当量与所述聚异氰酸酯组分中包含的异氰酸酯摩尔当量的比率为1.15:1至1.4:1;
其中所述乙酰胺除草剂与所述外壳壁的重量比为13:1至6:1;并且
其中所述微胶囊的群体具有7μm至15μm的平均粒度。
2.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述微胶囊的群体具有7μm至12μm的平均粒度。
3.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述微胶囊的群体具有8μm至12μm的平均粒度范围。
4.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述聚胺组分是由所述结构为NH2(CH2CH2NH)mCH2CH2NH2的聚胺组成。
5.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述聚异氰酸酯组分平均每个聚异氰酸酯分子具有至少2.5个反应基,并且所述聚胺组分平均每个聚胺分子具有至少3个反应基。
6.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述聚异氰酸酯组分是三异氰酸酯和二异氰酸酯的共混物,其中基于异氰酸酯当量,所述三异氰酸酯与所述二异氰酸酯的比率介于90:10和30:70之间。
7.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中大于50重量%的所述链烷烃溶剂是直链或支链烃。
8.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中m为1至3。
9.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中大于50重量%的所述脂族聚异氰酸酯是1,6-六亚甲基二异氰酸酯的三聚物。
10.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述微胶囊核心与所述外壳壁的重量比为12:1至6:1。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述乙酰胺除草剂是乙草胺。
12.根据权利要求1所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述外壳壁具有有限的渗透性,并且所述外壳壁和胶囊化乙酰胺的性质和组成使得,当通过由去离子水组成的水性介质中的按重量计为1%的胶囊化乙酰胺除草剂组成的水性浆液,在足以使颗粒维持悬浮并且无机械破裂的速率下进行搅拌时,所述水性介质中的乙酰胺含量在25℃下搅拌6小时后保持小于100ppm,并且在25℃下搅拌24小时后保持小于150ppm的乙酰胺。
13.根据权利要求12所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述水性介质中的乙酰胺含量在6小时后保持小于75ppm,并且在24小时后保持小于125ppm。
14.根据权利要求13所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述水性介质中的乙酰胺含量在6小时后保持小于60ppm,并且在24小时后保持小于100ppm。
15.根据权利要求14所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,其中所述水性介质中的乙酰胺含量在6小时后保持小于50ppm,并且在24小时后保持小于75ppm。
16.一种水性混合物,其包含权利要求1至15中任一项所述的微胶囊化乙酰胺除草剂,所述水性混合物呈浓缩物或稀释的喷雾施用混合物形式。
17.根据权利要求16所述的水性混合物,还包含一种或多种联合除草剂。
18.根据权利要求17所述的水性混合物,其中所述联合除草剂选自乙酰辅酶A羧化酶抑制剂、有机磷除草剂、植物生长素、光合体系II抑制剂、ALS抑制剂、原卟啉原氧化酶抑制剂和类胡萝卜素生物合成抑制剂、其盐和酯及其混合物。
19.根据权利要求18所述的水性混合物,其中所述联合除草剂是有机磷除草剂,其选自草甘膦、草铵膦、草铵膦-P、其盐和酯及其混合物。
20.根据权利要求18所述的水性混合物,其中所述联合除草剂是植物生长素除草剂,其选自2,4-D、2,4-DB、二氯丙烯、MCPA、MCPB、氨草啶、二氯吡啶酸、氟草烟、绿草定、diclopyr、2-甲-4-氯丙酸、麦草畏、毒莠定和二氯喹啉酸、其盐和酯及其混合物。
21.根据权利要求18所述的水性混合物,其中所述联合除草剂是乙酰辅酶A羧化酶抑制剂,其选自禾草灭、丁氧环酮、烯草酮、噻草酮、唑啉草酯、稀禾定、吡喃草酮、肟草酮、炔禾灵、炔草酸、2-(4-(4-氯苯氧基)苯氧基)丙酸、氰氟草酸、2-[4(-2,4-二氯苯氧基)苯氧基]丙酸、恶唑禾草灵、噻唑禾草灵、吡氟禾草灵、吡氟氯禾灵、异恶草醚、恶唑酰草胺、喔草酯、喹禾灵和trifop、其盐和酯及其混合物。
22.根据权利要求18所述的水性混合物,其中所述联合除草剂是光合体系II抑制剂,其选自莠灭净、胺唑草酮、阿特拉津、噻草平、除草定、溴苯腈、绿麦隆、草净津、双苯胺灵、敌草净、恶唑隆、敌草隆、伏草隆、环嗪酮、碘苯腈、异丙隆、利谷隆、苯嗪草酮、甲草苯隆、甲氧隆、嗪草酮、绿谷隆、甲双苯胺灵、扑灭通、扑草净、敌稗、杀草敏、哒草特、环草隆、西玛津、西草净、特丁噻草隆、特草定、特丁通、特丁津和草达津、其盐和酯及其混合物。
23.根据权利要求18所述的水性混合物,其中所述联合除草剂是ALS抑制剂,其选自酰嘧磺隆、四唑嘧磺隆、苄嘧磺隆、双草醚、氯嘧磺隆、氯磺隆、醚黄隆、氯酯磺草胺、环胺磺隆、双氯磺草胺、胺苯磺隆、乙氧嘧磺隆、啶嘧磺隆、双氟磺草胺、氟酮磺隆、氟吡磺隆、唑嘧磺草胺、氟啶嘧磺隆、甲酰胺磺隆、氯吡嘧磺隆、咪草酸、甲氧咪草烟、甲基咪草烟、灭草烟、灭草喹、咪草烟、咪唑磺隆、碘甲磺隆、甲磺隆、烟嘧磺隆、五氟磺草胺、甲基氟嘧磺隆、丙苯磺隆、氟磺隆、吡嘧磺隆、嘧啶肟草醚、嘧硫草醚、砜嘧磺隆、甲嘧磺隆、磺酰磺隆、噻吩磺隆、醚苯磺隆、苯磺隆、三氟啶磺隆和氟胺磺隆、其盐和酯及其混合物。
24.根据权利要求18所述的水性混合物,其中所述联合除草剂是原卟啉原氧化酶抑制剂,其选自三氟羧草醚、唑啶草酮、甲羧除草醚、氟丙嘧草酯、唑酮草酯、氟哒嗪草酯、氟烯草酸、氟胺草酯、丙炔氟草胺、乙羧氟草醚、氟噻乙草酯、氟磺胺草醚、乳氟禾草灵、丙炔恶草酮、恶草酮、乙氧氟草醚、吡草醚和甲基磺酰甲胺、其盐和酯及其混合物。
25.根据权利要求18所述的水性混合物,其中所述联合除草剂是类胡萝卜素生物合成抑制剂,其选自苯草醚、氨基三唑、氟丁酰草胺、吡草酮、异恶草酮、吡氟草胺、氟啶酮、氟咯草酮、呋草酮、异恶唑草酮、甲基磺草酮、氟草敏、氟吡酰草胺、吡唑特、苄草唑、磺草酮和苯吡唑草酮、其盐和酯及其混合物。
26.根据权利要求17所述的水性混合物,其中所述混合物包含第一联合除草剂和第二联合除草剂,其中所述第一联合除草剂选自麦草畏和2,4-D、其盐和酯及其混合物,并且所述第二联合除草剂选自草甘膦、草铵膦和草铵膦-P、其盐和酯及其混合物。
27.根据权利要求17所述的水性混合物,其中所述乙酰胺除草剂的浓度按酸当量计为0.25%至3%。
28.根据权利要求17所述的水性混合物,其中所述联合除草剂的浓度按酸当量计为0.25%至3%。
29.一种控制农田中的杂草的方法,所述方法包括:
形成包含如权利要求1至15中任一项所述的颗粒状微胶囊化乙酰胺除草剂的施用混合物;并且
在所述农作物发芽后以除草有效量施用所述施用混合物。
30.根据权利要求29所述的方法,其中在杂草发芽前施用所述施用混合物。
31.根据权利要求29所述的方法,其中所述农作物选自玉米、花生、马铃薯、大豆、油菜、甜菜和棉花。
32.根据权利要求29所述的方法,其中所述农作物是棉花。
33.根据权利要求29所述的方法,其中所述农作物是大豆。
34.根据权利要求29所述的方法,其中所述农作物具有一种或多种耐除草剂特性。
35.根据权利要求29所述的方法,其中所述施用混合物还包含草甘膦联合除草剂,并且所述农作物是转基因耐草甘膦农作物。
36.根据权利要求29所述的方法,其中所述施用混合物还包含麦草畏联合除草剂,并且所述农作物是转基因耐麦草畏农作物。
37.根据权利要求29所述的方法,其中所述施用混合物还包含草铵膦联合除草剂,并且所述农作物是转基因耐草铵膦农作物。
38.根据权利要求35所述的方法,其中所述农作物包括营养和生殖组织中的草甘膦耐受性增加的转基因耐草甘膦棉花植株,从而使在所述作物的棉花植株上存在至少5个叶节点时对所述田地中的所述作物和杂草施用除草性草甘膦制剂不对所述作物的所述植株造成由草甘膦介导的明显生殖损伤。
39.根据权利要求38所述的方法,其中所述棉花作物的所述植株显示和在四叶节点期后没有叶面施用除草性草甘膦制剂的转基因耐草甘膦棉花植株相当的花粉散落。
40.根据权利要求39所述的方法,其中所述棉花作物的所述植株显示和在四叶节点期后没有叶面施用除草性草甘膦制剂的转基因耐草甘膦棉花植株相当的皮棉产量。
41.根据权利要求38所述的方法,其中所述转基因耐草甘膦棉花植株的基因组包含一种或多种选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4的DNA分子;或者
所述转基因耐草甘膦棉花植株的基因组在DNA扩增方法中产生包含SEQ ID NO:1或SEQID NO:2的扩增子;或者
所述转基因耐草甘膦棉花植株具有和标记多核酸的补体基因相关的耐草甘膦特性,并且所述标记多核酸分子与选自SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2的DNA分子同源或互补。
42.根据权利要求38所述的方法,其中所述转基因耐草甘膦棉花植株作物包括由命名为MON 88913并且具有寄存在美国模式培养物收藏所(ATCC)的登记号为PTA-4854的代表性种子的棉花事件或其耐草甘膦后代的种子生长的棉花植株。
43.根据权利要求38所述的方法,其中所述转基因耐草甘膦棉花植株作物包括由命名为1445的棉花事件或其耐草甘膦后代的种子生长的棉花植株。
44.根据权利要求29所述的方法,其中在对处于作物发芽至六叶生长期的生长阶段范围内的农作物施用所述施用混合物后维持商业上可接受的作物损伤率1天至28天的时间段;并且
从施用所述施用混合物至施用所述施用混合物后的12周的时间段内达到商业上可接受的杂草控制率。
45.根据权利要求44所述的方法,其中所述杂草控制率为至少70%。
46.根据权利要求44所述的方法,其中所述作物损伤率不超过10%。
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