DE19823252A1 - Wäßrige, agrochemische Wirkstoffe enthaltende Mittel - Google Patents

Wäßrige, agrochemische Wirkstoffe enthaltende Mittel

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Abstract

Beansprucht werden wäßrige, agrochemische Wirkstoffe enthaltende Mittel, die als Dispergatoren oder Emulgatoren eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel (I), DOLLAR F1 in der RO für eine Alkoholkomponente, ausgewählt aus der Gruppe der verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten einwertigen Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen oder Polyolen mit 2 bis 12 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen und R' für Wasserstoff und/oder eine Estergruppe -CO-R'' steht, in der R'' einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest von 5 bis 29 C-Atomen bedeutet, m eine Zahl zwischen 1 und 10 ist und n Null ist oder eine Zahl zwischen 1 und 40 bedeutet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige Mittel, die mindestens einen agrochemischen Wirkstoff und bestimmte alkoxylierte Fettsäureester enthalten, die Verwendung solcher Fettsäureester zur Herstellung von Mitteln, die agrochemische Wirkstoffe enthalten sowie ein Verfahren zum Aufbringen von agrochemischen Wirkstoffen auf Pflanzen.
Zum Schutz von Nutzpflanzen gegen Schädlinge und Unkräuter sind eine Vielzahl von Substanzen bekannt, die aber häufig nur geringe oder keine Wasserlöslichkeit zeigen. Daher werden diese Wirkstoffe häufig in Form von mineralölbasierten Mitteln verkauft. Wegen der damit verbundenen Umweltproblematik, insbesondere wegen der mangelhaften biologischen Abbaubarkeit des Lösungsmittels, wird heutzutage versucht, auf diese Produkte zu verzichten. Die agrochemischen Wirkstoffe werden statt dessen in Form einer wäßrigen Dispersion bzw. Emulsion formuliert und können dann problemlos, z. B. durch Aufspritzen auf die Pflanzen verwendet werden.
Um die unterschiedlichen Wirkstoffe in Wasser zu dispergieren oder emulgieren, sind der Fachwelt eine Vielzahl von Hilfsmitteln bekannt. Um stabile Dispersionen bzw. Emulsionen zu erhalten, müssen bei der Herstellung der Mittel aber häufig sehr hohe Scherkräfte angewendet werden. Außerdem kann es bei großen Temperaturdifferenzen bei der Lagerung und Verwendung der Mittel zu einer Trennung der Emulsion bzw. Dispersion kommen. Häufig werden die Pflanzenschutzmittel auch als Konzentrate verkauft und erst vor Ort auf die gewünschte Verdünnung gebracht. Dabei fehlt es aber häufig an geeigneten maschinellen Hilfsmitteln, wie Hochgeschwindigkeitsmischern, um Mittel in der gewünschten, stabil emulgierten Form zu erhalten.
Die WO 96/22109 beschreibt daher die Verwendung von ethoxylierten Fettsäureestern mit bestimmten HLB-Werten zur Herstellung von Pflanzenschutzmitteln oder pharmazeutischen Zubereitungen. Diese Ester sind biologisch abbaubar und selbstemulgierend. Allerdings weisen Pflanzenschutzmittel, die diese Ester als Emulgatoren enthalten nicht immer eine ausreichende Stabilität, gerade bei hohen Temperaturen auf. Es besteht daher weiterhin Bedarf nach wäßrig formulierten Pflanzenschutzmitteln, die auch bei hohen Temperaturen lagerstabil sind und die sich leicht herstellen lassen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß Mittel, die agrochemische Wirkstoffe enthalten und als Dispergatoren bzw. Emulgatoren bestimmte propoxylierte Fettsäureester, die oben genannten Anforderungen an Stabilität und Handhabbarkeit erfüllen.
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind daher wäßrige Mittel, die wasserunlösliche agrochemische Wirkstoffe enthalten und eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
RO-C2H4O)n(C3H6O)m-R' (I)
in der RO für einen Alkoholrest, ausgewählt aus der Gruppe der verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten einwertigen Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen oder der Polyole mit 2 bis 12 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen steht und R' für Wasserstoff und/oder eine Gruppe -CO-R" steht, in der R" einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen bedeutet, m eine Zahl zwischen 1 und 10 ist und n Null ist oder eine Zahl zwischen 1 und 40 bedeutet.
Die erfindungsgemäßen Mittel können sowohl feste als auch flüssige wasserunlösliche Inhaltsstoffe enthalten. Sie bilden daher sowohl Dispersionen als auch Emulsionen. Im Rahmen dieser Anmeldung werden beide Typen unter dem Begriff Dispersion zusammengefaßt.
Die alkoxylierten Fettsäureester der Formel (I) sind bekannte Substanzen, die beispielsweise in der US 2,678,935, US 3,539,518, US 4,022,808 oder GB 1,050,497 beschrieben werden, deren Offenbarung auch Teil der vorliegenden Anmeldung ist.
Die alkoxylierten Fettsäureester können durch alle dem Fachmann bekannten Methoden hergestellt werden, z. B. durch Veresterung von Fettsäuren mit alkoxyliertem Methanol, wie es die US 3,539,518 beschreibt. Dieses Verfahren ist jedoch mit einigen Nachteilen verbunden, es verläuft zweistufig, die Veresterung dauert sehr lange und die Produkte sind durch die hohen Reaktionstemperaturen gefärbt. Außerdem besitzen solchermaßen hergestellte Fettsäuremethylesterethoxylate nach der Veresterung relativ hohe OH-Zahlen, was für manche Anwendungen problematisch sein kann.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der direkten Umsetzung von Fettsäureestern mit Alkylenoxiden in Gegenwart von Übergangsmetallkatalysatoren, wie in der US 4,022,808 beschrieben.
Vorzugsweise werden die Fettsäurealkylesteralkoxylate aber durch eine heterogen katalysierte Direktalkoxylierung von Fettsäurealkylestern mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an calcinierten bzw. hydrophobierten Hydrotalciten hergestellt. Dieses Syntheseverfahren sind in den Offenlegungsschriften WO 90/13533 und WO 91/15441, deren Offenbarung auch Teil der vorliegenden Anmeldung ist, ausführlich beschrieben. Die dabei entstehenden Produkte zeichnen sich durch eine niedrige OH-Zahl aus, die Reaktion wird einstufig durchgeführt und man erhält hellfarbige Produkte. Die als Ausgangsstoffe dienenden Fettsäurealkylester können sowohl aus natürlichen Ölen und Fetten gewonnen als auch auf synthetischem Wege hergestellt werden.
Die alkoxylierten Fettsäureester enthalten mindestens 1 Mol Propylenoxidgruppen pro Mol Ester. Bevorzugt sind Verbindungen der Formel (I), die pro Mol Ester zwischen 1 und 10 Mol Propylenoxid enthalten. Es ist bevorzugt, daß zusätzlich zu den Propylenoxideinheiten noch zwischen einer und 40 Ethylenoxidgruppen im Molekül enthalten sind. Bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel (I), die zwischen 1 und 30 Mol Ethylenoxid pro Mol Ester enthalten. Bei diesen gemischten Ethylenoxid/Propylenoxid-Addukten können sowohl solche Verbindungen verwendet werden, die mit einer Mischung aus Ethylenoxid und Propylenoxid umgesetzt wurden, aber auch Verbindungen, die in zwei getrennten Schritten mit Ethylenoxid und Propylenoxid umgesetzt wurden.
Werden Verbindungen der Formel (I) eingesetzt, die als Alkoholrest RO Polyole enthalten, so beziehen sich die Angaben zur Menge der Ethylen- bzw. Propylenoxideinheiten (Indizes n und m) immer auf das gesamte Molekül. Die genaue Verteilung der Ethylen- bzw. Propylenoxideinheiten auf die verschiedenen Hydroxylgruppen der Polyole gehorcht aber bekanntermaßen einer vom Syntheseverfahren abhängigen Verteilungen.
Die Fettsäureesterreste -CO-R" enthalten Alkylreste R" mit 5 bis 29 C-Atomen. Als Fettsäurekomponente eignen sich natürliche oder synthetische Fettsäuren, insbesondere geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C6-C30 Fettsäuren, einschließlich technischer Gemische derselben, wie sie durch Fettspaltung aus tierischen und pflanzlichen Fetten und Ölen zugänglich sind, z. B. aus Kokosöl, Palmkernöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Rüböl, Baumwollsaatöl, Fischöl, Rindertalg und Schweineschmalz; spezielle Beispiele sind Capryl-, Caprin-, Laurin-, Laurolein-, Myristin-, Myristolein-, Palmitin-, Palmitolein-, Öl-, Elaidin-, Arachin-, Gadolein-, Behen- und Erucasäure.
Als Alkoholkomponente RO sind geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte einwertige Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen, z. B. Methanol, Ethanol, n- und i- Propanol, n- und i-Butanol, Pentanol, Hexanol, 2-Ethylhexanol und Cyclohexanol geeignet. Als Polyole mit 2 bis 6 C-Atomen können beispielsweise Ethylenglykol, 1,2- Propylenglykol, 1,2-Butylenglykol Glycerin oder Trimethylolpropan und Penthaerythrit verwendet werden.
Grundsätzlich sind alle Hydroxylgruppen der Alkohole mit den Alkoxiden substituiert, allerdings sind nicht alle endständigen Alkoxidreste mit Estergruppen verschlossen. Wird von Polyolen als Alkoholkomponente RO ausgegangen, wie Glycerin oder Ethylenglykol, können die Mittel daher sowohl Verbindungen der Formel (I) enthalten, die durch Umsetzung der Vollester als auch der Partialester mit Alkoxiden erhalten werden. Es sind aber solche Verbindungen der Formel (I) bevorzugt, bei denen alle Hydroxlygruppen der Alkohole alkoxyliert und weiterhin alle endständigen Alkoxid-Gruppen mit Estergruppen der Formel -CO-R" verschlossen sind. Bei diesen bevorzugten Verbindungen steht der Rest R" in der Formel (I) daher ausschließlich für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen.
In den erfindungsgemäßen Mitteln werden weiterhin vorzugsweise solche alkoxylierten Fettsäureester der Formel (I) eingesetzt, deren Fettsäurekomponente ausgewählt ist aus linearen, unverzweigten C6 bis C18 Fettsäuren und deren Alkoholkomponente Methanol darstellt, wobei diese Ester der Formel (I) vorzugsweise zwischen 1 und 3 Mol Propylenoxid und zwischen 1 und 6 Mol Ethylenoxid pro Mol Ester enthalten. Solche Verbindungen können beispielsweise durch die oben beschriebenen Reaktionen von Palmitin-, Stearin-, Olein-, Linolin- oder Linolensäure Laurin- und Myristinsäure bzw. deren Estern mit Alkoxiden erhalten werden.
Geeignet sind auch alkoxylierte Ester, bei denen als Alkoholkomponente Glycerin verwendet wird und die Fettsäurekomponente ausgewählt wird aus gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten Fettsäuren mit 18 bis 22 C-Atomen und die Ester zwischen 3 und 10 Mol Propylenoxid pro Mol Ester enthalten. Insbesondere bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel (I), die zusätzlich noch zwischen 1 und 30 Mol Ethylenoxid pro Mol Ester enthalten. Derartige Verbindungen können beispielsweise durch Umsetzung von Glycerinestern natürlicher Fettsäuren wie beispielsweise Palm-, Raps- oder vorzugsweise von Ricinusöl mit Ethylenoxid erhalten werden.
Die in den erfindungsgemäßen Mitteln enthaltenen Verbindungen der Formel (I) sind nichtionische Verbindungen, die zusätzlich auch durch ihren HLB-Wert (hydrophilic- lipophilic-balance gemäß der Definition von Griffin; siehe Römpp Lexikon Chemie, 10. Auflage 1997, Seite 1764) charakterisiert werden können. Es sind solche Mittel bevorzugt, die Verbindungen der Formel (I) mit HLB-Werten zwischen 4 und 10 und insbesondere zwischen 5 und 9 enthalten.
Die in den erfindungsgemäßen Mitteln enthaltenen agrochemische Wirkstoffe sind in Wasser bei Raumtemperatur (entspricht 21°C) nicht oder nur wenig löslich. Wenig löslich heißt, daß weniger als 10 Gew.-% in Wasser löslich sind, insbesondere weniger als 1 Gew.-%. Die agrochemischen Mittel können bei Raumtemperatur fest oder flüssig sein. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden unter agrochemischen Wirkstoffen solche Substanzen verstanden, die dem Pflanzenschutz dienen, aber auch Herbizide oder Düngemittel. Unter Pflanzenschutzmittel fallen auch Insektizide, Akarizide, Nematizide, aber auch Repellents oder Rodentizide, Sexuallockstoffe, Säugetier- und Vogelabschreckmittel und Chemosterilantien wie sie z. B. in Chemie der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel, Band 1, Herausgeber: R. Wegeler, Springer- Verlag Berlin, 1970, beschrieben werden. Je nach verwendetem Wirkstoff kann es notwendig sein, die Mittel auf einen bestimmten, für den Wirkstoff optimalen pH-Wert anzupassen.
Die Mittel enthalten mindestens einen wasserunlöslichen agrochemischen Wirkstoff, es sind aber auch Mischungen verschiedener Wirkstoffe möglich. Die erfindungsgemäßen Mittel können den Wirkstoff sowohl in angereicherter Form enthalten, d. h. es handelt sich um Konzentrate mit mehr als 50 Gew.-% bis maximal 90 Gew.-% Wirkstoff. Sie können aber auch in verdünnter Form vorliegen. Bevorzugt sind Mittel, die zwischen 0,1 und 10 Gew.-% an Wirkstoffen, bezogen auf das Gewicht der Mittel, enthalten. Der Wasseranteil der erfindungsgemäßen Mittel liegt vorzugsweise zwischen 10 und 90 Gew.-%.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen enthalten in der Regel nur geringe Mengen an Verbindungen der Formel (I). Üblicherweise liegt deren Gehalt zwischen 0,1 und 15 Gew.-%. Das Mengenverhältnis zwischen den Verbindungen der Formel (I) und den Wirkstoffen liegt vorzugsweise zwischen 1 : 1 und 1 : 100. Besonders bevorzugt sind solche Mittel, bei denen das Gewichtsverhältnis zwischen den Verbindungen der Formel (I) und den Wirkstoffen im Bereich von 1 : 10 bis 1 : 80 und insbesondere im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 5 beträgt.
Neben den Wirkstoffen und den Verbindungen der Formel (I) können die erfindungsgemäßen wäßrigen Mittel noch weitere übliche Inhaltsstoffe und Additive enthalten. Dazu zählen Lösungsmittel, wie Ethlyen- oder Propylenglykole und C1-C6 Alkohole, feste Trägerstoffe, wie Lignin, Lignin-Derivate oder Tone und weitere bekannte Emulgatoren bzw. Dispergatoren. Die Dispersionen können auch zusätzlich noch wasserlösliche agrochemische Wirkstoffe enthalten. Besonders bevorzugt sind jedoch solche Mittel, die ausschließlich Emulgatoren der Formel (I) enthalten und ansonsten keine weiteren Emulgatoren oder Dispergatoren enthalten. Die erfindungsgemäßen Mittel sind auch bei Temperaturen von über 30°C lagerstabil und lassen sich ohne Einwirkung hoher Scherkräfte, beispielsweise durch manuelles Umrühren, herstellen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung betrifft die Verwendung von Verbindungen der Formel (I) zur Herstellung von wäßrigen Mitteln, die wasserunlösliche agrochemische Wirkstoffe enthaltenden, wobei mindestens ein agrochemischer Wirkstoff zusammen mit Verbindungen der Formel (I) in Wasser dispergiert oder emulgiert wird. Die erfindungsgemäßen Mittel bilden sich ohne Anwendung starker Scherkräfte, z. B. durch einfaches Umrühren per Hand. Die Verbindungen der Formel (I) können dazu beispielsweise in flüssiger Form vorgelegt werden. Anschließend wird dann der Wirkstoff zugegeben und diese Mischung in Wasser dispergiert. Werden Verbindung der Formel (I) mit Schmelzpunkten oberhalb der Raumtemperatur eingesetzt, können sie in geschmolzener Form verwendet werden. Es ist aber bevorzugt solche Verbindungen der Formel (I) einzusetzen, die einen Schmelzpunkt unterhalb von 25°C aufweisen. Es ist aber auch möglich zunächst eine Mischung des agrochemischen Wirkstoffs in Wasser herzustellen und diese Mischung anschließend durch Zugabe von Verbindungen der Formel (I) zu emulgieren bzw. dispergieren.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Behandeln von Pflanzen mit agrochemischen Wirkstoffen beansprucht, wobei eine wäßrige Dispersion gemäß der obigen Beschreibung in jeder dem Fachmann bekannten Art auf die Pflanzen aufgebracht wird, insbesondere durch Aufsprühen.
Beispiel
Es wurde ein wäßriges Pflanzenschutzmittel hergestellt indem 50 g des insektiziden Wirkstoffs Allethrin mit der gleichen Menge eines mit 3 Mol Propylenoxid propoxylierten und anschließend mit 30 Mol Ethylenoxids ethoxylierten Rüböls (hergestellt gemäß dem Verfahren der WO 90/13533) vermischt und anschließend mit 900 g Leitungswasser bei Raumtemperatur durch einfaches Umrühren emulgiert wurde. Diese Emulsion war bei einer Lagertemperatur von 40°C länger als 24 Stunden stabil.

Claims (14)

1. Wäßriges Mittel, das mindestens einen wasserunlöslichen agrochemischen Wirkstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel (I) enthält,
RO-(C2H4O)n(C3H6O)m-R' (I)
in der RO für einen Alkoholrest, ausgewählt aus der Gruppe der verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten einwertigen Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen oder der Polyole mit 2 bis 12 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen steht und R' für Wasserstoff und/oder eine Estergruppe -CO-R" steht, in der R" einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen bedeutet, m eine Zahl zwischen 1 und 10 ist und n Null ist oder eine Zahl zwischen 1 und 40 bedeutet.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) R" ausschließlich für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder unge­ sättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen steht.
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) RO für einen Glycerinrest und R" für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 17 bis 21 C-Atomen steht.
4. Mittel nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) n eine Zahl zwischen 1 und 6 und m eine Zahl zwischen 1 und 30 bedeutet.
5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) m eine Zahl zwischen 1 und 3 und n eine Zahl zwischen 1 und 6 bedeutet.
6. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) -CO-R" für einen Ricinolsäurerest und RO für einen Glycerinrest stehen.
7. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) RO für einen Methanolrest und R" für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 17 C-Atomen steht.
8. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formel (I) einen HLB-Wert zwischen 4 und 10 aufweisen.
9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis zwischen den Wirkstoffen und den Verbindungen der Formel (I) zwischen 1 : 1 und 1 : 100 beträgt.
10. Mittel nach einem der Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis zwischen den Wirkstoffen und den Verbindungen der Formel (I) zwischen 1 : 10 und 1 : 80 beträgt.
11. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 10 und 90 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht der Mittel, enthalten.
12. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 0,1 und 10 Gew.-% an Wirkstoffen, bezogen auf das Gewicht der Mittel, enthalten.
13. Verwendung von Verbindungen der Formel (I) gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von wäßrigen, wasserunlösliche agrochemische Wirkstoffe enthaltende Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff und die Verbindungen der Formel (I) mit Wasser dispergiert bzw. emulgiert werden.
14. Verfahren zum Aufbringen von agrochemischen Wirkstoffen auf Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßriges Mittel gemäß Anspruch 1 auf die Pflanzen aufgebracht wird.
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