КОНЦЕНТРАТ ПЕСТИЦИДНОЙ СУСПЕНЗИИ И КОМПОЗИЦИЯ УДОБРЕНИЯ С НИМ
PESTICIDE SUSPENSION CONCENTRATE AND FERTILIZER COMPOSITION WITH IT

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычная сельскохозяйственная практика включает внесение концентрированной смеси удобрений на целевые растения и семена. Концентрированная смесь удобрений, полученная путем смешивания концентрата суспензии пестицида с концентрированным удобрением, обычно представляет собой жидкость, содержащую суспендированные пестициды в жидкой фазе, и не требует дальнейшего разбавления водой. В частности, в последние годы стало популярным распыление жидких припосадочных удобрений (названных так потому, что они часто вносятся одновременно с посевом семян в почву) с суспендированными пестицидами. В этой практике концентрат суспензии, содержащий пестицид, добавляют к раствору жидкого припосадочного удобрения в резервуаре непосредственно перед внесением удобрения с суспендированными пестицидами. Конечная смесь удобрения (удобрение с суспендированным пестицидом) обычно содержит около 1-5% концентрата суспензии и около 99-95% жидкого припосадочного удобрения. Доступны машины, которые могут за один проход вспахивать борозду, вносить семена в открытую борозду, вносить небольшое количество конечной смеси удобрений рядом с семенами и закрывать борозду для заделки семян. Жидкое припосадочное удобрение обеспечивает необходимые питательные вещества для роста молодого растения, в то время как пестицид, обычно инсектицид или инсектицид плюс фунгицид, обеспечивает защиту от насекомых и грибков, повреждающих корни. Добавление пестицидов в концентрированные удобрения, отличные от жидких припосадочных удобрений, также является обычным явлением, потому что внесение удобрений вместе с пестицидами может сэкономить время.
Водорастворимые удобрения являются солями и электролитами. Концентрированные растворы удобрений являются растворами с высоким содержанием электролита и высокой ионной силой, и присутствующие в них молекулы воды в основном связаны ионами электролита. Ионная сила зависит от концентрации и зарядов ионов.
Удобрение 10-34-0 (10% N, 34% P, 0% K) считается припосадочным удобрением и имеет самую высокую ионную силу среди обычных удобрений, поскольку оно содержит около 56% полифосфата аммония, растворенного в воде. Иногда в удобрение 10-34-0 добавляют микронутриенты, но количество микронутриентов настолько мало, что их присутствие не влияет на свойства удобрения 10-34-0. Известно, что очень трудно растворить или диспергировать другие соединения в удобрении 10-34-0. Например, известны концентраты суспензий пестицидов в воде, которые содержат соединения, которые можно комбинировать с некоторыми другими удобрениями. Однако большинство коммерчески доступных концентратов суспензий вызывают немедленное образование хлопьев после добавления в удобрение 10-34-0. Образование хлопьев препятствует равномерному и последовательному нанесению удобрений и пестицидов на растения и/или семена. Таким образом, существует потребность в концентрате суспензии пестицидов, который является стабильным и который может быть смешан с концентрированным жидким удобрением, таким как удобрение 10-34-0, для создания стабильной смеси удобрений, пригодной для опрыскивания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Стабильный концентрат суспензии (КС), который может быть смешан с концентрированным раствором удобрения без образования закупоривающих форсунку частиц, включает сложный эфир фосфорной кислоты, имеющий общую формулу:
z2
z3
2
3
1
2
3
где X выбирают из группы, состоящей из H, катиона и (AO)R; Y выбирают из группы, состоящей из H, катиона и (AO)R; R, R и R являются алкильными углеводородными группами, имеющими 4-11 атомов углерода; AO является алкоксильной группой; и z1, z2 и z3 являются числами 1-4. Концентрат суспензии дополнительно включает нерастворимый в воде твердый пестицид и воду.
Способ включает получение сложного эфира фосфорной кислоты взаимодействием алкоксилированного спирта с одним или более фосфатирующими агентами (например, полифосфорной кислотой и пентоксидом фосфора). Алкоксилированный спирт включает основной спирт, имеющий 4-11 атомов углерода, а также включает, в среднем, 1-4 алкоксгрупп. Способ дополнительно включает объединение сложного эфира фосфорной кислоты с нерастворимым в воде твердым пестицидом и водой для получения концентрата суспензии.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В данном описании описан стабильный концентрат суспензии и способ его получения. В данном описании также описан способ объединения стабильного концентрата суспензии с концентрированным жидким удобрением. Далее, концентрат суспензии считается концентратом суспензии пестицида (КС) до объединения с концентрированным жидким удобрением, и смесь удобрения считается смесью после смешивания КС пестицида с концентрированным жидким удобрением. Концентрат суспензии включает сложный эфир фосфорной кислоты, нерастворимый в воде пестицид и воду. В данном описании также описана стабильная смесь удобрения и способ ее получения и применения, которая включает стабильный концентрат суспензии и концентрированное жидкое удобрение.
Сложный эфир фосфорной кислоты имеет общую формулу:
z2
z3
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
где X выбирают из группы, состоящей из атома водорода (H), катиона и (AO)R; Y выбирают из группы, состоящей из H, катиона и (AO)R; R, R и R являются алкильными углеводородными (насыщенными или ненасыщенными, разветвленными или линейными) группами, имеющими 4-11 атомов углерода; AO является алкоксигруппой; и z1, z2 и z3 являются числами 1-4. В некоторых вариантах описания, R, R и R имеют 6-11 атомов углерода. В других вариантах, R, R и R имеют 9-11 атомов углерода. В одном конкретном варианте, по существу все R, R и R группы, присутствующие в сложном эфире фосфорной кислоты, содержат 10 атомов углерода. В других вариантах, R, R и R группы, присутствующие в сложном эфире фосфорной кислоты, содержат смесь углеродных цепей, имеющих 9, 10 или 11 атомов углерода. В одном варианте, по существу все R, R и R группы являются разветвленными углеводородами (например, изодецилом). Согласно данному описанию, R, R и R группы не содержат арильную группу.
В одном варианте, концентрат суспензии не содержит диспергатор с арильной группой. В одном варианте, концентрат суспензии не содержит фосфат, содержащий полистирильную группу. В одном варианте, концентрат суспензии не содержит полиоксиалкилен полистирилфениловый эфир сложного эфира фосфорной кислоты.
Катионы включают ионы из металлов основной группы (Li, Na и K), аммония и аминов. Амины включают моноамины, полиамины и амидоамины. Не ограничивающими примерами аминов являются моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, алкил C3-C12 амин, диэтилентриамин (ДЭТА), дигликольамин, диметиламинопропиламин (ДМАПА), диметиламин и аминоэтилэтаноламин.
z
2
2
3
2
z1
z1
z1
z
z
z
1
2
3
1
например
например
например
AO группа относится к алкоксигруппе, полученной из алкоксилированного спирта, имеющего общую формулу RO(AO)H. Алкоксигруппой может быть этоксигруппа (EO, -CHCHO-), пропоксигруппа (PO, -CHCHCHO-) или их сочетание (смесь EO и PO групп). Вместе AO и соответствующая углеводородная группа (R, R или R) образуют простую полиэфирную группу. Для целей этой заявки, термин простой полиэфир относится к углеводородной цепи, содержащей две или более простых эфирных связей (, R-O-(AO)-). В предпочтительном варианте, AO является этоксигруппой. Переменная z1 в (AO) (а также z2 и z3) является средним числом повторяющихся алкоксигрупп, присутствующих на моль сложного эфира фосфорной кислоты в каждой группе сложного полиэфира (, RO(AO), X и/или Y). В одном варианте, z1, z2 и z3 независимо имеют значение 1-4, означающее, в среднем, что каждый моль сложного эфира фосфорной кислоты содержит от около одного до около четырех молей алкоксигрупп для каждой присутствующей группы простого полиэфира (1, 2 или 3). Хотя каждая отдельная молекула сложного эфира фосфорной кислоты может содержать менее 1 или более 4 алкоксигрупп на группу сложного полиэфира, все присутствующие молекулы сложного эфира фосфорной кислоты будут содержать в среднем 1-4 алкоксигрупп на группу сложного полиэфира. В некоторых вариантах, z1 (и z2 и/или z3) имеют значение 2-3,5, означающее, в среднем, что каждый моль сложного эфира фосфорной кислоты содержит 2-3,5 молей алкоксигруппы для каждой присутствующей группы сложного полиэфира. В других вариантах, z1 (и z2 и/или z3) имеет значение 2,7-3,3, означающее, в среднем, что каждый моль сложного эфира фосфорной кислоты содержит 2,7-3,3 молей алкоксигруппы для каждой присутствующей группы сложного полиэфира. Если X и/или Y являются (AO)R группами, значения z для каждой (AO) группы не должны быть одинаковыми (, z может быть равно 2 в X группе, но z равно 3 в Y группе). То есть, степень алкоксилирования каждой группы сложного полиэфира (O(AO)R или RO(AO)), присоединенной к атому фосфора, не обязательно является одинаковой.
z2
z2
z3
2
2
3
Каждый моль сложного эфир фосфорной кислоты будет содержать от одного до трех молей групп сложного полиэфира. Если X и Y каждая является H или катионом, сложный эфир фосфорной кислоты содержит одну группу сложного полиэфира, и сложным эфиром фосфорной кислоты является сложный эфир моноалкилфосфорной кислоты (моноэфир). В некоторых молекулах, X является (AO)R и Y является H или катионом. В таких случаях, сложным эфиром фосфорной кислоты является сложный эфир диалкилфосфорной кислоты (диэфир). В других молекулах, X является (AO)R и Y является (AO)R. В этом случае, сложным эфиром фосфорной кислоты является сложный эфир триалкилфосфорной кислоты (триэфир). Каждый из этих эфиров может быть образован в зависимости от способа синтеза, применяемого для получения сложного эфира фосфорной кислоты, что более подробно описано здесь. Сложный эфир фосфорной кислоты в соответствии с данным описанием может содержать смесь молекул моноэфира, диэфира и триэфира. Полагают, что моноэфир обладает наилучшими компатибилизирующими свойствами разных типов сложных эфиров. В некоторых вариантах, по крайней мере, около 60% (массовых) сложного эфира фосфорной кислоты является сложным моноэфиром. Остальные молекулы сложного эфира фосфорной кислоты включают диэфир и триэфир. Для целей этого описания, термин “около” означает в пределах 10% (выше или ниже) указанного значения. В других вариантах, по крайней мере, около 70% (массовых) сложного эфира фосфорной кислоты является моноэфиром. Остальные молекулы сложного эфира фосфорной кислоты включает диэфир и триэфир. В других вариантах, по крайней мере, около 80% (массовых) сложного эфира фосфорной кислоты является моноэфиром. Остальные молекулы сложного эфира фосфорной кислоты включает диэфир и триэфир.
В некоторых вариантах, сложный эфир фосфорной кислоты имеет кислую форму, и не является солью (т.е. ни X группа, ни Y группа не являются катионами).
Концентрат суспензии включает нерастворимый в воде твердый пестицид. Подходящие нерастворимые в воде твердые пестициды включают инсектициды, фунгициды, бактерициды, гербициды, акарициды, нематоциды, антигельминтики и регуляторы роста растений. Инсектициды включают пиретроидные инсектициды и неоникотиноидные инсектициды. Фунгициды включают стробилуриновые фунгициды, анилидные фунгициды и дикарбоксимидные фунгициды. Примеры подходящих инсектицидов включают бифентрин, имидаклоприд, тиаклоприд, ацетамиприд, динотефуран, нитенпирам, тиаметоксам, клотианидин, карбофуран и 1-нафтилметилкарбамат, фипронил и дифлубензурон. Примеры подходящих фунгицидов включают трифлоксистробин, азоксистробин, флуоксастробин, каптан, фенгексамид, тебуконазол, дифеноконазол, манкозеб, миклобутанил, серу, оксихлорид меди, процимидон, цимоксанил, альфа-циперметрин, тиабендазол, карбендазим, хлорталонил, триадимефон и карбонат кальция. Примеры подходящих гербицидов включают атразин, симазин, прометрин, аметрин, тербутрин, тербутилазин, диурон, флуометурон, линурон, тидиазурон, тралкоксидим, метсульфурон-метил, никосульфулрон, дифлуфеникан, триасульфурон, хлорсульфурон, метрибузин и клопиралид. Более одного нерастворимого в воде пестицида может присутствовать в концентрате суспензии. Нерастворимые в воде пестициды обычно имеют температуру плавления более около 40°C. Некоторые нерастворимые в воде пестициды имеют температуру плавления выше около 60°C, и еще другие нерастворимые в воде пестициды имеют температуру плавления выше около 80°C. Нерастворимые в воде пестициды имеют растворимость в воде менее около 5% массовых от общей композиции при 20°C. Некоторые нерастворимые в воде пестициды имеют растворимость в воде менее около 3% массовых к общей композиции при 20°C, и другие нерастворимые в воде пестициды имеют растворимость в воде менее около 1,0% массовых к общей композиции при 20°C.
Концентрат суспензии также включает воду. Присутствие сложного эфира фосфорной кислоты обеспечивает стабильную дисперсию (т.е. концентрат суспензии), в которой суспендирован нерастворимый в воде пестицид. Концентрат суспензии содержит от около 1% массовых до около 15% массовых сложного эфира фосфорной кислоты, от около 4% массовых до около 50% массовых нерастворимого в воде пестицида, и остальное составляет вода (от около 35% массовых до около 95% массовых). В некоторых вариантах, концентрат суспензии содержит от около 3% массовых до около 12% массовых сложного эфира фосфорной кислоты. В других вариантах, концентрат суспензии содержит от около 5% массовых до около 10% массовых сложного эфира фосфорной кислоты. В некоторых вариантах, концентрат суспензии содержит от около 10% массовых до около 40% массовых нерастворимого в воде пестицида.
В некоторых вариантах, концентрат суспензии состоит по существу из сложного эфира фосфорной кислоты, описанного здесь, нерастворимого в воде пестицида и воды.
Сложный эфир фосфорной кислоты, описанный здесь, действует как диспергатор для нерастворимого в воде пестицида в концентрате суспензии, позволяя суспендировать частицы нерастворимого в воде пестицида в воде концентрата суспензии. Хотя некоторые сложные эфиры фосфорной кислоты применяют в качестве адъювантов для улучшения активности пестицидов в растворах удобрения, заявитель неожиданно обнаружил, что сложный эфир фосфорной кислоты, описанный здесь, может применяться для получения стабильного концентрата суспензии нерастворимого в воде пестицида в воде.
Концентрат суспензии может быть получен способами, хорошо известными специалистам в данной области техники. То есть, концентрат суспензии может быть получен смешиванием сложного эфира фосфорной кислоты, нерастворимого в воде пестицида и воды в описанных здесь долях. Компоненты могут быть смешаны вместе без конкретного порядка добавления при температуре окружающей среды (обычно от около 10°C до 30°C, в зависимости от места). Для обеспечивания стабильного концентрата суспензии, концентрат суспензии обычно измельчают с получением среднего размера частиц менее 10 микронов, предпочтительно, менее 5 микронов.
Стабильный концентрат суспензии может включать дополнительные ингредиенты для придания полезных свойств концентрату суспензии и/или смеси удобрения. Например, концентрат суспензии может включать пропиленгликоль в концентрации от около 1% массовых до около 10% массовых. Пропиленгликоль придает морозостойкость концентрату суспензии. Концентрат суспензии может включать пеногаситель в концентрации от около 0,1% массовых до 0,5% массовых. Пеногасители, обычно на основе кремния, служат для предотвращения образования пены во время получения концентрата суспензии. Дополнительные ингредиенты, описанные здесь, могут быть добавлены к концентрату суспензии до, одновременно или после смешивания нерастворимого в воде твердого пестицида с водой и сложным эфиром фосфорной кислоты. Концентрат суспензии также может включать загуститель в концентрации менее около 0,1% массовых. Загуститель включает любое вещество, которое повышает вязкость водной композиции. Загуститель также может стабилизировать и повышать вязкость концентрата суспензии и смеси удобрения, что может быть необходимым, если концентрат суспензии хранят при повышенной температуре. Предпочтительно, загустителем является ксантановая камедь. Обычно загуститель добавляют в концентрат суспензии после измельчения и смешивают до полного образования вязкости. В других концентратах суспензий (вне данного описания), концентраты суспензий обычно требуют, по крайней мере, 0,2% массовых загустителя в составах для обеспечивания достаточной стабильности при хранении. Однако, как показано здесь в примерах, концентраты суспензий в соответствии с данным описанием могут быть стабилизированы со всего 0,05% массовых ксантановой камеди, если применяют сложный эфир фосфорной кислоты в соответствии с данным изобретением. Так как водные загустители обычно не совместимы с концентрированными жидкими удобрениями, их концентрация должна быть ограничена так низко, как возможно. Например, если концентрация ксантановой камеди в концентрате суспензии составляет 0,2% массовых или выше, после добавления концентрата суспензии к удобрению 10-34-0, ксантановая камедь высаливается (т.е. разделяются фазы) в закупоривающие форсунку частицы. Концентрат суспензии, описанный здесь, требует меньше ксантановой камеди, если присутствует, предотвращая и/или снижая образование закупоривающих форсунку частиц. Концентрат суспензии также может включать неорганические соли, такие как полифосфат аммония, активный ингредиент в 10-34-0.
например
например
В некоторых вариантах, концентрат суспензии не содержит дополнительные диспергаторы (, полиоксиалкилен полистирилфениловые эфиры сложного эфира фосфорной кислоты) отдельно от сложного эфира фосфорной кислоты, описанного здесь, и не содержит дополнительных растворителей (, диметилсульфоксида и тетраметиленсульфона).
pH концентрата суспензии обычно составляет от около pH 2 до около pH 7. В некоторых вариантах, концентрат суспензии имеет pH от около pH 2 до около pH 5. В других вариантах, концентрат суспензии имеет pH от около pH 2 до около pH 3. Гидроксид калия, гидроксид натрия, гидроксид аммония и другие основания могут быть использованы для увеличения pH концентрата суспензии. В одном варианте, полифосфат аммония, буфер, используется в качестве нейтрализующего агента.
В некоторых вариантах, концентрат суспензии по существу не содержит глину и глинистые минералы. Для целей этого описания, термин “по существу не содержит” означает, что концентрат суспензии содержит менее 1% массовых, более предпочтительно, менее 0,5% массовых, глины и глинистых минералов.
Концентрат суспензии, описанный здесь, остается стабильным в течение некоторого периода времени после получения. Что касается концентрата суспензии, “стабильный” относится к однородной дисперсии нерастворимого в воде пестицида в водной среде (т.е. воде и сложном эфире фосфорной кислоты, с или без растворенного удобрения), в котором никакого видимого разделения или образования хлопьев не наблюдается. Стабильность при хранении определяют как продукт, который имеет менее около 10% стирания (или выцветания) через 2 недели хранения при 54°C. Если возникает разделение, состав должен быть способен к повторному смешиванию в гомогенный концентрат суспензии перемешиванием с низким сдвигом или осторожным помешиванием.
4
2
4
Смесь удобрения, одно из применений концентрата суспензии из описания, включает концентрат суспензии и концентрированное жидкое удобрение. Концентрированное жидкое удобрение может включать удобрение 10-34-0, как описано здесь. Другие подходящие концентрированные жидкие удобрения включают сульфат аммония ((NH)SO/аммосул/AMS/21-0-0/21-0-0-24S), мочевину-нитрат аммония (UAN/32-0-0/URAN-32, доступную от PotashCorp, Northbrook, IL). Смесь удобрения содержит от около 1% массовых до около 10% массовых концентрата суспензии и от около 90% массовых до около 99% массовых концентрированного жидкого удобрения. В некоторых вариантах, смесь удобрения содержит от около 2% массовых до около 7% массовых концентрата суспензии и от около 93% массовых до около 98% массовых концентрированного жидкого удобрения. В одном варианте, удобрение содержит от около 5% массовых концентрата суспензии до около 95% массовых концентрированного жидкого удобрения.
Смесь удобрения получают объединением концентрированного жидкого удобрения с концентратом суспензии в описанных здесь долях. Компоненты могут быть смешаны вместе при температуре окружающей среды (обычно от около 10°C до 30°C, в зависимости от места).
Описанная здесь смеси удобрения остается стабильной в течение некоторого периода времени после ее получения. Что касается смеси удобрения, “стабильная” относится к однородной смеси, в которой не присутствуют никакие видимые частицы, закупоривающие форсунку, или не образуются хлопья. В некоторых вариантах, смесь удобрения остается стабильной при комнатной температуре (25°C) в течение 30 минут после ее получения. В других вариантах, смесь удобрения остается стабильной при комнатной температуре (25°C) в течение двух часов после ее получения. В других вариантах, смесь удобрения остается стабильной при комнатной температуре (25°C) в течение четырех часов после ее получения. В одном варианте, смесь удобрения остается стабильной при комнатной температуре (25°C) в течение шести часов после ее получения. В других вариантах, смесь удобрения остается стабильной при комнатной температуре (25°C) в течение шестнадцати часов после ее получения. В одном варианте, смесь удобрения остается стабильной при комнатной температуре (25°C) в течение двадцати четырех часов после ее получения. Смесь удобрения с более долго стабильностью дает большее время для пользователя для ее распыления. В некоторых случаях, крем, непрозрачный слой, может образоваться в верхней части смеси удобрения. Смесь удобрения считается стабильной, если количество крема составляет менее около 7% (об.) через 24 часа, до тех пор, пока крем можно снова перемешать до исходного гомогенного состояния, осторожно перемешивая.
Как отмечено здесь, способ получения концентрата суспензии включает стадии получения сложного эфира фосфорной кислоты и объединение сложного эфира фосфорной кислоты с нерастворимым в воде твердым пестицидом и водой с получением концентрата суспензии.
например
В некоторых вариантах, сложный эфир фосфорной кислоты получают взаимодействием алкоксилированного спирта с одним или более фосфатирующими агентами (, полифосфорной кислотой и пентоксидом фосфора). Алкоксилированный спирт включает основной спирт, имеющий 9-11 атомов углерода и, в среднем, 1-4 алкоксигрупп. Алкоксилированный спирта может быть куплен или приготовлен алкоксилированием спирта, имеющего 9-11 атомов углерода. В предпочтительном варианте, основным спиртом является изодециловый спирт и алкоксигруппой является этоксилатная группа.
2
x
2
5
Полифосфорная кислота (HO(POOH)H) и/или пентоксид фосфора (PO) может взаимодействовать с алкоксилированным спиртом с получением сложного эфира фосфорной кислоты. Выбор фосфатирующего агента (полифосфорной кислоты, пентоксида фосфора или их сочетания) может определять количество образовавшихся моноэфира, диэфира и триэфира. В случаях, когда только полифосфорную кислоту применяют в качестве фосфатирующего агента, полученный сложный эфир фосфорной кислоты преимущественно является моноэфиром с небольшими количествами (менее около 10%) диэфира. Если применяют полифосфорную кислоту, остатки неорганического фосфата, такие как ортофосфорная кислота, будут присутствовать в сложном эфире фосфорной кислоты. Если пентоксид фосфора применяют в качестве фосфатирующего агента, и отношение фосфатирующего агента к алкоксилированному спирту составляет около 1:3, образуются приблизительно равные количества моноэфира и диэфира, и сложный эфир фосфорной кислоты содержит меньшие количества остатков неорганического фосфата. Если относительную концентрацию алкоксилированного спирта повышают, образуется больше диэфира. Если относительную концентрацию алкоксилированного спирта снижают, образуется больше моноэфира. Было замечено, что сочетания полифосфорной кислоты и пентоксида фосфора в качестве фосфатирующего агента дают более эффективный сложный эфир фосфорной кислоты, чем только полифосфорная кислота или только пентоксид фосфора. Нейтрализация продукта реакции алкоксилированного спирта и фосфатирующего агента также может быть проведена с применением неорганического основания.
В описании также представлен способ получения смеси удобрения, который включает объединение концентрата суспензии, описанного здесь, с концентрированным жидким удобрением с получением смеси удобрения.
Примеры
Пример 1. Получение алкоксилированного спирта
2
Exxal™ 10 (600,0 г, 3,89 молей, Мм=155,78 г/моль) (доступный от ExxonMobile Chemical Company, Spring, TX) и KOH (4,5 г, 0,4% масс., водн. 45%) загружают в реактор Парра (2 л) и нагревают до 160°C при орошении N (4 слм) в течение двух часов. Было обнаружено, что влажность Exxal 10 составляет 0,04% масс. на этой стадии. В реакторе создают давление около 15 ф./кв.д.изб. азота и хранят в этом реакторе. Затем этиленоксид подают на вес так, что давление составляет 40 ф./кв.д.изб. при 160-61°C. После добавления этиленоксида (500,0 г, 2,92 молей) в течение одного часа, реакционную смесь переваривают при 160°C в течение одного часа. Образец отбирают на этой стадии для анализа значения гидроксила. Затем реакционную смесь охлаждают до 65°C продуванием азотом в течение одного часа, и продукт выгружают. Массовое соотношение показано в таблице 1.
Таблица 1: Массовое соотношение
<b>Материалы вх.</b>
Масса (г)
Exxal™ 10
606,0
KOH (водн. 45%)
4,5
Этиленоксид
500,0
Всего
1110,5
<b>Материалы исх.</b>
Exxal 10+3 EO
1082,0
Отобранный образец
28,0
Потеря продукта
0,5
Всего
1110,5
Пример 2. Получение сложного эфира фосфорной кислоты
11,9 кг продукта этоксилата спирта из примера 1 добавляют в 20 л реактор, и температуру реактора повышают до 55°C под азотом. 3,443 кг полифосфорной кислоты (115%) добавляют в реактор в течение трех часов. Затем переваривают при 65°C в течение трех часов. 570 г пентоксида фосфора добавляют в реактора в течение 45 минут, при этом температура остается 65°C. Затем температуру повышают до 75°C в течение двух часов. Реактор выдерживают при 75°C-78°C в течение пяти часов, затем выгружают 15,8 кг продукта сложного эфира фосфорной кислоты.
Продукт сложного эфира фосфорной кислоты имеет сильную кислотность 2,954 мэкв./г и общую кислотность 5,666 мэкв./г. ЯМР анализ продукта сложного эфира фосфорной кислоты показан в таблице 2.
Таблица 2. ЯМР анализ продукта сложного эфира фосфорной кислоты
% масс.
Моноэфир
69,8
Диэфир
9,6
Пирофосфаты
11,2
Свободная фосфорная кислота
5,7
Непрореагировавший спирт
3,8
Пример 3. Сравнение различных сложных эфиров фосфорной кислоты в концентратах суспензий и смесях удобрения
Действие похожих сложных эфиров фосфатов в концентратах суспензий и смесях удобрения сравнивают. Смесь удобрения получают смешиванием концентрата суспензии (не полностью оптимизированного) с концентратом удобрения 10-34-0. Концентраты суспензий не полностью оптимизируют для лучшей оценки стабильности и эффективности (абсолютной и относительной) разных сложных эфиров фосфорной кислоты.
Концентраты суспензий получают с применением множества пестицидов, сложного эфира фосфорной кислоты из примера 2 и трех других сложных эфиров фосфорной кислоты: Phospholan PH-115 (разветвленный C10 (2-пропиловый спирт)-5 EO сложный эфир фосфорной кислоты), Phospholan PH-118 (разветвленный C10 (2-пропиловый спирт)-8 EO сложный эфир фосфорной кислоты) и Phospholan PS-131 (разветвленный C13-6 EO сложный эфир фосфорной кислоты, все доступны от Nouryon). Также применяют Agnique DFM 111S (пеногаситель на основе кремния) и воду. Каждый концентрат суспензии получают с концентрациями, показанными в таблице 3. Все ингредиенты загружают в химический стакан подходящего размера и гомогенизируют с применением верхнего гомогенизатора при 9000-12000 об./мин в течение 3-5 минут.
Таблица 3. Композиции концентрата суспензии
Компонент
% масс.
Пестицид
30
Сложный эфир фосфорной кислоты/диспергатор
8
Agnique DFM 111S
0,20
Деионизированная вода
61,80
В таблице 4 показаны результаты стабильности для каждого концентрата суспензии через 24 часа хранения. Каждый концентрат суспензии хранят при комнатной температуре (25°C). Стабильность оценивают помещением 100 мл каждого концентрата суспензии в 100 мл мерный цилиндр и визуальным наблюдением количества разделения фаз, обесцвечивания и образования хлопьев.
Таблица 4. Стабильность концентрата суспензии
Пестицид
Пример 2Сложный эфир фосфорной кислоты
PhospholanPH-115
PhospholanPH-118
PhospholanPS-131
Бифентрин
Менее 8% обесцвечивания; нет образования хлопьев
Менее 8% обесцвечивания; нет образования хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
Имидаклоприд
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
Клотиандин
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
Каптан
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
Азоксистробин
Менее 8% обесцвечивания; нет образования хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
Трифлоксистробин
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
20% или более обесцвечивания; видимое образование хлопьев
Фенгексамид
Менее 8% обесцвечивания; нет образования хлопьев
Менее 8% обесцвечивания; нет образования хлопьев
8-15% обесцвечивания; незначительное или отсутствие образования хлопьев
Менее 8% обесцвечивания; нет образования хлопьев
Несмотря на их похожий химический состав, сложный эфир фосфорной кислоты из примера 2 демонстрирует улучшенную стабильность концентрата суспензии по сравнению с другими. Это позволяет предположить, что сложный эфир фосфорной кислоты из примера 2 дает более стабильный концентрат суспензии.
Концентраты суспензий, полученные и описанные в таблице 3, применяют для получения смесей удобрения. Каждая полученная смесь удобрения содержит 5% массовых концентрата суспензии и 95% массовых удобрения 10-34-0. Смеси удобрения получают добавлением концентрата суспензии и жидкого удобрения в стандартную пробирку (мерный цилиндр) и переворачиванием пробирки 20 раз.
В таблице 5 представлены результаты стабильности для каждой из смесей удобрения через 30 минут хранения. Каждую смесь удобрения хранят при комнатной температуре (25°C). Стабильность оценивают визуальным наблюдением количества разделения фаз, обесцвечивания и образования хлопьев каждой смеси удобрения в ее пробирке.
Таблица 5. Стабильность смеси удобрения и сравнение различных сложных эфиров фосфорной кислоты
Пестицид
Пример 2Сложный эфир фосфорной кислоты
PhospholanPH-115
PhospholanPH-118
PhospholanPS-131
Бифентрин
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Полное разделение фаз
Имидаклоприд
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Полное разделение фаз
Полное разделение фаз
Клотиандин
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Полное разделение фаз
Полное разделение фаз
Каптан
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Полное разделение фаз
Азоксистробин
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Полное разделение фаз
Трифлоксистробин
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Стабильная однородная дисперсия; нет образования хлопьев
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Полное разделение фаз
Фенгексамид
Видимое разделение фаз; некоторое образование хлопьев
Полное разделение фаз
Полное разделение фаз
Полное разделение фаз
Несмотря на похожий химический состав сложных эфиров фосфорной кислоты, смеси удобрения, полученные с применением концентратов суспензий сложного эфир фосфорной кислоты из примера 2, демонстрируют улучшенную стабильность по сравнению с теми, в которых применяют другие диспергаторы.
Пример 4. Получение концентратов суспензий и смесей удобрения и сравнение с коммерческими продуктами
Получают концентраты суспензий, содержащие бифентрин и три разных диспергатора. Каждый концентрат суспензии получают в концентрациях, показанных в таблице 6, и обрабатывают с применением Eiger Mini Motormill M100. Три диспергатора включают Crodafos™ D4A-LQ (дециловый сложный эфир фосфорной кислоты с 5-6 EO, доступный от Croda International Plc, United Kingdom) и Multitrope™ 1214-LQ (дециловый сложный эфир фосфорной кислоты с 4-5 EO, доступный от Croda) и сложный эфир фосфорной кислоты из примера 2. Kelzan S является продуктом ксантановой камеди (доступным от CPKelco, Atlanta, GA).
Таблица 6. Композиции концентрата суспензии
Компонент
% масс.
Бифентрин
17,5
Деионизированная вода
69,15
Пропиленгликоль
5
Agnique DFM 111S
0,3
Диспергатор
8
Kelzan S
0,05
Стабильность при хранении каждого концентрата суспензии оценивают. Каждый концентрат суспензии применяют для получения смеси удобрения. Каждая полученная смесь удобрения содержит 5% массовых концентрата суспензии и 95% массовых удобрения 10-34-0. В таблице 7 представлены результаты стабильности для концентратов суспензий и смесей удобрения. Каждый концентрат суспензии и смесь удобрения хранят при комнатной температуре (25°C). Стабильность оценивают визуальным наблюдением количества разделения фаз, обесцвечивания и образования хлопьев каждого концентрата суспензии и смеси удобрения.
Таблица 7. Стабильность концентрата суспензии и смеси удобрения
Диспергатор
Стабильность при хранении КС
Смесь удобрения
2 недели при 54°C
30 минут
60 минут
2 часа
4 часа
24 часа
Пример 2Сложный эфир фосфорной кислоты
Нет разделе ния фаз
Глянцевая стабиль ная дисперсия
Глянцевая стабиль ная дисперсия
Глянцевая стабиль ная дисперсия
Глянцевая стабильная дисперсия
Стабильная дисперсия
Crodafos™ D4A-LQ
40% раз деление фаз
Полное разделе ние фаз
Полное разделе ние фаз
Полное разделе ние фаз
Полное разделение фаз
Полное разделение фаз
Multitrope™ 1214-LQ
Полное разделе ние фаз
Глянцевая стабиль ная дисперсия
Глянцевая стабиль ная дисперсия
Глянцевая стабиль ная дисперсия
Незначительное образование хлопьев, прозрачная на дне
Полное разделение фаз
Crodafos™ D4A-LQ и Multitrope™ 1214-LQ вводят как имеющие хорошие свойства переносимости электролита. Несмотря на похожий химический состав дспергаторов, концентрат суспензии и смесь удобрения, полученные с применением сложного эфира фосфорной кислоты из примера 2, демонстрируют улучшенную стабильность при хранении по сравнению с концентратами суспензий и смесями удобрения, полученными с Crodafos™ D4A-LQ и Multitrope™ 1214-LQ.
Пример 5. Получение различных смесей удобрения
В этом примере концентрат суспензии из примера 4, полученный со сложным эфиром фосфорной кислоты из примера 2 и бифентрином, смешивают с водой и разными концентрированными жидкими удобрениями для оценки стабильности различных смесей удобрения. Каждая полученная смесь содержит 5% массовых концентрата суспензии и 95% массовых жесткой (1000 ч./млн.) воды или концентрированного жидкого удобрения. Применяемыми концентрированными жидкими удобрениями были удобрение AMS, удобрение 10-34-0 и удобрение Uran-32. Смеси получают добавлением концентрата суспензии и воды или жидкого удобрения в стандартную пробирку (мерный цилиндр) и переворачиванием пробирки 20 раз. Через 60 минут хранения при комнатной температуре каждая из смесей не показала видимых признаков разделения фаз или образования хлопьев. Заявитель отметил, что наиболее трудно получить смесь удобрения, если концентрированным жидким удобрением является 10-34-0.
Пример 6. Действие этоксилирования на эффективность сложного эфира фосфорной кислоты
Получают три образца с применением способов из примера 1 и примера 2 для получения производных из Exaal™ 10 сложных эфиров фосфорной кислоты, имеющих 2 EO, 3 EO и 4 EO. Составы концентрата суспензии бифентрина получают с каждым сложным эфиром фосфорной кислоты, и концентраты суспензий смешивают с 10-34-0. Сравнивают свойства суспензии бифентрина в 10-34-0. В таблице 6 показана композиция концентратов суспензий бифентрина.
В таблице 8 ниже показаны данные, собранные при разбавлении концентратов суспензий бифентрина, полученных с каждым сложным эфиром фосфорной кислоты в растворе удобрения 10-34-0 (5% масс./масс.).
Таблица 8: Эффективность разбавления (5% масс./масс. в 10-34-0)
Диспергатор
t=0
t=30 мин
t=60 минут
t=4 часа
Exxal 10 (2 EO) фосфат
глянцевая однородная дисперсия
глянцевая однородная дисперсия
Стабильная однородная дисперсия
Стабильная однородная дисперсия
Exxal 10 (3 EO) фосфат
глянцевая однородная дисперсия
глянцевая однородная дисперсия
Стабильная однородная дисперсия
Стабильная однородная дисперсия
Exxal 10 (4 EO) фосфат
глянцевая однородная дисперсия
глянцевая однородная дисперсия
Образование хлопьев становится видимым
40% разделение фаз
Данные через 4 часа показали, что образцы в интервале 2-3 EO работают лучше, чем с 4 EO. В технической брошюре для Crodafos™ D4A-LQ и Multitrope™ 1214-LQ, указано, что сложный эфир фосфорной кислоты с более высокой степенью этоксилирования дает лучшую переносимость электролита. Однако заявитель обнаружил обратное действие от этоксилирования.
Пример 7. Гидрофобное действие на эффективность сложного эфира фосфорной кислоты
Получают четыре сложных эфира фосфорной кислоты с применением способа из примера 2. Сложными эфирами фосфорной кислоты являются разветвленный C10-3 EO сложный эфир фосфорной кислоты, разветвленный 2-этилгексил-3 EO сложный эфир фосфорной кислоты, Neodol 91-3 EO сложный эфир фосфорной кислоты и линейный C10-3 EO сложный эфир фосфорной кислоты. Полученные диспергаторы на основе сложного эфира фосфорной кислоты были составлены в четыре состава концентрата суспензии бифентрина согласно таблице 6. Концентраты суспензий измельчают на Eiger Mini Motormill M100 при 4000-5000 об./мин в течение 15 минут. Kelzan S добавляют после измельчения партии. Образцы отстаивают в течение ночи и встряхивают снова до разбавления в удобрении 10-34-0. Разбавления делают при 5% масс./масс. в растворе удобрения 10-34-0, и наблюдают в разные интервале времени в течение 24 часов. Результаты показаны в таблице 9.
Таблица 9. Действие гидрофоба на эффективность сложного эфира фосфорной кислоты
КС со сложным эфиром фосфорной кислоты из примера 2
КС с 2EH- 3 EO сложным эфиром фосфорной кислоты
КС с Neodol 91-3 EO сложным эфиром фосфорной кислоты
КС с линейным C10-3 EO сложным эфиром фосфорной кислоты
Стабильность концентрата суспензии
Стабилен 2 недели при 54°C
Разделился в течение ночи
Разделился в течение ночи
Разделился в течение ночи
5% масс./масс. в 10-34-0, 1 час
Стабильная однородная дисперсия
Стабильная однородная дисперсия
Незначительное образование хлопьев
Стабильная однородная дисперсия
5% масс./масс. в 10-34-0, 4 часа
Стабильная однородная дисперсия
Незначительное образование хлопьев
Сильное образование хлопьев
Стабильная однородная дисперсия
5% масс./масс. в 10-34-0, 24 часа
Незначительное образование хлопьев
Сильное образование хлопьев
Сильное образование хлопьев
Незначительное образование хлопьев
Пример 8. Стабильность концентрата суспензии и смеси удобрения - смешанные пестициды
Специалисту в данной области техники известно, что более трудно получить стабильный концентрат суспензии с двумя или более нерастворимыми в воде пестицидами, чем только с одним пестицидом. Концентрат суспензии, имеющий два нерастворимых в воде пестицида, получают с композицией, показанной в таблице 10. Состав концентрата суспензии гомогенизируют в течение нескольких минут с применением гомогенизатора Omni PDH при 12000 об./мин. Гомогенизированный концентрат суспензии смешивают при 5% масс./масс. с удобрением 10-34-0 в эмульсионной пробирке и проводят наблюдения без перемешивания в течение 24 часов. Общая высота жидкости смеси удобрения (100 г) достигает отметки 128 мм в эмульсионной пробирке.
Таблица 10. Композиция и результаты смешанных активных
% масс.
Раствор удобрения 10-34-0
54,05
Вода
10,81
Разветвленный C10-3 EO сложный эфир фосфорной кислоты из примера 2
2,7
Бифентрин
16,22
Азоксистробин
16,22
2 недели при 54°C
Разделения нет
5% масс./масс. разбавление 10-34-0-2 часа
Стабильная однородная дисперсия
5% масс./масс. разбавление 10-34-0-4 часа
Однородная дисперсия (нет образования хлопьев)с ~ 0,5% крема
5% масс./масс. разбавление 10-34-0-6 часов
Однородная дисперсия (нет образования хлопьев)с ~ <1% крема
5% масс./масс. разбавление 10-34-0-24 часа
Однородная дисперсия (нет образования хлопьев)с ~ 7% крема (т.е. ~ 9 мм).
Два концентрата суспензии пестицида были стабильны через 2 недели при 54°C даже при только 2,7% уровне применения сложного эфира фосфорной кислоты из примера 2. Так как состав концентрата суспензии уже содержит большое количество 10-34-0, 5% разбавления состава концентрата суспензии в 10-34-0 было очень простым, и смесь была стабильной (без образования хлопьев). Некоторое количество крема, непрозрачного слоя, начало показываться наверху через 2 часа из-за разницы плотности между водной фазой и диспергированными твердыми фазами. Через 24 часа смесь удобрения с 5% составом концентрата суспензии в 10-34-0 показала ~7% крема сверху, но объем образца был гомогенным (т.е. нет образования хлопьев). Смесь удобрения была способна возвращаться к исходному внешнему виду уже после одного переворачивания эмульсионной пробирки.
Хотя изобретение было описано со ссылкой на примерные варианты, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть внесены различные изменения, и эквиваленты могут быть заменены его элементами без выхода за пределы объема изобретения. Кроме того, множество модификаций может быть сделано для адаптации конкретной ситуации или материала к идеям изобретения, не выходя за пределы его существенного объема. Следовательно, предполагается, что изобретение не ограничивается конкретными раскрытыми вариантами, но что изобретение будет включать все варианты, попадающие в объем прилагаемой формулы изобретения.