CN1054434A - 具有农业生物作用的固体硅氧烷组合物 - Google Patents
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Abstract
具有农业生物作用的固体组合物。它们具有硅
氧烷弹性体基质,在其中水溶性活性物质具有农业生
物作用,和水溶性辅助剂是分散在内的。施用于农业
中。
Description
本发明涉及具有农业生物作用的固体硅氧烷基质的组合物,它们的制备方法以及它们在植物处理上的用途。
用于对植物,尤其是农作物的促进生长处理常常需要能从固体载体上逐渐向或在植物上盐析出具生物作用的物质的可能性。
已提出许多技术,将聚合物材料和一些活性物质相结合,尤其是农用化学品或肥料活性物质。实际上,因为几种缺点,使这些技术仅可局限地实际应用,或没有找到足够的销路,其中主要缺点是控制活性物质释放动力学上的困难性,以及随之而来的确实对定量活性物质获得预定作用的困难性。
其它缺点也在于聚合物对要处理的植物和环境不够无害,而且在它们的成本及提供上也有问题。
本发明的目的是缓和以上缺点,并提供具有持续生物作用的组合物,它们能以低费用并以控制释放农业活性物质的形式,并没有对处理的植物和环境的任何缺点。
更特定地,本发明涉及具有农业生物作用的可用以促进植物生长的固体聚合物基质的组合物,其中所述组合物包括主要量的可能交联或可能不是交联的,并对水蒸气可渗透的硅氧烷材料,以及包括少量的具农业生物作用的在水中的溶解度至少为0.5克/升的活性物质,以及在硅氧烷材料中均一地分散,对硅氧烷交联没有抑制作用的水溶性辅助剂,硅氧烷材料,活性物质的水溶性形式和辅助剂是这样的,即通过硅氧烷基质的活性物质的释放动力学是零级。
本发明更特定地涉及上述形式的组合物,其中活性物质和辅助剂存在的量是在100份重量有机聚硅氧烷起始物质中,各为5到50份重量,较佳为15-40。
一般来讲,活性物质对辅助剂的体积比率可在1/10到10/1之间,较佳的为1/5到5/1。
有几组硅氧烷可用作本发明中组合物中的材料。
第一组包括硅氧烷组合物,它们含(A)有机二取代聚硅氧烷树胶,(B)一种加固填充剂(B1),较好的是含硅物质,和/或一种有机过氧化物(B2)。
较佳组合物包括
A:100份重量的二取代聚有机硅氧烷树胶,在25℃时的粘度大于一百万毫泊,和
B:5到130份重量的加固填充剂(B1),可从热解的二氧化硅中及由沉淀产生的二氧化硅中选出。
较好地,树胶(A)具通式R3-a(R'O)aSiO(R2SiO)nSi(OR')aR3-n,其中符号R代表相同的或不同的C1-C8烃基,这些烃基可被卤原子或氰基取代或不取代;符号R'代表氢原子或C1-C4烷基;符号a代表0或1;符号n代表一个具有足够能获得在25℃粘度至少为1百万毫泊的数字,R所代表的基团中至少50%为甲基。
较佳地,在树胶(A)结构中涉及的R2SiO单元中0.005到0.5摩尔%是从式(CH2=CH)(R)SiO和(CH2=CH)R2-a(RO')aSiO0.5中选出的。
树胶(A)在25℃的粘度至少为1百万毫泊,较佳地在25℃粘度至少为2百万毫泊,沿着链上,由R2SiO单元组成,在其链的每个末端上,由一个R3-aR(O)aSiO0.5单元所阻断;但是,在与这些单元的混合物中,不排除存在具有不同结构的单元,如式RSiO1.5和SiO2,存在的量相对于R2SiO和R3-a(RO')aSiO0.5单元的总数相比,至多为2%。
符号R代表C1-8烷基,它们由卤原子或氰基取代或不取代;更特定地,它包括:
-C1-C5烷基,由卤原子或氰基取代或未取代,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,戊基,3,3,3-三氟代丙基,β-氰乙基和γ-氰丙基,
-C2-C4链烯基,如乙烯基,烯丙基和丁-2-烯基,和
-C5-8单环芳基,由卤原子取代或未取代,如苯基,氯代苯基,甲苯基和三氟代甲基苯基。
由符号R'表示的C1-C4烷基更特定地涉及甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基和仲丁基。
由R代表的基团数目中,至少50%,较佳至少为70%是甲基。
另外,乙烯基较佳地也以合适的量存在于树胶(A)中;它们可选自式CH2=CH(R)SiO和CH2=CH(R2-a)(RO')aSiO0.5单元,其量代表通式R2SiO和R3-a(RO')aSiO0.5单元的总数中的0.005到0.5摩尔%,较佳为0.01到0.45摩尔%,作为整体它包含在树胶(A)的结构中。
组成树胶(A)的单元中特定的例子为具下式的那些:
(CH3)2SiO,CH3(CH2=CH)SiO,CH3(C6H5)SiO,
(C6H5)2SiO,CH3(C2H5)SiO,CH3CH2-CH2(CH3)SiO,
CH3(n-C3H7)SiO,(CH3)3SiO0.5,(CH3)2CH2=CHSiO0.5,
CH3(C6H5)2SiO0.5,CH3(C6H5)(CH2=CH)SiO0.5,
HO(CH3)2SiO0.5,CH3O(CH3)2SiO0.5,C2H5O(CH3)2SiO0.5,
n-C3H7O(CH3)2SiO0.5,HO(CH2=CH)(CH3)SiO0.5。
树胶(A)由硅氧烷生产者销售,另外,运用在化学文献中广泛描述的技术可以容易地制得它们。
在大多数情况下,使用沿其链上具有(CH3)2SiO和CH2=CH(CH3)SiO单元的甲基乙烯基二甲基聚硅氧烷树胶,从以下选出的单元位于链末端
(CH3)2(CH2=CH)SiO0.5,HO(CH3)(CH2=CH)SiO0.5,
(CH3)3SiO0.5,C6H5(CH3)(CH2=CH)SiO0.5,
HO(CH3)2SiO0.5
或者在它们链的每个末端由一个上述含乙烯基的单元阻断的二甲基聚硅氧烷。
它们通常具有在25℃至少为2百万毫泊的粘度。
填充剂(B1),较佳为加固性二氧化硅,使用量为二取代有机聚硅氧烷树胶(A)的5到130份。它们选自由燃烧而得的及由沉淀而得的二氧化硅。
由BET方法测定,它们具有至少为50平方米/克的比表面积,较佳大于70平方米/克,初级粒子的平均大小小于0.1μm(微米),表观密度小于200克/升。
这些二氧化硅可这样掺入或用有机硅化合物处理后掺入,该处理通常用于这种应用中。这些化合物包括甲基聚硅氧烷,如六甲基二硅氧烷及八甲基环四硅氧烷,甲基聚硅氮烷,如六甲基聚二硅氮烷和六甲基环三硅氮烷,氯代硅烷,如二甲基二氯代硅烷,三甲基氯代硅烷,甲基乙烯基二氯代硅烷和二甲基乙烯基氯代硅烷,和烷氧基硅烷,如二甲基二甲氧基硅烷,二甲基乙烯基乙氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷。
在此处理中,二氧化硅从起始重量可能增加高约20%,较佳约为18%。
本发明的组合物,就是指第一组(即A+B)与活性物质C混合而得的硅氧烷组合物,可以这样拌和冷却及挤压成非常不同的形状。所获得的硅氧烷组合物型可切成所需的长度,这样切出的样式中含足够量的活性物质,以在所需阶段中盐析出来。
惊人地发现这些非交联硅氧烷组合物具有所想象的合适的物理特性,并能连续地以控制的形式盐析出活性物质。
在本发明的框架内,除(B1)外,可加进一种有机过氧化物(B2),或用它来代替(B1)。然后需要在提升温度下交联弹性体组合物。
每100份树胶(A)使用0.1到6份有机过氧化物(B2),较佳为0.2到5份。它们为本领域普通技术人员熟知,并且更特定地包括:过氧化苯甲酰,2,4-二氯代过氧化苯甲酰,过氧化二枯基,2,5-双(叔丁基过氧化)-2,5-二甲基己烷,过苯甲酸叔丁基酯,叔丁基和异丙基过氧化碳酸酯,二叔丁基过氧化物及1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷。
这些不同过氧化物分解温度和速率有时不同。根据所需的熟化条件选择它们。
本发明的硅氧烷组合物也可在每100份树胶(A)中,含0.1到6份结构剂(D),该结构剂是粉状固体型的氟有机聚合物。
每100份二取代有机聚硅氧烷树胶(A)使用0.1到6份,较佳为0.15到5份氟化聚合物(D)。这些化合物对本技术领域普通人员是已知的;它们是通过聚合或共聚合单体而制备的,这些单体选自如由四氟乙烯,氯代三氟代乙烯,1,1-二氟乙烯及六氟丙烯组成的组中。
所以,它们是由上述单体组成的单元所组成的聚合物或共聚物,这样,可以用聚四氟乙烯,聚四氟乙烯/β-氟代丙烯型或1,1-二氟乙烯/六氟丙烯型的二元共聚物,及1,1-二氟乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯型的三元共聚物。
在本发明组合物中使用这些化合物时,它们是粉末状,具有小于100微米的平均颗粒直径,如具有25到65微米的直径。
较佳地,使用交联剂(B2)时,高达90%重量的加固性二氧化硅(B1)可被半加固性或填紧填充剂取代,它们颗粒直径大于0.1μm,如磨细的石英,煅烧过的陶土及硅藻土。
硅氧烷组合物也可含每100份树胶(A)1到10份二甲基聚硅氧烷油(E),该油具硅烷醇末端,在25℃的粘度在10到5000毫泊之间,较佳在30到1000毫泊之间。当加固性填充剂(B1)使用量高时,尤其推荐使用它们。
在已知机械装置;如捏和机,圆筒状混合器或螺杆混合器的帮助下,制备本发明的组合物。
各种组分可以任意的顺序放进设备。但是,建议以这样顺序先加进树胶(A),接着含硅填充剂(B1)及活性物质(C),适合时加添加剂(E),最后,化合物(D)和(B2)。
获得的组合物在储藏中是稳定的,另外,它们很易被模制和挤压,因此可生产得不同形状的产品。含过氧化物(B2)的组合物可通过加热而交联。加热时间明显地根据温度、压力和交联剂的性质而改变。通常是在约150-250℃几分钟,及在约250-350℃几秒钟。
如果需要的话,形成的弹性体接着可后加热,尤其是模制成形获得的,在190到270℃至少加热1小时成形,其目的用以完成交联。
但是,在它们第一次交联阶段后,即在任何后加热阶段之前,这些弹性体具有适于设想施用的物理特性。
任意交联硅氧烷组合物优先为不同固体型。活性物质的量和盐析时间由给定提出而决定。
本发明中使用的第二组硅氧烷包括可熟化的,较佳是热熟化的硅氧烷,包含:
(A)二取代有机聚硅氧烷树胶,具有每个分子,至少二个乙烯基与硅连结成键,在25℃的粘度至少500,000毫泊,
(B)至少一种有机氢化聚硅氧烷,具有每个分子中,至少有三年氢原子与硅成键连结,
(C)加固性填充剂,和
(D)催化有效量的催化剂,它是铂基金属化合物。
更确切地,本发明涉及硅氧烷组合物,包含:
-(A):100份二有机聚硅氧烷树胶,具有每个分子至少有二个乙烯基与硅成键连结,在25℃的粘度至少为500,000毫泊,
-(B):至少一个有机取代氢化聚硅氧烷,具有每个分子,至少3个氢原子与硅成键连结,所用的量是这样,(B)中氢化物功能基团的数目(A)中的乙烯基团的数目的比例在0.4到10之间,
-(C):5到130份加固性填充剂,较佳为含硅的,选自热解二氧化硅和由沉淀产生的二氧化硅,及
-(D):催化有效量的催化剂,为铂基团的金属化合物
(B)中的氢化物基团数对(A)中乙烯基团数的比率可有很大变动。通常在0.4和10之间,较佳在1.1和4之间。
更特定地,二取代有机聚硅氧烷树胶(A)具通式R3-a(R'O)aSiO(R2SiO)nSi(OR')aR3-a,其中符号R可是同样的或不同的,代表未取代的或由卤原子或氰基取代的C1-C8烃基;符号R'代表氢原子或C1-C4烷基,符号a代表0或1,符号n代表的数目具有足够量的值以获得在25℃至少500,000毫泊的粘度,至少50%由R代表的基团为甲基。
较佳地,在树胶(A)结构中涉及的0.005到0.5摩尔%的单元是从式(CH2=CH)(R)SiO和/或(CH2=CH)R2-a(RO')aSiO0.5中选出的。
树胶(A)在25℃的粘度至少为500,000毫泊,较佳地在25℃至少一百万毫泊,沿其链由R2SiO单元组成,在每个链末端由R3-aR(O)aSiO0.5所阻断;但是,在与这些单元的混合物中,不同结构的单元如式RSiO1.5和SiO2也不排除,其比例相对于R2SiO和R3-a(R'O)aSiO0.5单元的总数相比,最多为2%。
符号R代表未取代或由卤原子或氰基取代的C1-C8烃基;更特定地,它包括:
-C1-C5烷基,未取代或由卤原子或氰基取代,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,戊基,3,3,3-三氟代丙基,β-氰基乙基和γ-氰基丙基基团,
-C2-C4链烯基,如乙烯基,烯丙基及丁-2-烯基,及
-C6-C8单环芳基,未取代或由卤原子取代,如苯基,氯代苯基,甲苯基和三氟代甲基苯基。
由符号R'代表的C1-C4烷基更特定地涉及甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基和仲丁基。
至少50%,较佳至少70%基团R是甲基。
另外,在树胶(A)中较佳也存在合适量的乙烯基,它们导致式CH2=CH(R)SiO和CH2=CH(R2-a)(RO')aSiO0.5的单元,其数目代表0.005到0.5摩尔%,较佳为0.01到0.45摩尔%通式R2SiO和R3-a(RO')aSiO0.5中的单元,它们全部包括在树胶(A)的结构中。
组成树胶(A)的单元的特定例子为下式:
(CH3)2SiO,CH3(CH2=CH)SiO,CH3(C6H5)SiO,
(C6H5)2SiO,CH3(C2H5)SiO,CH3CH2-CH2(CH3)SiO,
CH3(n-C3H7)SiO,(CH3)3SiO0.5,(CH3)2(CH2=CH)SiO0.5,
CH3(C6H5)2SiO0.5,CH3(C6H5)(CH2=CH)SiO0.5,
HO(CH3)2SiO0.5,CH3O(CH3)2SiO0.5,C2H5O(CH3)2SiO0.5,
n-C3H7O(CH3)2SiO0.5,和HO(CH2=CH)(CH3)SiO0.5
树胶(A)由硅氧烷生产者市售,另一方面,它们可用化学文献中广泛描述的技术而容易地制备。
大多数情况下,使用甲基乙烯基二甲基聚硅氧烷树胶,沿其链上具有(CH3)2SiO和CH2=CH(CH3)SiO单元,及在每个链末端选自下式的单元,
(CH3)2(CH2=CH)SiO0.5,HO(CH3)(CH2=CH)SiO0.5,
(CH3)3SiO0.5,C6H5(CH3)(CH2=CH)SiO0.5,和
HO(CH3)2SiO0.5
或者二甲基聚硅氧烷树胶,在每个它们的链末端由含乙烯基的上述单元中的一个所阻断。
他们通常在25℃具有至少2百万毫泊的粘度。
有机取代氢化聚硅氧烷(B)具有如下的平均通式的硅氧烷单元:
(H)c(R″)dSiO (4-d-c)/2
其中R″代表甲基,苯基和乙烯基,至少50%的基团为甲基,C代表从0.01到1的任何数目,d代表从0.01到2的任何数目。
这些有机取代氢化聚硅氧烷(B)选自直链,支链或环状聚合体,这些聚合体由选自下式的单元所组成:
R″2SiO,H(R″)SiO,H(R″)2SiO0.5,
HSiO1.5,R″SiO1.5SiO2和R″SiO0.5。
它们可以是液体,似胶状物或树脂状物,在每一个分子中含有至少3SiH基。
文献中广泛涉及的产品(B)的特定例子在美国专利US-A-3220972,US-A-3284406,US-A-3436366和US-A-3697473中被详尽描述,这些文献被引作参考文献。
填充剂(C)较佳是加固性的二氧化硅,使二取代有机聚硅氧烷的用量是5到130份。它们选自由煅烧生产的二氧化硅,及沉淀产生的二氧化硅。它们具有的比表面积,由BET方法测定,至少50平方米/克及较佳地大于70平方米/克,初级颗粒的平均大小小于0.1μm(微米),表观密度小于200克/升。
这些二氧化硅可以原样掺入或用常规使用的有机硅化合物处理后掺入。这些化合物包括甲基聚硅氧烷,如六甲基二硅氧烷及八甲基环四硅氧烷,甲基聚硅氮烷,如六甲基二硅氮烷和六甲基环三硅氮烷,氯代甲硅烷,如二甲基二氯代甲硅烷和二甲基乙烯基氯代甲硅烷,和烷氧基甲硅烷,如二甲基二甲氧基甲硅烷,二甲基乙烯乙氧基硅烷和三甲基甲氧基甲硅烷。
在此处理中,二氧化硅从起始重量增加约20%,较佳约18%。
较佳地加入催化有效量的氢化硅烷化催化剂(D),它是铂化合物,较佳是铂,量为0.001到1%,较佳是0.05到0.5%,计算出来的是相对于树胶(A)和有机取代氢化聚硅氧烷(B)的催化金属的重量。
可用在文献中广泛描述的作为氢化硅烷化催化剂的所有铂化合物,尤其是氯铂酸H2PtCl6,氯铂酸与醇、醚或醛(美国专利US-A-3220972)的反应产物,以及氯铂酸与乙烯聚硅氧烷的反应产物,它们可不用或用碱性试剂处理以至于部分去除氯原子(美国专利US-A-3419593,US-A-3775452和US-A-3814730)。
高至90%重量的加固性二氧化硅(C)可用半加固性或填紧填充剂取代,其颗粒直径大于0.1μm(微米),如磨细的石英,焙烧过的陶土和硅藻土。
硅氧烷组合物也可包含每100份树胶(A)中1到10份二甲基聚硅氧烷油(F),该油具有硅烷醇的末端,在25℃粘度在10到5,000毫泊之间,较佳从30到1,000毫泊。当加固性填充剂(C)量高时,尤其推荐使用它们。
借助于已知机械装置,如捏和机,环状混合器或螺杆混合器制备本发明的组合物。
各种组分可以任意的顺序放进设备。但是,最好建议以这样顺序先放入树胶(A),接着加入含硅填充剂(C)及活性物质(E),适合的时候加添加剂(F),最后加入化合物(D)。如果组合物在挤压和/或成形前必须贮藏,必须加入一种有效量的试剂,它抑制铂的催化反应,在组合物熟化时在提升温度消失。因此,可用的抑制剂尤其是有机胺,硅氮烷,有机肟,二羧酸的二酯,炔酮和乙烯基甲基环聚硅氧烷(尤其见US-A-3445420和US-A-3989667)。
每100份组分(A)使用抑制剂量为0.005到5份,较佳是0.01到3份。
获得的组合物很易模塑和挤压,这样可得到各种不同型的组合物。它们也可通过在压力或在环境空气中在100到350℃之间加热固化而得到弹性体。
加热时间明显地随温度、压力和交联剂的性质而变化。通常在约150-250℃几分钟,在约250-350℃几秒钟。
这样形成的弹性体如合适的话可后加热,尤其是成形获得的,在190到270℃温度间至少加热1小时以完成交联。
但是,在它的第一次交联阶段后,即在任何后处理加热前,这些弹性体具有适于设想施用的物理特性。
因此,本发明的组合物可以这样拌冷,并且挤压和/或成形并固化成各种形状。
本发明中使用的第3组硅氧烷包括二取代有机聚硅氧烷组合物,它可通过缩聚反应固化以形成硅氧烷弹性体,包含:
-(A):至少一种二取代有机聚硅氧烷油,在其链的每个末端至少有二个可缩合的或水解的基团,或一个羟基,
-(B):油的一种缩聚催化剂,及
-(C):含至少三个可缩合的或可水解基团的硅烷,当(A)是具羟基末端的油时。
在下面和以上文本中,除非特别指明,百分数和份数均指重量。
可用于本发明组合物中的二取代有机聚硅氧烷油(A)更特定地是下式(1):
其中:
R代表相同的或不同的单价烃基,Y代表相同或不同的可水解的或可缩合的基团,或羟基,
n选自1,2和3,当n=1时,如果Y是羟基,X是大于1,较佳为大于10的整数。
式(1)油的粘度在25℃在50到106毫泊之间。以下及作为基团R的例子:具有1到8个碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,丁基,己基,辛基,乙烯基和苯基。
以下可作为取代基团R的例子:3,3,3-三氟代丙基,氯代苯基和β-氰代乙基。
在工业上普通使用的式(1)的产物中,至少60%的基团R为甲基,其它的基团一般是苯基和/或乙烯基。
以下可作为可水解的Y的例子,氨基,酰基氨基,氨基氧基,酮亚氨基氧基,亚氨基氧基,烯氧基(enoxy),烷氧基,烷氧基-链烯基氧基,酰氧基和磷酸基。
以下可作为氨基Y的例子:正丁基氨基,仲丁基氨基和环己基氨基;作为N取代酰胺基的例子,苯甲酰基氨基;作为氨基氧基的例子:二甲氨基氧基,二乙氨基氧基,二辛氨基氧基和二苯氨基氧基;作为亚氨基氧基和酮亚氨基氧基Y的例子:那些从苯乙酮肟,丙酮肟,二苯酮肟,甲基乙基酮肟,二异丙基酮肟和氯代环己酮肟衍生的。
可提到的烷氧基Y是具有1到8个碳原子的基团,如甲氧基,丙氧基,异丙氧基,丁氧基,己基氧基和辛基氧基,及可提到的烷氧-链烯基氧基Y是甲氧基-乙烯基氧基。
可提到的酰氧基Y是具有1到8个碳原子的基团,如甲酰氧基,乙酰氧基,丙酰氧基和2-乙基己酰基氧基。
可提到的磷酸基Y是从二甲基磷酸盐,二乙基磷酸盐和二丁基磷酸盐衍生的。
可提的可缩合基团Y是氢原子和卤原子,较佳是氯。
在上式(1)中,当Y是羟基,n等于1时,为从式(1)的聚合物制备聚有机硅氧烷弹性体,需要除缩合催化剂外,使用已交代过的交联剂(D),它们是下面通式的硅烷:
其中:
R具有给式(1)的意义,Y'代表相同的或不同的可水解或可缩合剂,a是3或4。
给基团Y的例子可施用于基团Y'。
甚至在油(A)中Y不是羟基的情况下也可以使用式(2)硅烷。
在这种情况下,需要用于油(A)中的Y基与硅烷(D)中Y'是相同的。
式(1)的α,ω-二羟基-二有机取代聚硅氧烷通常是油,其粘度在25℃从500毫泊到500,000毫泊中变化,较佳在25℃从800毫泊到400,000,是直链聚合物,基本上由式(R2SiO)的二有机硅氧单元组成。
但是,其它单元,通常是杂质,如RSiO3/2,RSiO1/2和SiO4/2也不排除,其比例相对于二取代有机硅氧单元数至多1%。
与基质油的硅原子成键连结并用符号R表示的有机基团可选自具有1到3个碳原子的烷基,如甲基,乙基和正丙基,乙烯基,苯基,3,3,3-三氟丙基和β-氰基乙基。
至少基团R中60%为甲基;至多1%为乙烯基。
要解释由式R2SiO代表的单元,可提到下面的式子:
(CH3)2SiO;CH3(CH2=CH)SiO;CH3(C6H5)SiO;
CF3CH2CH2(CH3)SiO;NC-CH2CH2(CH3)SiO;NC-CH2(C6H5)SiO。
大多数这种基质油系由硅氧烷生产者市售。另一方面,它们的生产技术是已知的,并在如法国专利FR-A-1,134,005,FR-A-1,198,749和FR-A-1,226,745中被描述。
更特定地可提到以下作为式(2)的硅烷单体(D)的例子:聚酰氧基硅烷,聚烷氧基硅烷,聚酮亚氨氰基硅烷和聚亚氨基硅烷,尤其是下列硅烷:
CH3Si(OCOCH3)3;C2H5Si(OCOCH3)3;
(CH2=CH)Si(OCOCH3)3;C6H5Si(OCOCH3)3;
CF3CH2CH2Si(OCOCH3)3;NC-CH2CH2Si(OCOCH3)3;
CH2ClSi(OCOCH2CH3)3;CH3Si(ON=C(CH3)C2H5)2OCH2CH2OCH3;
CH3Si(ON=CH-CH3)2OCH2CH2OCH3。
上述硅烷(D)可结合式(1)的α,ω-二羟基-聚二取代有机硅氧烷用于一种组份的组合物,它们在无空气情况下是稳定的。
可提到的式(2)的硅烷单体(它可与式(1)的α,ω-二羟基-聚二取代有机硅氧烷结合可以优越地用于二组份组合物)的例子是聚烷氧硅烷,尤其是下式:
Si(OC2H5)4;Si(O-n-C3H7)4;Si(O-isoC3H7)4;
Si(OC2H4OCH3)4;CH3Si(OCH3)3;CH2=CHSi(OCH3)3;
CH3Si(OC2H4OCH3)3;ClCH2Si(OC2H5)3;CH2=CHSi(OC2H4OCH3)3。
上面描述的全部或部分硅烷单体可由多烷氧基聚硅氧烷取代,每个分子至少带有二个,较佳3个原子Y';其它硅价由硅氧烷键SiO和SiR满足。
可提到的聚合物交联剂的例子是聚硅酸乙酯。
通常每100份重量式(1)聚合物,使用从0.1到20份重量式(2)的交联剂。
上述的对弹性体型可固化的聚有机硅氧烷组合物包含每100份重量式(1)的聚硅氧烷0.001到10份重量,优先从0.05到3份重量缩合催化剂(C)。
在单组分组合物中的缩合催化剂量比二组份组合物中使用量要低许多,通常每100份重量式(2)聚硅氧烷含0.001到0.05份重量之间。
式(2)的交联剂(D)用于制备一种组分或二组分组合物中,在硅氧烷市场上可买得到,另外,它们在从环境温度固化的组合物中的用途是已知的,它们尤其是在法国专利FR-A-1,126,411,FR-A-1,179,969,FR-A-1,189,216,FR-A-1,198,749,FR-A-1,248,826,FR-A-1,314,649,FR-A-1,423,477,FR-A-1,432,799和FR-A-2,067,636中引用。
本发明的组合物也包含加固性或半加固性或填紧填充剂(E),它们优先选自含硅填充剂,由燃烧产生的二氧化硅和由沉淀产生的二氧化硅。
它们具有比表面积,由BET方法测定,至少为50平方米/克,较佳大于70平方米/克,初级颗粒的平均大小小于0.1μm(微米),表观密度小于200克/升。
这些二氧化硅可以这样掺入或用通常用于这种施用的有机硅化合物处理后掺入。这些化合物包含甲基聚硅氧烷,如六甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷,甲基聚硅氮烷,如六甲基二硅氮烷和六甲基环三硅氮烷,氯代甲硅烷,如二甲基二氯硅烷,三甲基氯硅烷,甲基乙烯基二氯硅烷和二甲基乙烯基氯硅烷,如烷氧基硅烷,如二甲基二甲氧基硅烷,二甲基乙烯基乙氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷。
在此处理中,二氧化硅可从起始重量增加高20%较佳为18%的比例。
半加固性或填紧填充剂具有大于0.1μm(微米)的颗粒直径,选自磨细的石英,焙烧的陶土和硅藻土。
通常每100份油(A)用0到100份,较佳5到50份填充剂(E)。
上面做了一般描述的硅氧烷组合物的基质对本领域的普通技术人员是已知的。它们在文献中,尤其是在各种专利中被详尽地描述,大多数是商业上可买到的。
这些组合物在环境温度下在由大气温度提供的和/或组合物中含有的水汽下交联。它们可分成二个大组。第一组由单组份的组合物,或在单包装内的几种组合物组成,它们在无大气湿度下在贮藏中稳定,在大气湿度存在下能交联以形成弹性体。在这种情况下,使用的缩合催化剂(C)是金属化合物,通常是锡,钛或锆化合物。
根据可缩合或可水解基团的性质,这些一组分组合物称作酸性,中性或碱性。
可提的酸性组合物是例如由专利US-A-3,035,016,US-A-3,077,465,US-A-3,133,891,US-A-3,409,573,US-A-3,438,930,US-A-3,647,917和US-A-3,886,118中描述的组合物。
可使用的中性组合物是例如在专利US-A-3,065,194,US-A-3,542,901,US-A-3,689,454,US-A-3,779,986,GB-A-2,052,540,US-A-4,417,042和EP-A-69,256中描述的组合物。
可使用的碱性组合物是例如在专利US-A-3,378,520,US-A-3,364,160,US-A-3,417,047,US-A-3,464,951,US-A-3,742,004和US-A-3,758,441中描述的组合物。
根据较佳的变体,也可以使用自由流动的单组分的组合物,如在专利US-A-3,922,246,US-A-3,956,280和US-A-4,143,088中描述的。
在本发明范围内的较佳组即第二组,即包括在本专利的骨架内由二组分组合物组成,或包含在二个包装内的组合物,通常包含α,ω-二羟基二有机聚硅氧烷油(A),硅烷(D)或此硅烷部分水解的产物,及一种催化剂(C),该催化剂是一种金属化合物,较佳是锡化合物,和/或胺。
这些组合物的例子已在US-A-3,678,002,US-A-3,888,815,US-A-3,933,729,US-A-4,064,096和GB-A-2,032,936中得到描述。
在这些组合物中,最优先的是二种组分的组合物,包括:
-(A):100份α,ω-二羟基二有机取代聚硅氧烷油,粘度从50到300,000毫泊,其中有机基团选自甲基,乙基,乙烯基,苯基和3,3,3-三氟代丙基,数目中至少60%为甲基,高达20%为苯基,最多2%为乙烯基,
-(C):0.01到1份(计算成锡金属的重量)催化用的锡化合物,
-(D):0.5到15份聚烷氧硅烷或聚烷氧硅氧烷,及
-(E):0到100份,较佳为5到50份含硅的无机填充剂。
锡催化剂(c)在上述文献中得到广泛描述,尤其是这种催化剂可能是锡的单羧酸或二羧酸盐,这些羧酸锡盐尤其是出版物中由NOLL描述(Chemistry and Technology of Silicones,Page 337,Academic Press,1968,2nd Edition)。
尤其可提到的是二丁基锡环烷酸盐,辛烷酸盐,油酸盐,丁酸盐和二月桂酸盐,以及二丁基锡二乙酸盐。
所用的催化剂锡化合物也可以是锡盐,尤其是二羧酸锡盐与乙基聚硅酸酯的反应产物,如在专利US-A-3,186,963中所描述。也可使用如在专利US-A-3,862,919中所描述的二烷基二烷氧基硅烷与羧酸锡盐反应的产物。
也可使用如比利时专利BE-A-824,305中所描述的烷基硅酸酯或烷基三烷氧基硅烷与二丁基锡二乙酸盐反应的产物。
在交联剂(D)中,尤其优先的是烷基三烷氧基硅烷,烷基硅酸酯和烷基聚硅酸酯,其中有机基团是具有1到4个碳原子的烷基。
烷基硅酸酯可选自硅酸甲酯,硅酸乙酯,硅酸异丙酯和硅酸正丙酯,聚硅酸酯选自这些硅酸酯的部分水解产物;这些是包含重要比例的式(R4O)3SiO0.5,R4OSiO1.5,(R4O)2SiO和SiO2单元的聚合物,符号R4代表甲基,乙基,异丙基和正丙基。这些化合物的特性按常规基于它们的二氧化硅含量,而这通过测定样品的水解产物而决定。
特别地,所用的聚硅酸酯是部分水解的硅酸乙酯;在以“Ethyl Silicate-40”R的名字由Union Carbide Corporation市售,或部分水解的硅酸丙酯。
本发明的组合物可以造形,剂压,尤其是模制成各种形状,然后在环境温度下熟化,以在大气湿度下或通过加入水得到弹性体。微加热到20到150℃可以加速熟化。
使人惊奇地,已发现交联硅氧烷组合物具有适于预想使用的物理特性。
根据本发明实际上可使用的第四组硅氧烷涉及加成聚合的硅氧烷组合物,它可通过氢化硅烷化反应经熟化形成弹性体,它包含:
-(A)至少一种有机聚硅氧烷,每个分子中至少有二个乙烯基与硅成键连接,
-(B)至少一种有机聚硅氧烷,具有每个分子至少有三个氢原子与硅成键连接,及
-(C):一种催化有效量的催化剂,它是铂金属的化合物。
在以下及以上的文本中,除非特别指明,百分数和份数是指重量。
通常选用的(A)和(B)量是这样的,即在(B)中与硅成键相连的氢原子与(A)中与硅成键相连的乙烯基的摩尔比在0.4到10之间,较佳在0.6和5之间。
在(A)中的乙烯基和在(B)中的氢原子一般与不同的硅原子成键连接。
这些组合物通过在有机聚硅氧烷(A)中的乙烯基与有机聚硅氧烷(D)中的氢化物基团经铂金属化合物催化进行加成反应而交联(也叫作氢化硅烷化反应)。
含乙烯基的有机聚硅氧烷(1)可以是具有下式硅氧单元的有机聚硅氧烷:
YaZbSiO ((4-a-b))/2 (1)
其中Y是乙烯基,Z是单价烃基,对催化剂的活性不具有反面作用,Z通常选自具有1到8个碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基和3,3,3-三氟代丙基,及芳基,如二甲苯基,甲苯基和苯基,a是1或2,b是0,1或2,a+b在1和3之间,所有其它单元任意为平均式的单元:
ZcSiO (4-c)/2 (2)
其中Z具有以上的意义,C具有0到3之间的值。
有机聚硅氧烷(B)可以是含下式硅氧单元的有机氢化聚硅氧烷
HdWeSiO (4-d-e)/() (3)
其中W是单价烃基,对催化剂活性无反面作用,如同Z具有同样的定义,d是1或2,e是0,1或2,d+e具有1到3之间的值,所有其它的单元任意是平均式单元,
WgSiO (4-g)/2 (4)
其中W具有如上的意义,g具有0到3之间的值。
a、b、c、d和g的所有限制值均包括在内。
有机聚硅氧烷(A)可以仅由式(1)单元形成,或者也可包含式(2)的单元。
有机聚硅氧烷(A)可具有直链,支链,环状或网格状结构。聚合度数是2或更多,一般小于5,000。而且,如果有机聚硅氧烷(A)是直链的,它在25℃的粘度小于500,000毫泊。
Z通常选自甲基,乙基和苯基,至少60摩尔%的基团Z是甲基。
有机聚硅氧烷(A)和(B)是已知的,并且在如专利US-A-3,220,972,US-A-3,284,406,US-A-3,436,366,US-A-3,697,473和US-A-4,340,709中得到描述。
式(1)的硅氧单元例子是乙烯基二甲基硅氧单元,乙烯基苯基甲基硅氧单元,乙烯基硅氧单元和乙烯基甲基硅氧单元。
式(2)的硅氧单元的例子是SiO4/2,二甲基硅氧烷,甲基苯基硅氧烷,二苯基硅氧烷,甲基硅氧烷和苯基硅氧烷单元。
有机聚硅氧烷(A)的例子是具有二甲基乙烯基硅氧末端的二甲基聚硅氧烷,具有三甲基硅氧末端的甲基乙烯基二甲基聚硅氧烷共聚物,具有二甲基乙烯基硅氧末端的甲基乙烯基二甲基聚硅氧烷共聚体,及环状甲基乙烯基聚硅氧烷。
有机聚硅氧烷(B)可以单独由式(3)的单元组成,或附加包含式(4)单元。
有机聚硅氧烷(B)可具有直链,支链,环状或网格状结构。聚合度是2或者更高,一般低于5,000。
基团W具有上述基团Z的同样意义。
式(3)单元的例子有:H(CH3)2SiO1/2,HCH3SiO2/2,H(C6H5)SiO2/2。
式(4)单元的例子同上述给出的式(2)单元的例子相同。
有机聚硅氧烷(B)的例子是:具有氢化二甲基甲硅烷基末端的二甲基聚硅氧烷,具有三甲基硅氧末端的二甲基氢甲基聚硅氧烷共聚体,具有氢化二甲基硅氧末端的二甲基氢甲基聚硅氧烷共聚体,具有三甲基硅氧末端的氢化甲基聚硅氧烷和环状甲基乙烯基聚硅氧烷。
在有机聚硅氧烷(B)中与硅成键相连的氢原子数目对在有机聚硅氧烷(A)中具不饱和链烯基的基团数目的比率在0.4到10之间,较佳在0.6和5之间,但是,如果需要做弹性体泡沫,这个比率可在2和5之间。
有机聚硅氧烷(A)和/或有机聚硅氧烷(2)可以在与硅氧烷相容的无毒性有机溶剂中稀释。
具有网格状结构的有机聚硅氧烷(A)和(B)一般叫作硅氧烷树脂。
加聚硅氧烷组合物的基质可能只含有直链有机聚硅氧烷(1)和(2),如在上述美国专利US-A-3,220,972,US-A-3,697,473和US-A-4,340,709中所描述的那些,或者同时也可包含支链或具有网格状结构的有机聚硅氧烷(A)和(B),如在上述美国专利US-A-3,284,406和US-A-3,436,366中所描述的。
催化剂(C)也是已知的。
优先使用铂和铑化合物。
尤其是,也可以使用如美国专利US-A-3,159,601,US-A-3,159,602,US-A-3,220,972和欧洲专利EP-A-57,459,EP-A-188,978和EP-A-190,530中描述过的有机产物与铂的复合物,或者如在美专利US-A-3,419,593,US-A-3,715,334,US-A-377,432和US-A-3,814,730中描述过的含乙烯基有机聚硅氧烷与铂的复合物。
尤其是,也可以使用如美国专利GB-A-1,421,136和GB-A-1,419,769中描述过的铑复合物。
一般较佳的催化剂是铂。
在这种情况下,催化剂(C)的重量,计算为铂金属的重量,通常在2和600ppm之间,一般在5和200ppm之间,依据有机聚硅氧烷(A)和(B)的总重量。
在本发明范围内较佳的组合物含有:
-(A):在链的每个末端由乙烯基二取代的有机硅氧单元阻断的100份二取代有机聚硅氧烷油,与硅原子成键的有机基团送自甲基,乙基和苯基,至少这些基团中的60摩尔%为甲基,在25℃具有100到500,000,较佳为1,000到200,000毫泊之间的粘度。
-(B):选自具直链或网格状结构的液态均聚物和共聚物的至少一种有机取代氢化聚硅氧烷,它每个分子具有至少3个氢原子与不同硅原子成键连接,与硅原子成键的有机基团选自甲基和乙基,至少60%的基团为甲基,所用产物(B)的量是这样,即氢化物基团与乙烯基团的摩尔比率在1.1和4之间。
-(C)催化有效量的铂催化剂
更优先地,高达50%聚合物(A)的重量由具有网状结构的共聚体替换,含三甲基硅氧,甲基乙烯基硅氧和SiO4/2单元,其中2.5到10摩尔%的硅原子带乙烯基,其中三甲基硅氧基对SiO4/2基团的摩尔比率在0.5-1之间。
本发明的组合物也含加固性或半加固性或填紧填充剂(E),优先选自含硅填充剂。
加固性填充剂选自由燃烧产生的二氧化硅和由沉淀产生的二氧化硅。它们具有的比表面积,由BET方法测定,至少50米2/克和较佳大于70米2/克,平均初级颗粒小于0.1μm(微米),表观密度小于200克/升。
二氧化硅可以这样混合或用常规用于施用的有机硅氧烷化合物处理后混合。这些化合物包括甲基聚硅氧烷,如六甲基二硅氧烷,和八甲基环四硅氧烷,甲基聚硅氮烷,如六甲基二硅氮烷和六甲基环三硅氮烷,氯代硅烷,如二甲基二氯代甲硅烷,三甲基氯代甲硅烷,甲基乙烯基二氯代甲硅烷和二甲基乙烯基氯代甲硅烷,和烷氧甲硅烷,如二甲基二甲氧基甲硅烷,二甲基乙烯基乙氧基甲硅烷和三甲基甲氧基甲硅烷。
在此处理中,二氧化硅可以从它们的起始重量增加比例高达20%;较佳为18%。
半加固性或填充剂具有大于0.1μm(微米)的分子直径,优先选自磨细的石英,焙烧过的陶土和硅藻土。
一般每100份有机聚硅氧烷(A)+(B)总量,使用5到100份,较佳为5到50份填充剂(E)。
加聚组合物一般储藏于二个容器中。实际上,当所有这些组分混合时,它们便发生交联。如果需要延续交联以获得活性物质的良好均好作用,可以向组合物加入一种铂催化剂的抑制剂。
这些抑制剂是已知的。尤其是,可以使用有机胺,硅氮烷,有机肟,二羧酸的二酯,炔属醇,炔属酮或乙烯基甲基环聚硅氧烷(见如US-A-3,445,420和US-A-3,989,667)。抑制剂使用量为每100份组分(A),0.005-5份,较佳为0.01-3份。
为获得活性物质的良好分布均化,实际上硅氧烷基质需要在25℃的粘度为5,000到30,000毫泊。
可以通过预交联获得这种粘度,通过加入抑制剂而阻断此预交联,达到所需硅氧烷基质,然后给予足够的时间使活性物质在硅氧烷基质中均化。
接着通过将基质加热到一定的温度,该温度下使抑制剂不再对铂的催化有影响,采用加热完成交联。
本发明的组合物可以原来拌冷和成形,尤其是模制成各种形状。
用于本发明的水溶性辅助剂必须同时在水中高溶解性,对活性物质和硅氧烷物质化学上呈惰性。这个辅助剂可能是无机或有机盐,较佳是无机盐,尤其是碱金属和碱土金属的强酸盐,如硫酸,氢卤酸或硝酸。以下可作为例子:碱金属,尤其是钠和钾,及铵的氯化物,碘化物,硫酸盐或硝酸盐。
上述的四组硅氧烷具有同样的性质,即当它们含均匀分散的上述活性物质和辅助盐时,获得的组合物能向水介质或潮湿的大气中控制释放活性物质,对在延长阶段处理的植物也同样。
通过密切的混合聚硅氧烷基质与水溶性活性物质,较佳为固体型的活性物质所产生组合物,接着产生填充弹性体的方法已被描述。后一种方法较佳,但也可用任何其它可以获得这些组合物的技术。
硅氧烷基带来的相当大的好处是测量释放的量代表起始物质的10到15%后,很容易推知活性物质的连续扩散,因为已知扩散动力学是0级,至少80%活性物质将根据这些动力学释放。
本发明的组合物包括含活性物质和辅助盐的硅氧烷材料可以是刚体,或者更多更少程度为弹性固体形状。它可以是各种很不同的形状,依据预望的施用方法,尤其是活性物质,及要处理的植物形状,以及要解决的问题。
它尤其可以是片状,带状或条状,它或者整个放置在要处理的植物的任何部分,或者是离后者一段距离但在附近,在气态大气中,较佳在潮湿的空气中,或在含水液态介质中。
也可能以小尺寸和各种形状的单元来使用本发明组合物较好,如立方体状,平行管状,长方形状,圆筒状或圆球状,其基本参数如下:
-活性物质的性质,
-后者是固体时,较佳情况下活性物质颗粒的平均直径(颗粒大小)P.
-基质中活性物质的浓度c,
-单元表面积对体积的比率r,
-及,一般方式下,根据系统的几何学。
活性物质的性质及它的颗粒大小决定它透过基质的扩散率R。
P越小,R越慢,反过来也是。
C越高,流出的活性物质的流动性更高,反过来也是。
r越高,流出的活性物质的流动性更高,反过来也是
根据常规试验,本技术领域普通人员能通过外推理论洗脱时间而较易地得到所需结果,它对应于活性物质的实际扩散时间。
可提到的具有农业生物作用的在水中不溶或可溶的活性物质是农业化学活性物质,如杀真菌剂,杀菌剂,杀藻剂,杀螺剂,杀昆虫剂,杀线虫剂,除草剂,生长调节剂或肥料。
以下可作为农业化学活性物质的例子:杀真菌剂,如三-O-乙基膦酸钠,三-O-乙基膦酸钙,或三-O-乙基膦酸铝(phosethyl-Al),含磷的酸盐,尤其是碱金属或碱土金属盐,生长调节剂,除草剂,如取代的苯氧基乙酸或苯氧基丙酸,如2,4-二氯代苯氧基乙酸(2,4-D),2-氯代-4-甲基苯氧基乙酸(MCPA),2,4-二氯代苯氧基-2-丙酸(2,4-DP)和2-氯代-4-甲基苯氧基-2-丙酸(MCPP或mecoprop)以及它们的碱金属,碱土金属或胺盐或醇胺盐,或N-(膦酰基甲基)甘氨酸链烷醇胺盐(glyphosate)和二联吡啶鎓卤化物(bipyridyldylium)(diquat和paraguat),和杀昆虫剂,如aldoxycarb。
以下实施例描述了本发明的组合物及它们的施用方法,而对发明范围不加限制。
实施例1:
制备组合物:
以下成份借助于捏和机密切混合:
*在其两个末端由三甲基硅氧单元阻断的二甲基甲基乙烯基聚硅氧烷树胶(A)(100份),在其链中含99.8摩尔%二甲基硅氧单元,以及0.2摩尔%乙烯基甲基硅氧单元,在25℃粘度为10百万毫泊;
*填充剂(B)(43.5份),由燃烧D4(八甲基环四硅氧烷)产生的处理过的二氧化硅,具有BET300米2/克的比表面积。
*直链二甲基聚硅氧烷(1份),在其二个末端被二甲基羟基硅氧烷基团阻断,粘度为50毫泊;
*八甲基四环硅氧烷(0.2份);和
*微粒化的乙基亚磷酸铝(C)(36.1份)。
在加入二氧化硅30分钟后停止搅拌。从搅拌机中取出制备好的并叫作母混合物(MM)的均质组合物。
将MM移至圆筒状混合器中,每100份MM掺入:
*2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷(0.5份)。
催化了的组合物很容易从混合器的圆筒中分离出来。
在5,000到20,000psi压力下,将它喷射进具下列尺寸的模子中:1=20厘米,b=20厘米,d=0.2厘米。
交联在150℃进行几分钟。
然后将它切成长5厘米,宽2.5厘米的细长条以进行体外释放试验。
进行二个体外释放试验:
*在水中释放,和
*在潮湿的大气中释放。
测定在水中洗脱动力学的实验方案:
基质放在含100毫升蒸馏水的容器中,恒温控制在20℃。
容器装有磁性搅拌系统,该系统调节至缓慢旋转运动(100转/分钟),以保证溶液的均质化。容器上装有盖子以防止水蒸发。
在起始洗脱阶段,每天取样品1毫升,洗脱15天后,每周取一次1毫升样品。
通过原子吸收测铝来测定乙基亚磷酸铝的浓度。
洗脱动力学结果整理在表1中。
时间(天) | Q/QO(%) |
0.3269133042 | 0.85.511.7415.7220.6325.0844.57 |
在附图1中给出控制释放曲线。
在潮湿的大气中测定洗脱动力学的实验方法:
为确证掺入弹性体的活性要素能分散于环境潮湿介质中,进行了下列的试验:
借助于不锈钢小船使基质分散在限定和介质中,其中大气维持100%的相对湿度,通过在所述容器所含的水相(100毫升)中测定铝来监测释放。
所得洗脱动力学结果整理在表2中。
时间(天) | Q/Q0(%) |
4452798491 | 2.555.0513.1713.6614.06 |
在活性物质洗脱前有42天潜伏期。
实施例2
制备组合物:
借助于捏和机密切混合下列组分:
*二甲基甲基乙烯基聚硅氧烷树胶(A)(100份),在两个末端的每一个由三甲基硅氧单元阻断,在其链中含99.8摩尔%的二甲基硅氧单元,0.2摩尔%的乙烯基甲基硅氧单元,及在25℃的粘度为10百万毫泊;
*填充剂(B)(43.5份),通过燃烧D4(八甲基环四硅氧烷)而产生的处理过的二氧化硅,具有BET比表面积300米2/克;
*直链二甲基聚硅氧烷(1份),在其两端由二甲基羟基硅氧烷基团阻断,粘度为50毫泊;
*八甲基四环硅氧烷(0.2份);
*微粒化的乙基亚磷酸铝(C)(44.4份);和
*硫酸铵(33.3份),颗粒大小小于50μm。
加入二氧化硅30分钟后停止捏和。从捏和器中取出制备好的并叫作母混合物(MM)的均质组合物。
MM移入园筒状的混合器中,每100份MM掺入:
*2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷(0.5份)。
催化了的组合物很容易从容器中分离出。
在5,000到20,000psi压力下,将它喷射进具下列尺寸的模子中:1=20厘米,b=20厘米,d=0.2厘米。
交联在150℃进行几分钟。
然后将它切成长5厘米,宽2.5厘米的细长条以进行体外释放试验。
进行二个体外释放试验:
*在水中释放,及
*在潮湿大气中释放。
在水中的洗脱动力学:
方法如实施例1中所述
洗脱动力学结果整理在表3中。
时间(天) | Q/QO(%) |
1234710141721 | 3.317.727.878.2511.7934.1151.5260.2069.55 |
在附图1中给出控制释放曲线。
在潮湿大气中的洗脱动力学:
方法如实施例1中所述。
洗脱动力学结果列在表4中。可见潜伏期已实质上降低。
时间(天) | Q/QO(%) |
123471014 | 0.000.420.510.62.665.597.35 |
时间(天) | Q/QO(%) |
1721242531385159 | 8.29.5411.9512.7713.4614.5626.6430.41 |
在表2中给出相应的洗脱曲线。
实施例3,组合物
借助于捏和机密切混合下列组分:
*二甲基甲基乙烯基聚硅氧烷树胶(A)(100份),在两个末端的每一个由三甲基硅氧单元所阻断,在其链中含99.8摩尔%的二甲基硅氧单元,0.2摩尔%的乙烯基甲基硅氧单元,25℃的粘度为10百万毫泊;
*填充剂(B)(43.5份),通过燃烧D4(八甲基环四硅氧烷)而产生的处理过的二氧化硅,具有BET比表面积300米2/克;
*直链二甲基聚硅氧烷(1份),在其两端由二甲基羟基硅氧烷基团所阻断,粘度为50毫泊;
*八甲基四环硅氧烷(0.2份);
*微粒化的乙基亚磷酸铝(C)(44.4份);和
*硫酸铵(33.3份),颗粒大小小于50μm。
加入二氧化硅30分钟后停止搅拌。从捏和器中取出制备好的并叫作母混合物(MM)的均质组合物。
MM移入圆筒状的混合器中,每100份MM掺入:
*2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷(0.5份)。
如实施例2所示制备
长5厘米,宽2.5厘米的细长条以进行体外释放试验。
进行二个体外释放试验:
*在水中释放,及
*在潮湿大气中释放。
在水中的洗脱动力学:
方法如实施例1中所述。
洗脱动力学结果整理在表5中。
时间(天) | Q/QO(%) |
1234710141721 | 3.307.847.7614.7225.5538.2459.5465.4672.85 |
在附图1中给出控制释放曲线。
在潮湿大气中的洗脱动力学:
方法如实施例1中所述。
洗脱动力学结果整理在表6中。可见潜伏期基本上不存在。
时间(天) | Q/QO(%) |
12 | 0.000.57 |
时间(天) | Q/QO(%) |
3471014172124295159 | 0.891.524.577.497.9310.439.9010.4213.4925.5232.56 |
在图2中给出相应洗脱曲线。
实施例4:方法如实施例3中所述,除了用硫酸钾(48.1份)替代硫酸铵(48.1份),直径小于50μm。
在水中的动力学:
方法如实施例1中所示。洗脱动力学结果整理在表7中。
时间(天) | Q/QO(%) |
12347101417 | 4.138.6111.9315.6120.4623.1432.534.98 |
时间(天) | Q/QO(%) |
21 | 39.21 |
在附图1中给出控制释放曲线。
在潮湿大气中洗脱动力学:
方法如实施例1中所述。
洗脱动力学结果整理在表8中。
时间(天) | Q/QO(%) |
1234710141721242931385159 | 0.000.000.000.002.094.445.918.7711.9513.0418.2818.1723.2430.2633.88 |
用这个盐的潜伏期比用硫酸铵稍长。
在图2中给出相应洗脱曲线。
实施例5
制备组分A:
在环境温度在捏和器中使下列组分均匀化:
(a)硅氧烷树脂(25份),含40摩尔%(CH3)3SiO1/2单元,6摩尔%(CH3)(CH2=CH)SiO2/2单元及53.5%SiO4/12单元,
(b)二甲基聚硅氧烷油(75份),在其链每个末端被(CH3)(CH2=CH)SiO1/2单元阻断,25℃粘度为3,500毫泊,及,
(c)铂金属(重量计算40ppm),由0.25%六氯铂酸提供,通过在环境温度下搅拌六氯铂酸(0.6份),异丙醇(10份),二甲苯(55份)和1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氧烷(6份)而制备。
*制备组分B:
在捏和器中于环境温度使下列组分均匀化:
(d)液体氢化硅氧烷树脂(45份),通过在甲苯溶液中水解硅酸乙酯和(CH3)2HSiCl而制备,其量相应于每2摩尔(CH3)2HSiCl中含1摩尔SiO,这树脂的(CH3)HSiO1/2单元的理论摩尔比是2,实际摩尔比为2.23,
(e)(A)部分中的树脂(a)为(12.5份),及
(f)(A)部分的含乙烯基油(b)为(37.5份)。
通过混合组分A(10份)与组分B(1份)而获得弹性体组合物。
*制备实施例5的组合物
平均颗粒大小小于50μm的aldoxycarb(25份)掺入弹性体组合物(100份)中。在真空中搅拌混合物15分钟以供混合物脱气。然后将所有的混合物倒入预先成形所需尺寸的模子中,即:1=5厘米,b=2.5厘米,d=0.2厘米。混合物在60℃加热1小时。
进行二个体外释放试验:
*在水中释放,及
*在潮湿大气中释放。
在水中洗脱动力学:
方法如实施例1中所述。通过液相层析测定aldoxycarb来监测活性物质的释放。
洗脱动力学的结果整理在表9中。
时间(天) | Q/QO(%) |
123471121313743 | 0.60.780.981.121.461.892.683.53.864.25 |
能指出的是洗脱很慢。
在潮湿空气中的洗脱动力学:
方法如实施例1中所述,通过液相层析测定水相来确定活性物质的释放。在这些条件下,在45天末未观察到活性物质的释放。
实施例6
在如实施例5制备的弹性体组合物(100份)中,加入颗粒大小小于50μm的aldoxycarb(28.6份)和颗粒大小小于50μm的氯化钠(14.3份)。
根据实施例5制备具有下列尺寸的基质:1=5厘米,b=2.5厘米,d=0.2厘米,然后放入水中及潮湿大气中洗脱。
在水中的洗脱动力学:
洗脱动力学结果整理在表10中。
时间(天) | Q/QO(%) |
14812151922252935 | 1.43.397.612.215.718.921.022.224.327.0 |
可指出的是在NaCl存在下,洗脱大大地加快(系数近于7)。在潮湿大气中洗脱动力学:
在盐存在下,可以在潮湿大气中洗脱aldoxycarb。但是,观察到4天的潜伏期。
洗脱动力学的结果整理在表11中。
时间(天) | Q/Q0(%) |
148121519222529 | 0.00.040.090.080.340.40.40.380.77 |
时间(天) | Q/QO(%) |
35 | 3.1 |
但是,洗脱保持很慢。
实施例7:
在根据实施例5制备的弹性体组合物(100份)中加入颗粒大小小于50μm的aldoxycarb(33.3份)和颗粒大小小于50μm的氯化钠(33.3份)。
根据实施例5制备具有下列尺寸的基质,1=5厘米,b=2.5厘米,d=0.2厘米,然后放入水中及潮湿大气中洗脱。
在水中洗脱动力学:
洗脱动力学的结果整理在表12中。
时间(天) | Q/Q0(%) |
148121519 | 1.66.112.517.220.322.7 |
实施例8:在植物上的生物功效
将根据实施例2中所述的方法获得的硅氧烷环状物(1=60厘米,b=2.75厘米,d=0.2厘米,重量=40克)在时间T1时在嫁接点高度固定在10棵树上(克莱门杜鹃花)(clementines)(另有10棵树没有环状物,作为对照),该环状物含25%活性物质(55.5份,10克三-0-乙基膦酸铝),及含盐15%(33.3份,6克硫酸铵)。
以叠合形式在每棵树上固定6个环状物,使每棵树上的活性物质量为60克。
在I1=T1+15天;或放置环状物15天后,用phytophthora citrophthora(柑桔褐腐疫霉)在所有20棵树上接种几次(每棵树接种3到5次),通过在较大枝干下在外树皮下区段用菌丝体片段使之成痂。溃疡的起始直径为1厘米。
在I1+2和I1+5月检查病原体真菌的生长情况。然后测量溃疡所达到的长度;这长度以每10颗树的二个系列中的每个平均长度来表示。
获得有以下结果的表
功效 | 溃疡的平均长度(厘米) | |
(接种I1=T1 + 15天) | I1 + 60 | I1 + 150 |
对照树(10) | 7.9 | >10 |
用本发明处理的树(10) | 4.3 | 4.9 |
在开始几个月中观察到溃疡植入率的降低(因数为2),在较长时间内观察到真菌的增殖停滞(因数为2)。
用本发明的产物进行的处理证实瞬时活性以及较长时间内有效(活性要素的控制和连续释放)。
已被证实可以通过测定活性物质的残余量及其在树叶中的代谢物来确定这延长的释放,也可确定活性物质进入树木生命系统的途径。
Claims (54)
1、一种固体以聚合物为基质的组合物,具有农业生物作用以促进植物生长,包含主要量的不交联或至少部分交联,对水蒸汽可渗透的硅氧烷物质,以及具有农业生物作用,在水中微溶,均匀地分布于硅氧烷材料中,对硅氧烷交联无抑制作用的活性物质,硅氧烷材料和水溶性活性物质是这样的,在非液体,尤其是在任意分散的固体中,介质或气相介质中,活性物质的释放动力学主要是0级,其组合物中选出的活性物质在水中的溶解度至少为0.5克/升,组合物中也含有水溶性辅助剂,该辅助剂均匀分散于硅氧烷材料中,它的存在不抑制硅氧烷的交联,并促进在非液体溶液中,尤其是在任意分散的固体中,介质或在气相介质中由硅氧烷材料释放动力学主要是0级。
2、根据权利要求1所述的组合物,其特征在于系统中所含的活性物质和辅助剂的量各为每100份重量有机聚硅氧烷起始材料计5到50份。
3、根据权利要求1所述的组合物,其特征在于活性物质存在的量是15到40份重量以每100份重量有机聚硅氧烷计。
4、根据权利要求1到3所述的组合物,其特征在于活性物质/辅助剂比率在1/10和10/1之间。
5、根据权利要求4所述的组合物,其特征在于活性物质/辅助剂的比率在1/5和5/1之间。
6、根据权利要求1到5所述的组合物,其特征在于硅氧烷基质是硅氧烷组合物,包含(A)一种二取代有机聚硅氧烷树胶,及(B)加固性填充剂(B1)和/或一种有机过氧化物(B2)。
7、根据权利要求6所述的硅氧烷组合物,其特征在于化合物(B1)是含硅加固性填充剂。
8、根据权利要求6和7的一个所述的组合物,其特征在于它包括:
-(A):100份重量的二取代有机聚硅氧烷树胶,在25℃时的粘度高于1百万毫泊,及
-(B):5到130份重量的活性含硅填充剂(B1),选自热解二氧化硅和沉淀产生的二氧化硅。
9、根据权利要求6到8的一个所述的组合物,其中树胶(A)具有通式R3-a(R'O)aSiO(R2SiO)nSi(OR')aR3-a,其中符号R可以是同样的或不同的,代表C1-C8烃基,由卤原子或氰基取代或不取代;符于R'代表氢原子或C1-C4烷基,符号a代表0或1,符号n代表一个足以获得在25℃粘度至少为1百万毫泊值的数目,至少50%由R代表的基团数是甲基。
10、根据权利要求9所述的组合物,其中较佳0.005到0.5摩尔%涉及树胶(A)结构中的单元系选自式(CH2=CH)(R)SiO和(CH2=CH)R2-a(RO')aSiO0.5。
11、根据权利要求6到10中的一个所述的组合物,其中它含0.1到6份结构剂(D),它是粉状固体形的氟代有机聚合物。
12、根据权利要求6到11中的一个所述的组合物,其中它除含加固性填充剂(B1)外,还含0.1到6份(B2)的有机过氧化物。
13、根据权利要求12所述的组合物,其中高达90%重量的加固性填充剂(B1)由半加固性或填紧填充剂取代。
14、根据权利要求6,12和13中的一个所述的组合物,其特征在于通过加热固化形成弹性体。
15、根据权利要求1到5中的一个所述的组合物,其中硅氧烷基质是在提升温度可熟化的硅氧烷组合物,它包含(A)一种二取代有机聚硅氧烷树胶,在每个分子中至少具有两个乙烯基和硅原子结合成键,在25℃粘度至少为500,000毫泊,(B)至少一种有机取代氢化聚硅氧烷,具有每个分子至少有三个氢原子与硅原子成键相结合,(C)一种加固性填充剂,及(D)催化有效量的催化剂,它为金属铂的化合物。
16、根据权利要求15所述的硅氧烷组合物,其中化合物(C)是含硅加固性填充剂。
17、根据权利要求15或16所述的组合物,其特征在于它包括:
-(A):100份重量的二取代有机聚硅氧烷树胶,每个分子至少有二个乙烯基与硅原子成键相连,在25℃的粘度至少为500,000毫泊,
-(B):至少一种有机取代氢化聚硅氧烷,具有每个分子至少有3个氢原子与硅原子成键连接,其量是这样的,即(B)中氢化物功能基团数对(A)中乙烯基的基团数的比率是在4和10之间,
-(C):5到130份重量的活性填充剂,较佳为含硅的,选自热解的二氧化硅和由沉淀产生的二氧化硅,及
-(D):催化有效量的催化剂,为金属铂的化合物。
18、根据权利要求15到17中的一个所述的组合物,其中树胶(A)具通式R3-a(R'O)aSiO(R2SiO)nSi(OR')aR3-a,其中符号R是同样的或不同的,代表未取代或被卤原子或氰基取代的C1-C8烃基;符号R'代表氢原子或C1-C4烷基,符号a代表0或1,符号n代表足以使25℃粘度至少为1百万毫泊值的数目,及至少50%由R代表的基团数为甲基。
19、根据权利要求18所述的组合物,其中较佳是包括在树胶单元结构中的0.005到0.5摩尔%单元系选自下式(CH2=CH)(R)SiO和(CH2=CH)R2-a(R'O)aSiO0.5。
20、根据权利要求15到19中的一个所述的组合物,它包含0.1到6份具平均通式(H)c(R″)dSiO (4-d-c)/2 硅氧烷单元的有机取代氢化聚硅氧烷(B),其中R″代表甲基,苯基和乙烯基,这些基团中至少50%为甲基,C代表从0.01到1之间的任何数目,d代表0.01到2之间的任何数目。
21、根据权利要求15到20中的任一个所述的组合物,其中有机取代氢化聚硅氧烷选自直链,支链或环状聚合体,其组成单元选自下式:R″SiO,H(R″)SiO,H(R″)2SiO0.5,HSiO1.5,R″SiO1.5SiO2和R″SiO0.5,它们以这样的量加入,使在(B)中的氢化物基团数目对(A)中乙烯基数目的比率在1.1到4之间。
22、根据权利要求15到21中的任一个所述的组合物,其中高达90%重量的加固性含硅填充剂(C)可由半加固性或填紧填充剂取代。
23、根据权利要求15到22中的任一个所述的组合物,它通过加热而固化形成弹性体。
24、根据权利要求1到5中的任一个所述的组合物,其中基质是可通过缩聚反应固化产生硅氧烷弹性体的二取代有机聚硅氧烷,包括:
-(A)至少一种二取代有机聚硅氧烷油,在其链的每个末端至少有二个可缩合的或可水解的基团,或一个羟基,
-(B):用于油的缩聚催化剂,及
-(C):含至少三个可缩合的或可水解基团的硅烷,当(A)是具有羟基末端的油时。
25、根据权利要求24所述的混合物,其中二有机取代聚硅氧烷(A)具通式(1):
其中:R代表同样或不同的单价烃基,Y代表同样或不同的可水解的或可缩合的基团,或者羟基,n选自1,2和3,其中Y是羟基时n=1,x是大于1的整数,较佳的是大于10。
26、根据权利要求25所述的组合物,其中R选自C1-C8烷基,乙烯基,苯基和3,3,3-三氟代丙基,至少60%基团R是甲基。
27、根据权利要求25和26中的一个所述的组合物,其中Y选自氨基,酰氨基,氨基氧基,酮亚氨氧基,亚氨氧基,烯氧基,烷氧基,烷氧基链烯基氧基,酰氧基和磷酸基。
28、根据权利要求24到27中的一个所述的组合物,其中当可缩合的或可水解基团不是羟基时,包含硅烷(D),硅烷(D)具下式:
其中R是单价烃基,Y代表相同的或不同的可水解或可缩合基,a是3或4。
29、根据权利要求24到28中的一个所述的组合物,其特征在于它是单组分组合物。
30、根据权利要求24到28中的一个所述的组合物,其特征在于它是两组分的。
31、根据权利要求30所述的组合物,它包括:
-(A):100份重量的α,ω-二羟基二有机取代聚硅氧烷油,粘度为从50到300,000毫泊,其中有机基团选自甲基,乙基,乙烯基,苯基和3,3,3-三氟代丙基,至少60%是甲基,高达20%是苯基,最多2%是乙烯基,
-(B):0.01到1份催化用锡化合物(计算成锡金属的重量),
-(C):0.5到15份聚烷氧硅烷或聚烷氧硅氧烷,及
-(D):0到100份,较佳为5到50份含硅无机填充剂。
32、根据权利要求1到5中的一个所述的组合物,其中硅氧烷基质是加聚硅氧烷组合物,它可以通过氢化硅烷化反应固化而成弹性体,它包括:
-(A):至少一种有机聚硅氧烷,在每个分子中至少有两个乙烯基与硅成键相结合,
-(B):至少一种有机取代聚硅氧烷,在每个分子中至少有三个氢原子与硅成键相连,及
-(C):催化有效量的催化剂,它是铂金属的化合物。
33、根据权利要求32中所述的组合物,其中在(B)中与硅成键相连的氢原子在(A)中与硅成键相连的乙烯基的摩尔比一般在0.4和10之间。
34、根据权利要求32和33中的一个所述的组合物,它包括:
-(A)至少一种有机取代聚硅氧烷,具下式硅氧烷单元:
YaZbSiO (4-a-b)/2 (1)
其中Y是乙烯基,Z是对催化剂的活性无反面作用的单价烃基,a是1或2,b是0,1或2,a+b在1和3之间,所有其它单元任意地是下面平均式的单元:
ZcSiO (4-c)/2 (2)
其中Z具有如上的同样意义,C具有在0和3之间的值,
-(B)至少一种有机取代聚硅氧烷,具下式的硅氧单元:
HdWeSiO (4-d-e)/2 (3)
其中W具有如上对Z的同样定义,d是1或2,e是0,1或2,d+e具有1和3之间的值,所有其它单元任意地是下面平均式的单元:
WgSiO (4-g)/2 (4)
其中W具有如上所述的同样意义,g具有0和3之间的值,及
-(C)催化有效量的铂化合物。
35、根据权利要求32到34中的一个所述的组合物,它包括:
-(A):100份二取代有机聚硅氧烷油,在其链的每个末端由乙烯基二取代有机硅氧单元所阻断,与硅成键的有机基团选自甲基,乙基和苯基,至少60摩尔%的基团为甲基,在25℃的粘度为100到500,000毫泊,
-(B):至少一种有机取代氢化聚硅氧烷,选自直链或具有网格状结构的液体均聚体和共聚体,在每个分子中,至少具有三个氢原子与不同的硅原子成键相连,与硅原子成键相连的有机基团选自甲基和乙基,至少60%基团是甲基,产物(B)所用的量是这样的,即氢化物基团对乙烯基的摩尔比率在1.1到4之间,
-(C):催化有效量的铂催化剂。
36、根据权利要求35所述的组合物,其中50%重量的聚合物(A)由具有网格状结构的共聚物所取代,包含三甲基硅氧,甲基乙烯基硅氧和SiO4/2单元,其中2.5到10摩尔%的硅原子带乙烯基,其中三甲基硅氧基团对SiO4/2基的摩尔比率在0.5和1之间。
37、根据权利要求32到36中的一个所述的组合物,其中还在每100份有机硅氧烷(A)+(B)中包含5到100份加固性或半加固性含硅填充剂。
38、根据权利要求32到37中的一个所述的组合物,先固化以形成弹性体。
39、根据权利要求1到38中的一个所述的组合物,其中活性物质是杀真菌剂。
40、根据权利要求1到38中的一个所述的组合物,其中活性物质是杀菌剂。
41、根据权利要求1到38中的一个所述的组合物,其中活性物质是杀昆虫剂。
42、根据权利要求1到38中的一个所述的组合物,其中活性物质是除草剂。
43、根据权利要求1到38中的一个所述的组合物,其中活性物质是植物生长调节剂。
44、根据权利要求1到38中的一个所述的组合物,其中活性物质是肥料。
45、根据权利要求39所述的组合物,其中活性物质是三-0-乙基磷酸铝。
46、根据权利要求1到45中的一个所述的组合物,其中辅助剂是水溶性盐。
47、根据权利要求46所述的组合物,其中辅助剂是无机盐。
48、根据权利要求47所述的组合物,其中无机盐是碱金属或碱土金属的强无机酸盐。
49、一种用具有农业生物作用的物质处理植物的方法,其特征是用权利要求1到48所述的物质。
50、根据权利要求49所述的处理方法,其中组合物施用在植株的全部或部分,并有足够长的时间以提供有效量的活性物质。
51、根据权利要求49所述的处理方法,其中组合物放置在植物附近并有足够长的时间以提供有效量的活性物质。
52、根据权利要求51所述的处理方法,其中组合物及要处理的植株或部分植株是在气相介质中处理。
53、根据权利要求51所述的处理方法,其中组合物和要处理的植株或部分植株是在潮湿气相大气中处理。
54、根据权利要求51所述的处理方法,其中组合物和植株在分散的固体介质中,较佳是泥土。
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