CN109640651A - 含有异噁草松的除草剂组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

提供了一种组合物，该组合物包含封装在微胶囊内的水不混溶性物质或高挥发性物质，该微胶囊具有壳，该壳包含由环氧树脂聚合物交联的聚脲。还提供了用于制备该组合物的方法，以及该组合物在控制不期望的植物生长中的用途。

Description

含有异噁草松的除草剂组合物及其用途
发明领域
本发明涉及一种改进的微胶囊，该微胶囊具有并入聚脲壳壁中的环氧树脂。待封装的物质是水不混溶性物质或高挥发性物质。该胶囊可以分散在水相中。可以将胶囊生产为所期望的尺寸，例如，1微米至100微米或更大的尺寸，优选地该微胶囊的尺寸将为直径在约1至约50微米的范围内。
相关技术的说明
有效提供具有液体亲油成分的微胶囊的技术已可用多年，并且已经开发了许多制备胶囊的方法。大多数封装方法需要两个相，并使用在一个相在另一个相中的分散体或乳液。通常，这些相是一个极性相和一个非极性相。尽管原则上可以使用两种不混溶性有机相，但实际上通常是水(极性)相和含油有机(非极性)相。最常见地，填充物质是待封装的物质，并且被包含在有机相中。已经实现商业用途的两种封装方法被称为原位聚合和界面聚合。
Matson在美国专利号3,516,941中公开了原位聚合反应，其中将待封装的物质溶解于分散在水相中的有机疏水油相中。水相具有溶解的树脂前体，特别是氨基塑料树脂前体，其在聚合时将形成微胶囊的壁。使用高剪切搅拌制备微油滴的分散体。剪切程度对液滴尺寸具有重大影响，并且可用于将胶囊尺寸保持在较小尺寸。加入酸催化剂引发氨基塑料前体在水相中的缩聚，导致在两相中不可溶性氨基塑料聚合物的形成。随着聚合的进行，氨基塑料聚合物从水相分离并沉积在油相的分散液滴的表面上，以在两相的界面处形成胶囊壳，从而封装这些填充物质。该方法产生微胶囊。涉及胺和醛(例如本文所述的那些)的聚合也称为氨基塑料封装。脲-甲醛(UF)、脲-间苯二酚-甲醛(URF)、脲-三聚氰胺-甲醛(UMF)、和三聚氰胺-甲醛(MF)胶囊形成以这种方式进行。
在界面聚合中，用于形成胶囊壁的物质处于分离的相中，一个在水相中，另一个在填充相中。聚合发生在相的边界处。因此，聚合物胶囊壳壁在两相的界面处形成，从而封装填充物质。聚酯、聚酰胺、和聚脲胶囊的壁的形成经界面聚合而进行。
Sinclair(美国专利号4,396,670)尝试了使用水溶性聚合物来控制液滴尺寸和随后的胶囊尺寸。Sinclair在用三聚氰胺-甲醛进行的封装期间，在水相中使用水溶性聚合物，例如丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、阴离子淀粉溶液和海藻酸钠。这些水溶性聚合物相对于预冷凝物稳定油相的分散体并抑制液滴聚结，从而控制液滴尺寸以及稳定该分散体。水溶性聚合物也与三聚氰胺/甲醛预冷凝物发生反应以形成胶囊壳壁。
溶解的无机材料已被用于改变待封装的颗粒的表面。Ugro在美国专利号4,879,175中通过原位聚合(例如氨基塑料聚合)、界面聚合、和凝聚将无机色素颗粒封装在微胶囊中。由于色素颗粒在油相和水相两者中是不可溶的，所以Ugro使用表面改性剂通过有机相和水相来控制固体的相对润湿性。表面改性剂(如钛酸盐和硅烷)用于改变色素的表面，使其亲油，并因此可封装在胶囊填充物(油相)中。对相对润湿性的控制能沉积光滑的、相对无断裂的壳，并且可以用于控制色素在微胶囊结构内的位置。通过该方法成功地封装色素如金属氧化物、碳黑、酞菁，并且特别是油和水不溶性的化妆品着色剂。
以上引用的参考文献都未公开将环氧树脂物质并入聚脲胶囊壁中。以上工作都未使用环氧树脂物质来控制胶囊的释放速度。
发明概述
本发明提供了一种包含水不混溶性物质或高挥发性物质的改进的除草剂组合物，该组合物包含在进行封装的聚合物壳物质中，该聚合物壳物质包含由环氧树脂交联的聚脲。
本发明的微胶囊具有由环氧树脂聚合物交联的聚脲的聚合物壁。由环氧树脂聚合物交联的聚脲在分散的有机相和连续的水相的界面处发生界面聚合而形成。
通过异氰酸酯，特别是多官能异氰酸酯、环氧化物、和多官能胺的反应优选地形成由环氧树脂聚合物交联的聚脲。通过界面聚合反应形成微胶囊。特别地，提供了水不混溶性有机相，该有机相包含水不混溶性物质或高挥发性物质、一种或多种多官能异氰酸酯、以及环氧树脂聚合物。提供了包含一个或多个多官能胺的水相。有机相以已知的方式分散在水相中，这是由于环氧树脂聚合物交联的聚脲的形成发生在分散的有机相和水相的界面处。本发明的优点是，组分的混合物一旦分散则不需要被加热以诱导界面聚合反应。
如下文所述，可以根据需要将一种或多种表面活性剂和/或稳定剂包括在混合物中。
因此，在另一方面，本发明提供一种制备微囊化组合物的方法，该方法包含：
(a)提供第一水不混溶性有机相，该有机相包含环氧树脂，例如双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)的胺封端的预聚物；待封装的活性成分和多异氰酸酯；
(b)提供水相，该水相包含乳化剂、表面活性剂、和消泡剂；
(c)将第一有机相分散在水相中；并且
(d)当添加聚胺时，允许在该有机相和该水相的界面处发生界面聚合反应以形成聚脲壳，将该活性组分封装于其中。
在一个具体的实施方式中，该方法包含以下步骤：
(a)在室温下提供水不混溶性有机相，该有机相包含：
(i)悬浮于有机相中的双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)的胺封端的预聚物，
(ii)将多异氰酸酯引入该有机相来形成双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)的异氰酸酯封端的预聚物，
(iii)待封装的活性成分，例如异噁草松；
(b)在室温下提供水相，该水相包含：
(i)水、乳化剂、表面活性剂、和消泡剂的溶液；
(c)将该水不混溶性有机相分散在该水相中；
(d)添加多官能聚胺；并且
(e)将该分散体加热并且保持在约40℃至约60℃，优选地在约50℃，此时将水不混溶性物质封装在分散的聚脲胶囊外壳内，该聚脲胶囊外壳可直接使用，无需进一步分离或纯化；
(f)当温度从约35℃冷却至约20℃，优选地冷却至约30℃时，添加必要的佐剂(例如pH调节剂、增稠剂、防冻剂)。
通过多官能异氰酸酯的反应形成本发明的微胶囊。适合的多官能异氰酸酯具有两个或更多个异氰酸酯基团。提供活性异氰酸酯基团的化合物的实例包括对-亚苯基二异氰酸酯、间-亚苯基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、四氯-间-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基二异氰酸酯、二氯二苯基甲烷二异氰酸酯(the dichloro diphenyl methane diisocyanates)、联苄基二异氰酸酯、联甲苯基二异氰酸酯、二苯醚二异氰酸酯、二甲基二苯基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、4,4',4"-三苯基甲烷三异氰酸酯、异丙基苯α-二异氰酸酯等。
本发明的微胶囊进一步形成自多官能胺。适合的供使用的胺具有两个或更多个胺基团。适合用于本发明中的胺的实例是二胺和更高级的聚胺反应物，包括乙二胺、苯二胺、甲苯二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、哌嗪、1,3,5-苯三胺三盐酸盐、2,4,6-三氨基甲苯三盐酸盐、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、聚乙烯亚胺、1,3,6-三氨基萘、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑、三聚氰胺、以及1,4,5,8-四氨基蒽醌。
本发明的微胶囊形成为具有交联聚合物(特别是由环氧树脂聚合物交联的聚脲)的壳。交联剂是表面改性的环氧树脂。环氧树脂可以选自双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)及其衍生物。
表面改性意味着环氧树脂表面已被(化学地)改性，从而具有可交联的反应性官能团。可以使用选自各种各样的化学品的改性剂对环氧树脂的表面进行改性。
关于释放速率，对于专门从事控释剂的化学技师，其普通知识足够用于选择合适的异氰酸酯、胺、和交联剂。显然，具有较长烷基基团的胺封端的环氧树脂由于有较大的孔隙，将导致更快的释放。因此，颗粒尺寸越小(通过使用较高的剪切应力并且在油相中使用表面活性剂获得)释放速率越快。而且，与整个填充的微胶囊的重量相比，壁材料的重量百分数越大，释放越慢。
根据本发明，以下环氧化物化合物对于该方法是特别适合的：环氧化二烯烃、二烯或环二烯(例如二氧化丁二烯)、1,2,5,6-二环氧己烷、以及1,2,4,5-二环氧环己烷；环氧化二烯属不饱和羧酸酯(例如9,10,12,13-二环氧硬脂酸甲酯)；6,7,10,11-二环氧基十六烷-1,16-二羧酸的二甲基酯；以及含有两个环己烯基自由基的环氧化化合物，例如二亚乙基乙二醇双-(3,4-环氧环己烷甲酸酯)和3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯。
可以使用的另外的化合物是聚缩水甘油酯，例如通过在碱的存在下，将二羧酸与表氯醇或二氯丙醇反应可获得的那些。此类聚酯可以衍生自脂肪族二羧酸，例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、和癸二酸，并且特别地来自芳香族二羧酸，例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、2,6-萘-二羧酸、二苯基-o,o'-二羧酸、乙二醇双-(对-羧苯基)醚及其他。
可以使用的另外的化合物是聚缩水甘油醚，例如通过在碱的存在下，将二元醇、或多元醇、或二酚、或多元酚与表氯醇或二氯丙醇的醚化可获得的那些。这些化合物可以衍生自乙二醇，例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、己烷-2,4,6-三醇、和甘油，并且特别衍生自二酚或多元酚、苯酚酚醛清漆(phenol novolacs)或甲酚酚醛清漆(cresol novolacs)、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、1,4-二羟基萘、苯酚/甲醛缩合产物、双-(4-羟苯基)-甲烷(双酚F)、双(4-羟苯基)-甲基苯基甲烷、双-(4-羟苯基)甲苯基甲烷、4,4'-二羟基二苯基、双-(4-羟苯基)砜，并且特别地是2,2-双-(4-羟苯基)-丙烷(双酚A)。
特别地，适合的环氧化合物是例如具有以下通式的环氧树脂：
其中Z是一个较小的数字，并且是一个整数或分数，例如在0到25之间。
双酚A二缩水甘油醚
根据本发明使用的双酚A二缩水甘油醚是具有如下化学式的二缩水甘油醚：
其中z代表0或是具有0至约25的值的正数。
通过在碱金属氢氧化物的存在下，表氯醇与2,2-双(对-羟苯基)丙烷(双酚-A)的反应来制备双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)预聚物，该制备由以下表征：
(a)逐步将碱金属氢氧化物的水性溶液补料至处于至少10:1的摩尔比的表氯醇和双酚-A的混合物中，直到补入的碱金属氢氧化物的摩尔量与在所述混合物中的酚羟基基团的数目之间的比率是1:1至1.05:1，同时将该反应介质保持在沸点，蒸馏除去处于与表氯醇共沸混合物形式的水，并且将经蒸馏的表氯醇再循环至反应介质中，添加碱金属氢氧化物，并且将蒸馏条件进行调整以保持在该反应介质中液体水的含量是从0.1至0.7wt.％，并且其pH值在7和9之间；并且
(b)从这些反应产物中回收该环氧树脂。
优选地，该表氯醇/双酚-A摩尔比不应该超过15:1。所述比率值小于10:1不能得到具有所需特性的环氧树脂，特别是关于黏度值和可水解氯含量的值。另一方面，通过使用高于15:1的表氯醇/双酚-A摩尔比没有得到明显的改进。
通过将所述比率保持在12:1至13:1的值来获得最佳结果。
将碱金属氢氧化物水性溶液补入，直到碱金属氢氧化物的摩尔数与酚羟基基团的数量的比率为1:1至1.05:1，从而不增强引起形成不期望的副产物的那些次级反应。应当注意，本领域通常使用相对于化学计量值大量过量(通常过量10％-20％)的碱金属氢氧化物，其目的是降低在环氧树脂中的可水解氯含量，从而导致产量的减少和不期望的副产物形成。
优选地，使用碱金属氢氧化物的浓缩水性溶液，例如含有40至50wt.％的所述氢氧化物的溶液。该氢氧化物优选地是氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明的该方法的基本特征在于，在添加碱金属氢氧化物期间，在反应介质中保持按重量计0.1％至0.7％的水量和在7和9之间的pH值。
事实上已经发现，使用超过指定范围的水含量导致具有过高分子量和黏度值的环氧树脂的产生。这些树脂通常具有在25℃下高于8,000cps的黏度值。
另一方面，使用大于9的pH值会产生类似于使用过量的碱金属氢氧化物的已知方法中遇到的不良影响。
通过在反应介质中保持按重量计0.4％至0.6％的水含量和在7和8之间的pH值，获得最佳结果。
水从处于与表氯醇的共沸混合物形式的反应介质中连续地被除去；将这样产生的蒸气浓缩分离成两层，将水层排出，并且将表氯醇层再循环到反应介质中。
将水性溶液的补料速率和水(反应水和与碱金属氢氧化物一起引入的水)的蒸发速率进行调节，以将反应物质的水含量和pH保持在上述定义的范围内。水性碱金属氢氧化物的添加通常在3至6小时的时间内进行。
实际上已经发现，当反应物质在从150至350mm Hg的压力下沸腾，并且处于从70℃至90℃的温度下时，这些条件更容易实现。还已经发现，关于液体环氧树脂的所有特性，最佳结果是通过尽可能地避免反应物质与作为反应的副产物获得的碱金属氯化物的接触而获得的。
为此，反应物质可以通过置于反应区外的自清洁过滤器或离心机连续循环。考虑到工作条件的事实，碱金属氯化物以结晶形式沉淀，并且可以因此在没有太多困难的情况下除去，从而促进了这一操作。
碱金属氢氧化物添加完成后，通常是保持反应物质沸腾10至20分钟的时间，从而方便地除去残留的水。
最后，通过常规方法从这些反应产物中回收液体环氧树脂。因此，例如，可以向这些反应产物中添加水以清除碱金属氯化物。然后将水相从由在表氯醇中的液体环氧树脂溶液组成的有机相中分离。显然，当碱金属氯化物在反应过程中被除去，这种操作可能是不必要的。
然后将未反应的表氯醇蒸馏出，并且通常方便地过滤掉蒸馏残余物以除去存在的任何无机化合物。
基于转化的表氯醇在每种情况下的反应产率为95％或更高，而在如使用超过化学计量值的10％-20％的过量氢氧化钠的已知方法中，这些产率为约85％-90％的量级。
双酚A二缩水甘油醚的衍生物
双酚-A表氯醇衍生的聚合物的羟基基团的官能化显著地改变其性质并产生明显不同的物质。各种各样的反应物可用于将双酚-A表氯醇衍生的聚合物改性，并形成具有代替游离羟基基团的酯、酰胺、醚、或甲硅烷基醚基团的、以下结构的线性聚合物：
其中J是--C(O)R1、--C(O)NHR2、--C(O)NR2R3、--CHR4OR5、或--SiR1R2R3，并且R1、R2、R3、R4、和R5是取代的或未取代的烷基、芳基、或环烷基基团，例如：--CH3--CH2Cl、--CH2OCH3、--CH2CH3、--CH(CH3)2、--C4H9--n、--C5H11--n、--C8H17--n、--CH(C2H5)2、--C6H11--c、--CH2CH2C6H5、--CH2CH(C6H5)2、--CH2OCH2C6H5、--CH2CH2C6H3(3,4--OCH3)、--CH2CO2C2H5、--C6H5、--C6H4(p--C5H11)、--C6H4(p--OC5H11)、以及--C6H4(p--C10H21)。R4和R5还可以任选地连接在一起以形成杂环。当J是--SiR1R2R3时，R1、R2、和R3优选地选自甲基和苯基基团。
出于本发明的目的，当至少50％衍生自表氯醇的聚合物单元不含有游离羟基基团时，衍生自双酚-A和表氯醇的聚合物被认为是“基本上不含有游离羟基基团”。优选地，至少75％的这些单元，并且更优选地至少95％的这些单元的游离羟基基团将被封闭。
根据上式，本发明的具体聚合物的实施例包括E-1至E-19，E-1至E-19是通过封闭PKHH苯氧基树脂的游离羟基基团而获得的：
与含有游离羟基基团的非官能化聚合物相比，并且与双酚A聚碳酸酯相比，本发明的聚合物给出了改进的稳定性。
用于制备本发明的微胶囊的多相反应混合物除了交联剂之外还包含多官能异氰酸酯和多官能胺。聚合物壁的交联程度尤其可以通过多官能反应物的选择进行控制。在反应混合物中提供足够的多官能反应物以产生微胶囊，其中由环氧树脂交联的聚脲胶囊壁是3％至60％交联的，更优选的是3％至30％交联的，即是3％至60％，更优选的是3％至30％的聚合物是三维聚合物网的一部分。在更优选的实施方式，由环氧树脂交联的聚脲胶囊壁是3％至30％交联的。
这些微胶囊可以具有任何适合的粒度。这些微胶囊的平均粒度大体上的范围将是约1至约130微米，优选1至100微米，更优选1至50微米，其中优选平均粒度为约1至50微米。此类相对精细的颗粒在防止填塞用于农药组合物的田地施用的喷雾设备中的孔上是有利的。
可以根据组合物的预期用途来选择微胶囊的壁厚度。由环氧树脂交联的聚脲的胶囊壁厚度优选范围是约0.01微米至4微米，优选厚度约0.01微米至1微米。胶囊壁的厚度以及构成该壁的聚合物的交联程度将影响活性成分通过该壁的扩散速率，并且由此影响该组合物在田地中的性能。该微胶囊尺寸可以在制造过程中通过控制待封装的材料和水不混溶性相在水相中的分散程度来控制。这可以例如通过控制多相混合物的搅拌程度以及存在于连续相中的乳化剂的数目、类型和量来实现。可以通过存在于待包封的水不混溶相中的反应中间体的量来进一步控制微胶囊壁厚度。
根据需要，多相反应混合物可以含有其他组分，例如以提供所需尺寸的微胶囊和/或促进该方法的其他方面。例如，该水相可以包含一种或多种表面活性剂。适合的表面活性剂是本领域中已知的，并且包括烷基萘磺酸的钠盐，烷基萘磺酸的钾盐，聚苯乙烯磺酸的盐，特别是其碱金属盐、碱土金属盐、及其铵盐、以及萘磺酸缩合物的盐，及其混合物。用于微囊化方法的分散剂系统还可以任选地含有一种或多种非离子表面活性剂、非离子保护性胶质、或阳离子组分。木质素磺酸盐是用于该方法的特别优选的表面活性剂，特别是木质素磺酸钠。
本发明的组合物可以包含一种或多种乳化剂。这些乳化剂可以是阳离子、阴离子、或非离子的，但更优选是阴离子或非离子的。特别适合用于此目的的阴离子表面活性剂的实施例是磺酸盐，如十二烷基苯磺酸钙。特别适合的非离子表面活性剂的实施例是聚氧乙烯化(POE)去水山梨糖醇酯，例如POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯，以及聚氧乙基化(POE)山梨糖醇酯，例如POE(40)山梨糖醇六油酸酯。适合的乳化剂是本领域中已知的，并且是可商购的。例如聚乙烯醇(203)、POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯在有利凯玛(Uniqema)销售的在商品名TWEEN 85下是可商购的。POE(40)山梨糖醇六油酸酯在有利凯玛销售的商品名ATLAS G1086和CIRRASOL G1086下是可商购的。
POE去水山梨糖醇酯与POE山梨糖醇酯的组合允许优化表面活性剂的HLB(亲水亲油平衡)值，以在将该组合物添加到水中时获得最高品质乳液(最小悬浮液滴)。高品质的乳液典型地引致最佳除草性能。因此，对于优选的除草性能而言尤其值得注意的是本发明的组合物包含一种或多种选自以下项的非离子表面活性剂：聚氧乙基化(POE)去水山梨糖醇酯如POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯，和聚氧乙基化(POE)山梨糖醇酯如POE(40)山梨糖醇六油酸酯，及其混合物。
该混合物还可以包含消泡剂。另外，适合的消泡剂是本领域中已知的。一种优选的试剂是聚二甲基硅氧烷消泡剂(Dow1500)。
该混合物还可以包含一种或多种防冻剂。另外，适合的防冻剂是本领域中已知的。一种优选的试剂是丙二醇。
可以包含在该多相反应混合物中的其他组分包含一种或多种稳定剂。适合的稳定剂是本领域中已知的，并且包括氯化钙、硝酸钠。
还可以优选地在该反应混合物中包含中和剂，特别是用于控制pH并防止由于缩合反应而可能产生的酸性条件。适合的中和剂是本领域中已知的，并且包括盐酸。
针对异噁草松，用于制备由环氧聚合物交联的交联聚脲封装聚合物壁的示例性配方如下：
多官能异氰酸酯(例如被称为“PAPI”的多亚甲基多苯基异氰酸酯)：x摩尔，其中x是从0.1至0.5；
胺封端的环氧树脂：1-x摩尔；
二亚乙基三胺(三官能多胺)：y摩尔，其中y＝0至1.5；
二官能胺(例如乙二胺)：n-y摩尔，其中n等于1至3；
盐酸；1-x摩尔，以将该反应系统中和为pH 6-9。
过量的胺可以存在于该反应混合物中。
该水不混溶性相可以包含溶剂。然而，优选的是活性成分，特别是异噁草松，用作针对有机相中存在的组分的水不溶性有机溶剂，特别是交联剂和异氰酸酯。
将该水不混溶相分散在水中，并将胺作为水性溶液加入到反应中。然后可以使用US 3,577,515的方法来生产微囊化产物。
在微囊化组合物中的活性成分与聚合物的重量比可以是任何合适的比率。优选地，在微胶囊中活性成分(特别是异噁草松)与聚合物的重量比是在约2:1至50:1的范围内，更优选的是3:1至8:1，仍更优选的是4:1至7:1，约5:1的比率是特别优选的。
當微胶囊被制备可以按任何合适的方式配制。用于这种微胶囊的合适的制剂和配制技术是本领域中已知的。在合适的稀释剂(最优选地是水)中的微胶囊的悬浮液或浆液是用于运输、储存、和最终将组合物分配到待处理区域的一个优选的实施方式。使用常规的喷洒装置用于施用这些制剂。
该制剂可以直接施用于目标区域。或者，该组合物可以在施用之前进一步稀释。例如，方便于运输和储存的水分散体、悬浮液、或浆液将由从约10％至30％按重量计的微胶囊组成，更优选的是由约25％的含有杀虫剂的微胶囊组成，将其用水稀释至按重量计约1％，用于喷洒。
已经发现，本发明的制剂在运输和储存时展示出高稳定性水平。
本发明的组合物可以用于在所在地控制不期望的植物生长。
因此，在另一方面，本发明提供了一种在所在地控制植物生长的方法，所述方法包括向该所在地施用如上所述的组合物。
本发明进一步提供了上述组合物在控制植物生长中的用途。
在目标植物出现之前或之后，可以例如通过将其喷洒到土壤表面或植物的叶片上，将这些组合物施用于需要控制植物生长的区域。如果需要，使用者可以通过培养将制剂混合到上层土壤中。
如上所述，本发明的组合物对于水不混溶性物质和高挥发性物质(例如异噁草松、阿维菌素、二甲戊灵、高效氯氟氰菊酯、多杀霉素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、溴氰菊酯、氯氰菊酯、乙草胺、甲草胺、异丙甲草胺及其混合物)的制剂是特别适合的。可以将待封装的活性成分溶解于芳香族溶剂中。一种优选的芳香族溶剂是SOLVESSO(EXXON MOBIL)。
为了使本发明的概念可以得到更完全地理解，列出以下实施例，除非另外指明，其中所有份数是按重量计的份数。列出这些实施例主要是出于说明的目的，并且任何在其中包含的细节的具体列举都不应解释为在该情况中的限制。
实施例
实施例1-13
通用程序(DEGBA的合成)
使用包含反应容器(烧瓶)、机械搅拌器、电加热器、蒸馏柱、冷凝器、配备用于回收表氯醇的虹吸管的用于表氯醇-水馏出物的分离器、以及用于调节反应容器的压力的系统的装置。
将按重量计3.000份的表氯醇和按重量计585份的双酚-A(12.6:1摩尔比)补料进烧瓶中。
将设备中的压力调节至所期望的值，并将反应物逐渐加热至沸点。
然后在约5小时内逐渐引入按重量计420份的按重量计49％的氢氧化钠水性溶液。完成该添加后，添加的氢氧化钠的摩尔数与酚羟基基团数的比率是1.00:1。
在添加氢氧化钠期间，水从处于与表氯醇的共沸混合物形式的沸腾物质中被除去。将所产生的蒸气冷凝，将较密的表氯醇层再循环并且排出水层。
在每种情况下，条件被如此调节以将该反应物质的水含量保持在期望值。
添加氢氧化钠后，将反应物质再保持沸腾15分钟。然后，在约50℃下操作，添加按重量计约500份的水，将反应物质搅拌20分钟，并且通过倾析将该水相去除。
将该有机相蒸馏，首先在大气压力下，并且然后在低于大气压(约10mm Hg))下工作，以完全除去未反应的表氯醇。
最后将蒸馏残余物过滤以除去任何残留的无机盐，使用硅藻土作为助滤剂。
对由此获得的液体环氧树脂进行测试以确定其性质，并且将结果记录在表中。
更具体地在表中记录：
·在(A)下是以mm Hg计的操作压力；
·在(B)下是反应物质的温度；
·在(C)下是反应物质的平均pH值；
·在(D)下是在反应物质中以液体形式存在的按重量计水的平均百分数，通过卡尔-费休氏法(Karl Fischer method)进行测定；
·在(E)下是以馏出物(ml)/小时表示的蒸馏速率。
在添加氢氧化钠水溶液期间给出表中在(A)、(B)、(C)、(D)和(B)下给出的值。
在表中记录：
·在(F)下是以cps表示的、在25℃下的环氧树脂的黏度；
·在(G)下是如前所定义的树脂的环氧当量；
·在(H)下是参考化学式(I)的“n”的对应值；
·在(I)下是表示为按树脂的重量计的百分数的可水解氯含量；
实施例I用于比较，其中反应物质中的水含量小于最小值。
实施例9至13也用于比较，其中所述水含量高于最大限度。
根据本发明的方法实施实施例2至8。
表
实施例14(比较)
重复实施例1，使用相对于双酚-A原料中的酚羟基基团数为5％的过量摩尔量的氢氧化钠。
获得具有按重量计0.3％的可水解氯含量的液体环氧树脂，而所述树脂的其他特性几乎保持不变。
实施例15-21
重复实施例2至8，使用相对于双酚-A原料中的酚羟基基团数为5％的过量摩尔量的氢氧化钠。
获得具有按重量计0.02％至0.09％的可水解氯含量的液体环氧树脂，而其他特性几乎保持不变。
实施例22-26(比较)
重复实施例9至13，使用相对于双酚-A原料中的酚羟基基团数为5％的过量摩尔量的氢氧化钠。
获得具有按重量计0.1％至0.4％的可水解氯含量的液体环氧树脂，而其他特性几乎保持不变。
在实施例14和22-26中，该液体环氧树脂的哈森颜色(Hazen colour)是200的量级；在实施例15-21中，该哈森颜色是80-120的量级。
实施例27
使用在前述实施例中所述的装置，用按重量计3,000份的表氯醇和按重量计585份的双酚-A(12.6:1的摩尔比)注入烧瓶。
将设备中的压力调节至160mm Hg，并将混合物加热至沸点。
将按重量计439份的的按重量计49％的氢氧化钠水性溶液在5小时間逐步引入，补入的氢氧化钠的摩尔数与羟基基团数的比率是1.048:1。在该添加期间，水以处于与表氯醇的共沸物的形式被除去，并且将经蒸馏的表氯醇再循环。
此外，氯化钠作为反应的副产物形成，并通过使反应物质连续通过置于反应器外部的离心机进行循环而除去。
添加氢氧化钠溶液后，将未反应的表氯醇蒸馏出，并且将蒸馏残余物以已经描述的方式进行过滤。
因此获得具有以下特征的液体环氧树脂：
·环氧当量：172
·在25℃下的黏度.(cps)：7,000
·可水解氯(按重量计％)：0.003
·在25℃下的“适用期”(分钟)：100
·哈森颜色：60
·挥发物质(按重量计％)：0.6
该反应产率等于理论值上的95.3％。
由化学式(I)代表环氧树脂，其中“n”等于0.014。
实施例28
重复实施例27，补料按重量计420份的按重量计49％的氢氧化钠水溶液。
由此获得具有等于按重量计0.06％的可水解氯含量的环氧树脂，而其他特性几乎不变。
实施例29
合成胺封端的DEGBA树脂的通用方法。
在干燥氩气流下，将1.5g四辛基溴化铵与100ml的无水甲苯混合，并且将该混合物超声处理30min。将100ml的DEGBA树脂经气密的注射器添加，并且继续进行超声处理30min，以允许其进入胶束。
在氩气下，在40ml的0.05M H2PtCl6催化剂的存在下，将在各烧瓶中的脱气的烯丙胺(2.7g)、己-5-烯-1-胺(2.4g)、和十一-10-烯-1-胺(4.4g)与氢封端的DEGBA树脂反应，获得具有三个不同的烷基链长度的烷基胺封端的DEGBA树脂。30min超声处理后，将3-氨基丙基、6-氨基己基和11-氨基十二烷基DEGBA树脂用水萃取、用乙酸乙酯洗涤，并通过注射器膜过滤器过滤两次(Millex，Millipore，PVDF，0.45mm)。通过对水(MWCO7000，SERVA，Membra-Cel透析管，直径22mm)透析进一步纯化得到的胺封端的DEGBA树脂，以除去任何残留的未反应的氨基烯烃和表面活性剂。
烯烃胺的合成
己-5-烯-1-胺.
将6-溴-1-己烯(5ml；0.04mol)溶解于50ml DMF中。添加NaN3(0.20mol)后，将该混合物在35℃下搅拌24小时。添加冷水，并且将6-叠氮-己-1-烯用石油醚(PE 40/60)萃取，并且用盐水洗涤3次。获得具有75％产率的纯的6-叠氮-己-1-烯。1H NMR(300MHz,CDCl3,293K):d(ppm)5.81(m,1H),4.99(m,2H),3.26(t,2H),2.07(m,2H),1.60-1.36(m,6H)。
向6-叠氮-己-1-烯中添加NH4Cl[0.09mol，在120ml的乙醇-水(3:1)混合物中]。添加3.4g锌粉末后，将该反应混合物回流30min。将该混合物过滤，并在减压下将乙醇蒸发。添加12ml氨水溶液和120ml的乙酸乙酯以提取己-5-烯胺。将在乙酸乙酯中的胺溶液用盐水洗涤3次，并且在减压下除去溶剂，并且经硫酸镁干燥。获得具有62％产率的纯的己-5-烯-1-胺。1H NMR(300MHz,CDCl3,293K):d(ppm)5.81(m,1H),4.98(m,2H),2.71(t,2H),1.40-1.10(m,8H)。
十一碳-10-烯-1-胺(Undec-10-en-1-amine)
将11-溴十一碳烯-1-烯(11-Bromoundecene-1-ene)(10ml；0.05mol)溶解于50ml的DMF中。添加NaN3(0.20mol)后，将该混合物在90℃下搅拌24小时。添加冷水，并且将11-叠氮十一-1-烯(11-azidoundec-1-ene)用石油醚(PE 40/60)萃取，并且用盐水洗涤3次。获得具有90.3％产率的纯的11-叠氮十一-1-烯(11-azidoundec-1-ene)。1H NMR(300MHz,CDCl3,293K):d(ppm)5.80(m,1H),4.99(m,2H),3.26(t,2H),2.09(m,2H),1.61(m,2H),1.39(m,12H)。
将NH4Cl[0.14mol，溶解于200ml的乙醇-水(3:1)中]添加至11-叠氮十一-1-烯(11-azidoundec-1-ene)。添加3.9g鋅粉末后，将该反应混合物回流30min。将该混合物过滤，并在减压下将乙醇蒸发。添加20ml氨水溶液和200ml的乙酸乙酯以提取十二碳-11-烯胺(dodec-11-enylamine)。将在乙酸乙酯中的胺溶液用盐水洗涤3次，并且在减压下除去溶剂，并且经硫酸镁干燥。获得具有85％产率的纯的十一碳-10-烯-1-胺。1H NMR(300MHz,CDCl3,293K):d(ppm)5.87(m,1H),4.97(m,2H),2.71(t,2H),1.42-1.17(m,18H)。
实施例30
微囊化异噁草松的制备.
A.在马上使用之前制备水不混溶性有机相，该有机相具有以下组分：
·9.36g异噁草松原药
·来自实施例29的0.28g胺封端的DEGBA树脂交联剂
·0.77g.多亚甲基多苯基异氰酸酯(PMPPI，Suprasec-5005)
·1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)
B.具有以下组分的水性溶液：
·1.60g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯
·0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)
·0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425POWDER)
·0.03g消泡剂(Dow1500)
·6.18g水
步骤1
将0.28g胺封端的DEGBA树脂交联剂(来自实施例29)分散在1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)中。将混合物在高剪切混合器中以高速充分混合。然后添加0.77g异氰酸酯(Suprasec-5005)，并且将该混合物搅拌10min。最终添加9.36g异噁草松。
步骤2
将1.60g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯、0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)、0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425 POWDER)、和0.03g消泡剂(Dow1500)添加在6.18g水中，成为水相。
步骤3
将水不混溶性有机相逐滴添加进水相中。通过高剪切混合器混合后，形成水包油分散体。
步骤4
将水包油分散体转移至锥形瓶中。伴随搅拌逐滴添加0.77g二亚乙基三胺水性溶液(0.77g二亚乙基三胺，在1.73g水中)。将该分散体加热，并且在约50℃下保持4小时。当温度冷却至约30℃时，添加佐剂，例如稳定剂(1.69g氯化钙，0.70g硝酸钠)、增稠剂(2％黄原胶，0.67g)、防冻剂(1.60g丙二醇)。添加pH调节剂(盐酸36％-38％)以保持pH在6-9。
实施例31
微囊化异噁草松的制备
A.在马上使用之前制备水不混溶性有机相，该有机相具有以下组成成分：
·9.36g异噁草松原药
·来自实施例29的0.28g胺封端的DEGBA树脂交联剂
·0.46g.多亚甲基多苯基异氰酸酯(PMPPI，Suprasec-5005)
·1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)
B.水性溶液具有以下组成：
·1.60g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯
·0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)
·0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425 POWDER)
·0.03g消泡剂(Dow1500)
·6.18g水
步骤1
将0.28g胺封端的DEGBA树脂交联剂(来自实施例29)分散在1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)中。将混合物在高剪切混合器中以高速充分混合。然后添加0.46g异氰酸酯(Suprasec-5005)，并且将该混合物搅拌10min。最终添加9.36g异噁草松。
步骤2
将1.60g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯、0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)、0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425 POWDER)、和0.03g消泡剂(Dow1500)添加在6.18g水中，成为水相。
步骤3
将水不混溶性有机相逐滴添加进水相中。通过高剪切混合器混合后，形成水包油分散体。
步骤4
将水包油分散体转移至锥形瓶中。伴随搅拌逐滴添加0.46g二亚乙基三胺水性溶液(0.46g二亚乙基三胺，在2.04g水中)。将该分散体加热，并且在约50℃下保持4小时。当温度冷却至约30℃时，添加佐剂，例如稳定剂(1.69g氯化钙，0.70g硝酸钠)、增稠剂(2％黄原胶，0.67g)、防冻剂(1.60g丙二醇)。添加pH调节剂(盐酸36％至38％)以保持pH在6-9。
实施例32
微囊化异噁草松的制备
A.在马上使用之前制备水不混溶性有机相，该有机相具有以下组成成分：
·9.36g异噁草松原药
·0.77g多亚甲基多苯基异氰酸酯(PMPPI，Suprasec-5005)
·1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)
B.水性溶液具有以下组成成分：
·来自实施例29的0.28g胺封端的DEGBA树脂交联剂
·1.60g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯
·0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)
·0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425POWDER)
·0.03g消泡剂(Dow1500)
·6.18g水
步骤1
将0.77g异氰酸酯(Suprasec-5005)分散在1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)中，并且将该混合物在高剪切混合器中以高速充分混合持续10min。最终添加9.36g异噁草松。
步骤2
将0.28g胺封端的DEGBA树脂交联剂(来自实施例29)、1.6g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯、0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)、0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425POWDER)、和0.03g消泡剂(Dow1500)添加在6.18g水中，成为水相。
步骤3
将水不混溶性有机相逐滴添加进水相中。通过高剪切混合器混合后，形成水包油分散体。
步骤4
将水包油分散体转移至锥形瓶中。伴随搅拌逐滴添加0.77g二亚乙基三胺水性溶液(0.77g二亚乙基三胺，在1.73g水中)。将该分散体加热，并且在约50℃下保持4小时。当温度冷却至约30℃时，添加佐剂，例如稳定剂(1.69g氯化钙，0.70g硝酸钠)、增稠剂(2％黄原胶，0.67g)、防冻剂(1.60g丙二醇)。添加pH调节剂(盐酸36％-38％)以保持pH在6-9。
实施例33
微囊化异噁草松的制备
A.在马上使用之前制备水不混溶性有机相，该有机相具有以下组成成分：
·9.36g异噁草松原药
·0.77g多亚甲基多苯基异氰酸酯(PMPPI，Suprasec-5005)
·1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)
B.水性溶液具有以下组成成分：
·1.60g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯
·0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)
·0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425POWDER)
·0.03g消泡剂(Dow1500)
·6.18g水
步骤1
将0.77g异氰酸酯(Suprasec-5005)分散在1.47g SOLVESSO(EXXON MOBIL)中。将混合物在高剪切混合器中以高速充分混合。最终添加9.36g异噁草松。
步骤2
将1.60g POE(20)去水山梨糖醇三油酸酯、0.16g木质素磺酸，钠盐(Reax 88B)、0.16g磺化芳香族聚合物，钠盐(MORWET D-425 POWDER)、和0.03g消泡剂(Dow1500)添加在6.18g水中，成为水相。
步骤3
将水不混溶性有机相逐滴添加进水相中。通过高剪切混合器混合后，形成水包油分散体。
步骤4
将水包油分散体转移至锥形瓶中。伴随搅拌逐滴添加0.77g二亚乙基三胺水性溶液(0.77g二亚乙基三胺，在1.73g水中)。将该分散体加热，并且在约50℃下保持4小时。当温度冷却至约30℃时，添加佐剂，例如稳定剂(1.69g氯化钙，0.70g硝酸钠)、增稠剂(2％黄原胶，0.67g)、防冻剂(1.60g丙二醇)。添加pH调节剂(盐酸36％-38％)以保持pH在6-9。
在以下表1中进行由环氧树脂交联的聚脲的稳定性比较：
表1
*在实施例32中，在水相中添加交联剂。
实施例34-36
针对异噁草松与乙草胺、甲草胺和异丙甲草胺中任一项的混合物重复实施例2。
实施例37-43
针对以下活性成分重复实施例2：
阿维菌素、二甲戊灵、高效氯氟氰菊酯、多杀霉素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、溴氰菊酯、和氯氰菊酯。

Claims (21)

1.一种组合物，该组合物包含封装在具有壁的微胶囊内的水不混溶性物质或高挥发性物质，该壁包含由环氧树脂聚合物交联的聚脲。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中该水不混溶性物质或高挥发性物质选自异噁草松、阿维菌素、二甲戊灵、高效氯氟氰菊酯、多杀霉素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、溴氰菊酯、氯氰菊酯、乙草胺、甲草胺、异丙甲草胺，及其组合。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中该水不混溶性物质或高挥发性物质是异噁草松。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中该水不混溶性物质或高挥发性物质与由环氧树脂聚合物交联的聚脲的重量比是在从约2:1至约50:1的范围内。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中由环氧树脂聚合物交联的聚脲是通过异氰酸酯、环氧树脂、和多官能胺的反应形成的。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中该环氧树脂具有如下通式：
其中Z是一个较小的数字，并且是一个整数或分数，例如在0到25之间。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中该环氧树脂选自下组，该组由以下各项组成：双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)及其衍生物。
8.根据权利要求5所述的组合物，其中该异氰酸酯选自下组，该组由以下各项组成：对-亚苯基二异氰酸酯、间-亚苯基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、四氯-间-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基二异氰酸酯、二氯二苯基甲烷二异氰酸酯、联苄基二异氰酸酯、联甲苯基二异氰酸酯、二苯醚二异氰酸酯、二甲基二苯基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、4,4',4"-三苯基甲烷三异氰酸酯、异丙基苯α-二异氰酸酯等。
9.根据权利要求5所述的组合物，其中该多官能胺选自下组，该组由以下各项组成：乙二胺、苯二胺、甲苯二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、哌嗪、1,3,5-苯三胺三盐酸盐、2,4,6-三氨基甲苯三盐酸盐、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、聚乙烯亚胺、1,3,6-三氨基萘、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑、三聚氰胺、以及1,4,5,8-四氨基蒽醌。
10.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中该微胶囊壁的聚合物是3％至30％交联的。
11.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中所述微胶囊具有从1微米至50微米的平均尺寸。
12.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中所述微胶囊的聚合物壁的平均厚度是从0.01微米至4微米。
13.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中该组合物包含一种或多种表面活性剂、和/或一种或多种乳化剂、和/或消泡剂、和/或一种或多种防冻剂、和/或一种或多种稳定剂、和/或中和剂。
14.根据任一前述权利要求所述的组合物，该组合物是从以下组分制备的：
多亚甲基多苯基异氰酸酯(“PAPI”)：x摩尔，其中x是从0.1至0.5；
胺封端的环氧树脂：1-x摩尔；
二亚乙基三胺(三官能多胺)：y摩尔，其中y＝0至1.5；
二官能胺(例如乙二胺)：n-y摩尔，其中n等于1至3；
盐酸；1-x摩尔，以将该反应系统中和为pH 6-9。
15.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中该活性化合物是具有除草活性的。
16.一种用于控制植物生长的制剂，该制剂包含根据任一前述权利要求所述的组合物。
17.根据权利要求16所述的制剂，该制剂包含微胶囊的水分散体、悬浮液、或浆液。
18.一种制备微囊化组合物的方法，该方法包含：
(a)提供第一水不混溶性有机相，该有机相包含环氧树脂、活性成分、和多异氰酸酯；
(b)提供水相，该水相包含乳化剂、表面活性剂、和消泡剂；
(c)将该第一水不混溶性有机相分散在该水相中；并且
(d)当添加聚胺时，允许在该有机相和该水相的界面处发生界面聚合反应以形成聚脲壳，将该活性成分封装于其中。
19.一种用于制备微囊化组合物的方法，该方法包含：
(a)在室温下提供水不混溶性有机相，该有机相包含：
(i)悬浮于有机相中胺封端的双酚A二缩水甘油醚的预聚物，
(ii)将多异氰酸酯引入该有机相来形成异氰酸酯封端的双酚A二缩水甘油醚的预聚物，
(iii)待封装的活性成分；
(b)在室温下提供水相，该水相包含：
(i)水、乳化剂、表面活性剂、和消泡剂的溶液；
(c)将该水不混溶性有机相分散在该水相中；
(d)添加多官能聚胺；并且
(e)将该分散体加热并且保持在约40℃至约60℃，优选地在约50℃下，此时将该水不混溶性物质封装在分散的聚脲外壳内，该聚脲胶囊外壳可直接使用，无需进一步分离或纯化；
(f)当将温度从约35℃冷却至约20℃，优选地冷却至约30℃时，添加佐剂，例如pH调节剂、增稠剂、防冻剂。
20.一种在所在地控制植物生长的方法，该方法包含向该所在地施用根据权利要求1-8中任一项所述的组合物或由根据权利要求9-10中任一项所述的方法获得的组合物。
21.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物或由根据权利要求9-10中任一项所述的方法获得的除草剂微胶囊在控制不期望的植物生长中的用途。
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