微胶囊化的硝化抑制剂组合物制造技术

本申请涉及增强的硝化抑制剂组合物及其在农业应用中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微胶囊化的硝化抑制剂组合物与相关申请的交叉引用本申请要求2014年12月31日提交的美国临时专利申请序列号62/098,974的优先权，将其披露内容整体明确并入本申请中以作参考。
本申请涉及增强的硝化抑制剂组合物，其制备方法，及其在农业应用中的用途。
技术介绍
添加到土壤中的氮肥容易通过许多不需要的生物和化学过程转化，所述过程包括硝化，淋溶，和蒸发。许多这些转化过程降低目标植物可吸收氮的水平。一个这样的过程为硝化，通过该过程某些广泛出现的土壤细菌代谢土壤中的铵态氮，使氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮，这些氮更容易遭受通过淋溶或蒸发从土壤中流失。由于硝化导致可利用的氮减少，因而必需添加较多富含氮的肥料以补充植物可利用的农业活性氮的损失。这些担忧加剧对氮改善管理的需求，以减少额外的与氮肥使用相关的成本。减少硝化的方法包括用农业活性化合物处理土壤，所述农业活性化合物抑制或至少减少土壤中至少一些微生物有助于硝化作用的代谢活性。这些化合物包括(三氯甲基)吡啶，例如三氯甲基吡啶，其已经与肥料组合用作硝化抑制剂，如美国专利3,135,594中所述，将其披露内容整体并入本申请中以作参考。这些化合物有助于保持农用的铵形态的铵态氮(稳定的氮)，从而提高植物生长和作物产量。这些化合物已经与一些植物作物有效使用，所述植物作物包括玉米、高粱和小麦。化合物例如三氯甲基吡啶在土壤中是不稳定的，部分原因是它们非常易挥发。例如，三氯甲基吡啶的蒸气压相对高(2.8×10-3mmHg，在23℃)，因此倾向于挥发，在肥料用三氯甲基吡啶处理之后必须立即施用或以某种方法保护其免受迅速流失。一种方法是向挥发性肥料即无水氨中添加三氯甲基吡啶，其本身必须以减少挥发性活性物质向大气中挥发损失的量的方式添加到土壤中。该方法是有问题的，因为需要使用无水氨，而无水氨是腐蚀性的，其必须注入土壤中。该方法施用三氯甲基吡啶同时使三氯甲基吡啶稳定在土壤表面以下，这是不优选的。该方法不适用于许多的其它肥料类型和标准应用实践例如干肥颗粒，其最经常撒播在土壤表面上。稳定三氯甲基吡啶和减少其损失到大气中的再有其他方法包括：将三氯甲基吡啶施用于土壤表面，然后机械地将其混入土壤中，或通常在三氯甲基吡啶施用之后的8小时内通过浇水使三氯甲基吡啶进入土壤中以减少向大气中的流失。还有另一种方法是使包封的三氯甲基吡啶迅速释放或倾倒释放(dumprelease)。已与木质素磺酸盐一起配制这种包封形式的三氯甲基吡啶，如美国专利4,746,513中披露的，将其披露内容整体并入本申请中以作参考。尽管这些制剂比单一的三氯甲基吡啶挥发性小，但是与干肥相比，这些制剂更适合与液体尿素硝酸铵(“UAN”)或液体粪肥一起使用。虽然三氯甲基吡啶的释放通过包封得到延迟，但胶囊在与水分接触时释放所有的三氯甲基吡啶，从而表现出与现有技术施用方法同样的稳定性和挥发性方面的缺点。另一种使三氯甲基吡啶稳定的方法包括缩聚包封。另外关于该方法的信息可得自美国专利5,925,464中，将其披露内容整体并入本申请中以作参考。这些制剂中的一些使用聚氨酯而不是聚脲来提高三氯甲基吡啶的处理安全性和储存稳定性，从而形成囊壳的一部分。在一些情况下，聚脲微胶囊已经用于制备增强的硝化抑制剂组合物，从而延迟、稳定释放与肥料一起施用的硝化抑制剂。这种包封形式的三氯甲基吡啶披露于美国专利8,377,849和美国专利8,741,805中，将这些专利各自披露的内容整体并入本申请中以作参考。仍然需要提供硝化抑制剂例如(三氯甲基)吡啶，其在田地环境中具有较大的长期稳定性，同时保持未包封的抑制剂的效力水平。尽管上述微胶囊化三氯甲基吡啶的微胶囊含水悬浮液(也称为胶囊悬浮液或"CS")在一定条件下比在水溶液中未包封的三氯甲基吡啶稳定，但已观察到可在三氯甲基吡啶微胶囊悬浮液的水相中形成三氯甲基吡啶晶体。显示在约-5℃至约15℃，更特别地约0℃至10℃(摄氏度)的窄温度范围有利于在三氯甲基吡啶的含水微胶囊悬浮液中形成结晶三氯甲基吡啶。结晶三氯甲基吡啶在散装的微胶囊悬浮液水相中的重量百分比随着时间逐渐增加。取决于如何处理微胶囊悬浮液，水相中存在可测量水平的结晶三氯甲基吡啶可为有后果的或有问题的。如果通过容纳内置筛网的喷雾器的细点喷嘴喷雾悬浮液来施用悬浮液，则在微胶囊悬浮液水相中存在甚至约0.1wt％或以上的结晶三氯甲基吡啶可特别是有问题的。另外，某些商业实施方式的聚脲微胶囊化的硝化抑制剂，例如或(商业实施方式，由DowAgroSciencesLLC出售)受限于活性成分(硝化抑制剂)的量，所述活性成分可微胶囊化和悬浮于水相中，而不使活性成分在水相中结晶。例如，在一些实施方式中，和包含约17wt％至约18wt％的活性成分(三氯甲基吡啶)。活性成分在水相中结晶使活性成分在这些含水胶囊悬浮液中的含量增加受限。一些商业三氯甲基吡啶胶囊悬浮液制剂的活性成分负载量为200g/L，负载量的上限受限于三氯甲基吡啶在溶剂中的溶解度。在本申请的一些本专利技术实施方式中，无需溶剂以使三氯甲基吡啶(和/或其他活性成分)溶解在亲脂相中。在一些实施方式中，披露负载量为至多300g/L三氯甲基吡啶的稳定含水胶囊悬浮液制剂，而无结晶问题。本申请的一些方面包括组合物，其防止和/或减少在现有商业可得三氯甲基吡啶制剂，包括胶囊悬浮液中观察到的晶体形成问题。在硝化抑制组合物中形成晶体可产生包括田地喷雾施用期间过滤器堵塞的问题。在一些情况下，在胶囊悬浮液的液相中形成的晶体为高纯度晶体，包括基本纯的有机硝化抑制剂，例如三氯甲基吡啶。在一些情况下，在现有商业可得制剂中形成高纯度三氯甲基吡啶(99wt％)晶体。在一些情况下，晶体形成取决于制剂储存，发货和/或运输时制剂的温度。在本申请微胶囊悬浮液制剂的一些实施方式中，存在稳定的高负载量农业液体制剂，其包含含有低熔点活性成分的含水微胶囊悬浮液。在一些实施方式中，制备微胶囊悬浮液制剂而不使用有机溶剂溶解低熔点活性成分例如硝化抑制剂，如三氯甲基吡啶，并且可以任选地使用少量聚合物超疏水性物(polymericultra-hydrophobe)制备微胶囊。在一些实施方式中，微胶囊悬浮液制剂可以包括疏水性晶体抑制剂添加剂，从而防止或抑制三氯甲基吡啶晶体形成或生长。在一些实施方式中，制剂提供优越的储存时物理、化学和/或结晶稳定性，和可接受的挥发性，并且有助于施用至土壤时抑制硝化。在本申请披露的微胶囊悬浮液制剂的一些实施方式中，向水相中后添加(即，微胶囊形成之后)疏水性晶体抑制剂添加剂，降低在一定温度储存条件下水相中的晶体形成和/或生长的速率。在一个实施方式中，后添加一种或多种疏水性晶体抑制剂添加剂提供在低温储存条件下优越的晶体生长减少。在一个示例性实施方式中，后添加的疏水性晶体抑制剂添加剂存在于在形成微胶囊之后的制剂的水相中，所述添加剂为芳烃溶剂，其包括至少一种油。本申请中的术语”油”将描述通常与水不混溶的有机溶剂。在一些实施方式中，水相中已经含有三氯甲基吡啶晶体和不含疏水性晶体抑制剂添加剂的微胶囊悬浮液制剂可通过向水相中添加一种或多种疏水性晶体抑制剂添加剂进行处理，并且所得混合物可在环境温度搅拌一段时间，可能为30分钟至5小时，基于微胶囊悬浮液的总体积，直到三氯甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
微胶囊悬浮液制剂，其包含：(a)多个微胶囊的悬浮相，所述微胶囊的体积中值粒度为约1至约10微米，其中所述微胶囊包含：(1)微胶囊壁，所述微胶囊壁通过聚合异氰酸酯与聚胺之间的界面缩聚反应以形成聚脲壳来制备；(2)至少一种有机硝化抑制化合物，所述至少一种有机硝化抑制化合物包封在所述聚脲壳内；(3)至少一种聚合物超疏水性化合物，所述至少一种聚合物超疏水性化合物包封在所述聚脲壳内；和(b)水相，所述水相包括疏水性晶体抑制剂添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.31 US 62/098,9741.微胶囊悬浮液制剂，其包含：(a)多个微胶囊的悬浮相，所述微胶囊的体积中值粒度为约1至约10微米，其中所述微胶囊包含：(1)微胶囊壁，所述微胶囊壁通过聚合异氰酸酯与聚胺之间的界面缩聚反应以形成聚脲壳来制备；(2)至少一种有机硝化抑制化合物，所述至少一种有机硝化抑制化合物包封在所述聚脲壳内；(3)至少一种聚合物超疏水性化合物，所述至少一种聚合物超疏水性化合物包封在所述聚脲壳内；和(b)水相，所述水相包括疏水性晶体抑制剂添加剂。2.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述水相进一步包括至少一种另外成分，所述至少一种另外成分选自：分散剂，非离子型聚合物，消泡剂，和杀生物剂。3.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述微胶囊包含2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。4.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述制剂进一步包含农业活性成分，所述农业活性成分选自：杀节肢动物剂，杀细菌剂，杀真菌剂，除草剂，杀虫剂，杀螨剂，杀线虫剂，肥料，双氰胺，脲酶抑制剂，以及它们的农药混合物和协同混合物。5.根据权利要求3的微胶囊悬浮液制剂，其中所述制剂包含约25wt％至约35wt％的2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。6.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述制剂包含约0.1wt％至约2.00wt％的所述至少一种聚合物超疏水性化合物。7.根据权利要求6的微胶囊悬浮液制剂，其中所述微胶囊包含聚丁烯。8.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述水相包含约1.0wt％至约4.0wt％的所述疏水性晶体抑制剂添加剂。9.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述疏水性晶体抑制剂添加剂为至少一种化合物，所述至少一种化合物选自：芳烃溶剂和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。10.根据权利要求2的微胶囊悬浮液制剂，其中所述水相包含约1.0wt％至约10wt％的非离子型聚合物。11.根据权利要求10的微胶囊悬浮液制剂，其中所述非离子型聚合物为聚乙烯醇。12.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述水相包括至少一种添加剂，所述至少一种添加剂选自：改性的苯乙烯-丙烯酸类聚合物表面活性剂，非离子型聚合物，聚二甲基硅氧烷浓缩物、黄原胶、微晶纤维素、羧甲基纤维素钠和丙二醇的含水乳液。13.根据权利要求1的微胶囊悬浮液制剂，其中所述制剂包含约40wt％至约70wt％的所述水相。14.制备微胶囊悬浮液制剂的方法，所述方法包括以下步骤：(a)通过将至少一种亲脂性异氰酸酯和至少一种聚合物超疏水性物在至少一种熔融的低熔点有机硝化抑制化合物中混合制...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·戴夫，L·刘，小雷蒙德·E·布歇，G·鲍威尔斯，A·威廉姆斯，M·特迪克，M·C·洛根，M·詹，
申请(专利权)人：美国陶氏益农公司，
类型：发明
国别省市：美国,US