DE4022880A1

DE4022880A1 - Hochkonzentrierte fluessige duengemittel mit einem gehalt an 1 oder mehr mit 1 oder mehr alkanolamin(en) gebildeten polyborat(en)

Info

Publication number: DE4022880A1
Application number: DE4022880A
Authority: DE
Inventors: Eugen J Dipl Chem Dr Szava
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1992-01-23
Also published as: HU912115D0; HUT61512A; HU210838B

Description

Die Erfindung betrifft hochkonzentrierte flüssige Düngemittel mit einem Gehalt an 1 oder mehr mit 1 oder mehr Alkanolamin(en) gebildeten Polyborat(en) und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Borhaltige Präparate sind in beträchtlicher Anzahl im Handel. Es handelt sich um flüssige, mit Wasser verdünnbare Konzentrate, deren Borgehalt im allgemeinen 8 bis 10 Gew.-% beträgt und deren Wirkstoffe mit aliphatischen Aminen, aliphatischen Polyaminen, aliphatischen Alkoholen, aliphatischen Glykolen, aliphatischen Aminoalkoholen oder deren Gemischen gebildete Polyboratverbindungen sind. Diese konzentrierten borhaltigen Präparate sind für die Textilindustrie als flammenhemmende Imprägniermittel, in Kühlflüssigkeiten als Antioxydantien, als Zusätze für Reinigungs- und Desinfektionsmittel, als Komponenten von Holzkonservierungsmitteln und nicht zuletzt als Bestandteile von landwirtschaftlichen Kunstdüngemitteln wichtig.

Die Rolle der über den Boden wirkenden Kunstdünger wird in neuerer Zeit immer mehr von flüssigen sogenannten Blattdüngern von spezieller Zusammensetzung und mit hohem Wirkstoffgehalt übernommen, weil diese Blattdünger wegen der geringen Aufwandmengen pro Hektar sehr wirtschaftlich sind, denn mit ihnen brauchen nur die bereits vorhandenen Pflanzen behandelt zu werden, und sie werden den weiteren Vorteil haben, daß sie den Boden und damit die Umwelt wesentlich weniger verschmutzen als die über den Boden zugeführten Kunstdünger.

Da diese sogenannten Blattdünger dann wirtschaftlich sind, werden sie die unterschiedlichen pflanzlichen Nährstoffe in hoher Konzentration zusammen, jedoch in einer Form enthalten, bei der sich die Wirkungen nicht gegenseitig vermindern, und ferner wenn sie flüssig sind, das heißt leicht gelöst und mit Wasser auch bei niedrigeren Temperaturen verdünnt werden können, ist es von großer Bedeutung, daß die Blattdünger auch extremen physikalischen, chemischen und physiologischen Anforderungen gerecht werden. Derartige Anforderungen sind zum Beispiel, daß sie auch in verhältnismäßig hoher Konzentration die Pflanzen nicht schädigen dürfen, daß sie mit anderen Wirkstoffen ohne Wirkungseinbuße mischbar sein sollen und daß sie sowohl bei sehr niedrigen Temperaturen als auch bei die Raumtemperatur übersteigenden Temperaturen eine stabile homogene Lösung bilden. Solche Mittel sind aus der US-PS 43 32 609, der DE-OS 26 25 254 und der EU-OS 3 26 247 bekannt, wobei für einige derselben auch der Einsatz als Düngemittel angegeben ist.

So betrifft die US-PS 43 32 609 flüssige Düngemittel mit einem Gehalt an einem aus einem Alkanolamin, insbesondere Monoäthanolamin, oder einem aliphatischen Polyamin mit Borsäure gebildeten Polyborat. Dabei ist angegeben, daß die mit Alkanolaminen gebildeten Polyborate bevorzugt sind, da sie wasserlöslicher sind als die aus den aliphatischen Polyaminen gebildeten Polyborate. Die mit Alkanolaminen gebildeten Polyborate haben bereits vorteilhafte Eigenschaften, wegen welcher sie als Düngemittel in der Landwirtschaft vorteilhaft verwendet werden können. Sie haben aber noch Mängel, wegen welcher ihre Anwendung noch nicht die optimalen Ergebnisse liefert und Einschränkungen unterworfen ist. Das sind insbesondere die immer noch nicht optimale Löslichkeit in Wasser und nicht optimale physikalische Eigenschaften, insbesondere ein immer noch zu niedriger Gefrierpunkt, weswegen eine Anwendung bei tiefen Temperaturen nicht möglich ist.

Aus der EU-PS 3 26 247 geht ein Verfahren, bei welchem Borsäure oder ein Borat in eine Misch- beziehungsweise Reaktionszone, vorzugsweise kontinuierlich oder halbkontinuierlich, eingeführt wird, wobei die Borsäure oder das Borat in Form einer flüssigen Zubereitung mit einem Gehalt an Monoäthanolamin oder einer organischen Polyhydroxyverbindung und gegebenenfalls Wasser zugesetzt wird, bekannt. Am Rande ist auch die Verwendung der so erhaltenen Mittel als Düngemittel erwähnt. Für diese gilt das in bezug auf die US-PS 43 32 609 Gesagte analog.

In der DE-OS 26 25 254 sind hochkonzentrierte, beständige Polyboratlösungen, welche durch Umsetzen von Borsäure mit einem Alkanolamin oder einem aliphatischen Polyamin oder einem Gemisch derselben erhalten werden, beschrieben. Eine Anwendung dieser Mittel in der Landwirtschaft ist nicht erwähnt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hochkonzentrierte flüssige Düngemittel mit einem Gehalt an 1 oder mehr mit 1 oder mehr Alkanolamin(en) gebildeten Polyborat(en) in Lösung und gegebenenfalls 1 oder mehr Konfektionierungsmittel(n), welche an die Pflanzen einen höheren Borgehalt als die bekannten Düngemittel liefern und bessere physikalische Eigenschaften, insbesondere einen niedrigeren Gefrierpunkt, als diese aufweisen, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen.

Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung erreicht.

Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt, daß bei vollständigem oder teilweisem Ersatz des Monoäthanolaminteiles der bekannten Polyborate durch (einen) Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanolteil(e) die obige Aufgabe gelöst werden kann, indem als Düngemittel überlegene Polyborate erhalten werden.

Dies ist insbesondere deswegen überraschend, weil der Fachmann annehmen mußte, daß bei Einbau von hydrophoben Alkylgruppen in das Monoäthanolamin Polyborate mit geringerer Wasserlöslichkeit erhalten würden. Dies um so mehr, als nach der US-PS 43 32 609 aliphatische Polyamine, die ja auch weniger hydrophil sind als Monoäthanolamin, eine geringere Wasserlöslichkeit zeigen.

Gegenstand der Erfindung sind daher hochkonzentrierte flüssige Düngemittel mit einem Gehalt an 1 oder mehr mit 1 oder mehr Alkanolamin(en) gebildeten Polyborat(en) in Lösung in Wasser und gegebenenfalls 1 oder mehr üblichen Konfektionierungsmittel(n), welche dadurch gekennzeichnet sind, daß das beziehungsweise die Alkanolamin(e)

a) 1 oder mehr Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanol(e) mit 1 oder 2 Kohlenstoffatom(en) in der beziehungsweise jeder Alkylgruppe und gegebenenfalls
b) Monoäthanolamin

ist beziehungsweise sind.

In diesen Düngemitteln wird überraschenderweise in den behandelten Pflanzen ein höherer Borgehalt erreicht als in den Polyborat-Düngemitteln des Standes der Technik. Deswegen und dabei speziell infolge der stärkeren und schnelleren Resorption in den Pflanzenzellen sind die erfindungsgemäßen Düngemittel physiologisch wirksamer als die bekannten Polyborat-Düngemittel. Ferner ist der Erstarrungspunkt (Schmelzpunkt) der Monoalkyl- und/oder Dialkylaminotetanole viel tiefer als der des des bisher für am geeignetsten erachteten Monoäthanolamines und damit liegen auch die Erstarrungspunkte der Polyborate der ersten ebenfalls niedriger als der des letzteren.

In der folgenden Tabelle I sind die Erstarrungspunkte von Monoalkyl- und Dialkylaminoäthanolen, mit welchen Polyborate von erfindungsgemäßen Düngemitteln gebildet sein können, und von Monoäthanolamin, Diäthanolamin und Triäthanolamin, mit welchen ohne die ersteren Polyborate von Düngemitteln des Standes der Technik gebildet sein können, als Vergleichssubstanzen zusammengestellt.

Tabelle I

Der niedrigere Erstarrungspunkt hat den Vorteil, daß auch bei Lagerung bei tiefen Temperaturen keine Kristallabscheidung eintritt. Kristallsedimente müßten nämlich vor der Verwendung geschmolzen werden, was einen beträchtlichen Zeit- und Arbeitsaufwand bedeuten würde. Die erfindungsgemäßen Düngemittel können wegen ihres niedrigen Erstarrungspunktes auch kalt gelagert werden.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Düngemittel sind ihre bessere Verträglichkeit mit anderen Kunstdüngerwirkstoffen.

Die mit Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanolen und gegebenenfalls zusätzlich Monoäthanolamin gebildeten Polyborate der erfindungsgemäßen Düngemittel sind stabile flüssige Verbindungen.

Vorteilhaft sind in a), soweit mehrere Alkylgruppen vorliegen, diese gleich.

Beispiele für Monoalkyl- und Dialkylaminoäthanole, mit welchen Polyborate von erfindungsgemäßen Düngemitteln gebildet sein können, sind Monomethylaminoäthanol, Dimethylaminoäthanol, Monoäthylaminoäthanol und Diäthylaminoäthanol.

Vorteilhaft betragen in dem beziehungsweise den Polyborat(en) die Molverhältnisse der Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanolreste [aus a) gebildete Molekülteile] und gegebenenfalls Monoäthanolaminreste [aus b) gebildete Molekülteile] zu den Borsäureresten 1 : 1 bis 1 : 4. Vorzugsweise betragen diese Molverhältnisse 1 : 2,5 bis 1 : 3,5.

Es ist auch vorteilhaft, daß in dem beziehungsweise den Polyborat(en) die Gewichtsverhältnisse der Monoäthanolaminreste [aus a) gebildete Molekülteile] zu den Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanolresten [aus b) gebildete Molekülteile] bis 3 : 1 betragen.

Zweckmäßig enthalten die erfindungsgemäßen Düngemittel das beziehungsweise die erfindungsgemäße(n) Polyborat(e) in Mengenanteilen von 5 bis 95 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Düngemittel können unverdünnt oder mit Wasser verdünnt und/oder zusammen mit 1 oder mehr üblichen Konfektionierungsmittel(n) vorliegen.

Sie können neben dem beziehungsweise den Polyborat(en) auch 1 oder mehr andere(n) wasserlösliche(n), flüssige(n) Düngemittel und/oder Pflanzenwuchsregler, wie NPK-Lösungen und/oder ammoniakalische chelierte Mikronährstofflösung(en) enthalten.

Zweckmäßige Aufwandmengen der erfindungsgemäßen Düngemittel sind 50 bis 200 g, vorzugsweise 75 bis 150 g Bor/ha.

Besonders zweckmäßig ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Düngemittel auf die Pflanzenblätter.

Die erfindungsgemäßen Düngemittel können in der Landwirtschaft, Gartenwirtschaft und Forstwirtschaft verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Düngemittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß 1 oder mehr Monoalkylamino- und/oder Dialkylaminoäthanol(e) [a)] und gegebenenfalls Monoäthanolamin [b)] mit Borsäure oder einem borsauren Salz bei 5 bis 100°C in Gegenwart oder Abwesenheit von Wasser oder einem wäßrigen Medium, gegebenenfalls unter Rühren, umgesetzt wird beziehungsweise werden, worauf mit Wasser verdünnt und/oder mit 1 oder mehr üblichen Konfektionierungsmittel(n) versetzt wird.

Zweckmäßig wird die genannte Umsetzung bei 10 bis 95°C, insbesondere 10 bis 80°C, durchgeführt.

Ferner ist es zweckmäßig, die Umsetzung bis zur Erreichung einer homogenen Lösung durchzuführen.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 Herstellung von Monoalkyl- und Dialkylamino äthanol-Polyboraten

a) Es wurden in ein mit einem Rührer versehenes Reaktionsgefäß 24,6 Gew.-Teile 2-(Methyl)-aminoäthan- 1-ol (Monomethylaminoäthanol), 18,2 Gew.-Teile ionenfreies Wasser und 57,2 Gew.-Teile Borsäure eingebracht. Das Reaktionsgemisch wurde bei 10 bis 80°C so lange gerührt, bis sich die Borsäure völlig gelöst hatte. Durch die Reaktionswärme wurde die Umsetzung nicht negativ beeinflußt, sondern im Gegenteil das Lösen der Borsäure gefördert. Im Falle des Erwärmens des Reaktionsgemisches dauerte der Lösungsvorgang nur einige Minuten. Die so erhaltene homogene Lösung hatte einen Borgehalt von 10 Gew.-% und das Molverhältnis von Borsäure zu 2-(Methyl)-aminoäthan-1-ol betrug 3 : 1.
Analog wurden aus den folgenden Ausgangssubstanzen Monoalkyl- und Dialkylaminoäthanol-Polyborate hergestellt:
b) 57,2 Gew.-Teile Borsäure, 27,8 Gew.-Teile 2-(Di methylamino)-äthan-1-ol und 15 Gew.-Teile Wasser.
c) 57,2 Gew.-Teile Borsäure, 27,8 Gew.-Teile 2-(Äthyl amino)-äthan-1-ol und 15 Gew.-Teile Wasser.
d) 57,2 Gew.-Teile Borsäure, 36,45 Gew.-Teile 2-(Di äthylamino)-äthan-1-ol und 6,35 Gew.-Teile Wasser.

Alle erhaltenen Lösungen hatten einen Borgehalt von 10 Gew.-% und das Molverhältnis von Borsäure zu Monoalkyl- beziehungsweise Dialkylaminoäthanol betrug 3 : 1.

Beispiel 2 Herstellung von Mono- und Dialkylamino äthanol/Monoäthanolamin-Polyboraten

Diese wurden in der Weise hergestellt, daß verschiedene Monoalkyl- und Dialkylaminoäthanole in Mischung mit Monoäthanolamin in verschiedenen Mengenanteilen mit Borsäure umgesetzt wurden.

a) 9,5 Gew.-Teile Monoäthanolamin
12,3 Gew.-Teile 2-(Äthyl)-aminoäthan-1-ol
21,0 Gew.-Teile ionenfreies Wasser
57,2 Gew.-Teile Borsäure

Die Herstellung erfolgte auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise.

b) 15,2 Gew.-Teile Monoäthanolamin
5,6 Gew.-Teile 2-(Dimethylamino)-äthan-1-ol oder 2-(Monoäthylamino)-äthan-1-ol
22,0 Gew.-Teile ionenfreies Wasser
57,2 Gew.-Teile Borsäure

Die Herstellung erfolgte auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise.

In den erhaltenen Verbindungen betrug das Molverhältnis von Borsäure zu organischen Aminen 3 : 1 und der Borgehalt 10 Gew.-%.

Versuchsergebnisse

A)

Physikalische Eigenschaften (Gefrierpunkt und Viskosität) von erfindungsgemäßen Düngemitteln

Tabelle II

Aus der obigen Tabelle II geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Düngemittel niedrigere Gefrierpunkte haben und weniger viskos sind als das bekannte Düngemittel.

B) Biologische Wirkung von erfindungsgemäßen Düngemitteln

Die Untersuchungen erfolgten auf folgende Weise. In borarmen Sandboden, der die übrigen erforderlichen Nährelemente in ausreichender Menge enthielt, wurde Salat gesät. 10 Tage nach dem Auflaufen wurden die Pflanzen mit einer 0,25- beziehungsweise 0,5gew.-%igen wäßrigen Lösung der Polyborate blattgedüngt, wobei die Aufwandmenge an Bor jeweils 75 beziehungsweise 150 g Bor/ha entsprach. 3 Tage nach der Behandlung wurden die Salatblätter geerntet, getrennt voneinander getrocknet und dann ihr Borgehalt bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

Aus der obigen Tabelle III geht hervor, daß der Borgehalt der mit den erfindungsgemäßen Düngemitteln behandelten Pflanzen viel höher ist als der der mit den Vergleichsdüngemitteln behandelten.

Claims

1. Hochkonzentrierte flüssige Düngemittel mit einem Gehalt an 1 oder mehr mit 1 oder mehr Alkanolamin(en) gebildeten Polyborat(en) in Lösung in Wasser und gegebenenfalls 1 oder mehr üblichen Konfektionierungsmittel(n), dadurch gekennzeichnet, daß das beziehungsweise die Alkanolamin(e)

ist beziehungsweise sind.

2. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in a), soweit mehrere Alkylgruppen vorliegen, diese gleich sind.

3. Düngemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem beziehungsweise den Polyborat(en) die Molverhältnisse der Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanolreste [aus a) gebildete Molekülteile] und gegebenenfalls Monoäthanolaminreste [aus b) gebildete Molekülteile] zu den Borsäureresten 1 : 1 bis 1 : 4 betragen.

4. Düngemittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem beziehungsweise den Polyborat(en) die Molverhältnisse der Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanolreste [aus a) gebildete Molekülteile] und gegebenenfalls Monoäthanolaminreste [aus b) gebildete Molekülteile] zu den Borsäureresten 1 : 2,5 bis 1 : 3,5 betragen.

5. Düngemittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem beziehungsweise den Polyborat(en) die Gewichtsverhältnisse der Monoäthanolaminreste [aus b) gebildete Molekülteile] zu den Monoalkyl- und/oder Dialkylaminoäthanolresten [aus a) gebildete Molekülteile] bis 3 : 1 betragen.

6. Düngemittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie das beziehungsweise die Polyborat(e) in Mengenanteilen von 5 bis 95 Gew.-% enthalten.

7. Verfahren zur Herstellung der Düngemittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 oder mehr Monoalkylamino- und/oder Dialkylaminoäthanol(e) [a)] und gegebenenfalls Monoäthanolamin [b)] mit Borsäure oder einem borsauren Salz bei 5 bis 100°C in Gegenwart oder Abwesenheit von Wasser oder einem wäßrigen Medium, gegebenenfalls unter Rühren, umsetzt, worauf man gegebenenfalls mit Wasser verdünnt und/oder mit 1 oder mehr üblichen Konfektionierungsmittel(n) versetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei 10 bis 95°C durchführt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bis zur Erreichung einer homogenen Lösung durchführt.