Обладающие низким вспениванием композиции с большим содержанием электролита - RU2735248C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композициям, включающим особые противовспениватели и особые алкоксилированные спирты. Такие смеси можно использовать для получения водной композиции, обладающей большим содержанием электролита, ниже в настоящем изобретении называющейся обладающей большим содержанием электролита композицией. Часто такие композиции включают вспомогательное вещество, такое как алкиламидоалкиламинные поверхностно-активные вещества. Такие композиции часто встречаются в области агрохимии, где соли, такие как соли удобрений и/или гербицидов, растворяют в воде и затем наносят для обработки поля или сельскохозяйственной культуры. Поэтому обладающие большим содержанием электролита композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, предпочтительно представляют собой агрохимические композиции. Поскольку композиции обычно наносят с помощью методик опрыскивания, они предпочтительно представляют собой пригодные для опрыскивания агрохимические композиции. Однако композиции также можно использовать с помощью других методик, таких как удобрительное орошение. Предпочтительно, если водные композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, являются растворами. Следует отметить, что известные композиции, даже если в них содержится противовспениватель, все же характеризуются слишком сильным вспениванием уже при изготовлении композиций, но в особенности при нанесении опрыскиванием. Поэтому необходимы композиции, обладающие такой же гербицидной эффективностью, но менее вспенивающиеся.

Уровень техники и описание задачи

Пену можно определить, как дисперсию газа в жидкости. Эта дисперсия обладает примерно такой же плотностью, как газ. В то время как чистые жидкости образуют пузырьки, для вспенивания необходимо наличие поверхностно-активного вещества для снижения поверхностного натяжения жидкости. Большинство поверхностно-активных веществ приводят к образованию пены, поскольку они склонны снижать поверхностное натяжение.

Обладающие большим содержанием электролита композиции представляют собой композиции, которые часто встречаются в области агрохимии, где соли, такие как соли удобрений и гербицидов, обычно используют, как водный раствор и/или дисперсию, которую затем наносят для обработки поля или сельскохозяйственных культур. Обычно композиции используют для опрыскивания.

Обладающие большим содержанием электролита композиции часто содержат вспомогательные вещества для стабилизации препаратов, предотвращения сноса во время опрыскивания, увеличения эффективности электролита, часто в целях получения лучше действующего раствора и лучшего распределения электролита при нанесении. Обычно применение вспомогательного вещества позволяет уменьшить количество вводимого электролита.

Поверхностно-активные вещества обычно используют в качестве вспомогательных веществ, например, для уменьшения размера капель при опрыскивании, или для того, чтобы электролит мог прилипать на участке, на котором он действует, например, при использовании некорневых удобрений, называющихся питательными микроэлементами, или для изменения эпидермального слоя на поверхности листа, например, для обеспечения проникновения пестицида.

Пестициды, вспомогательные вещества и необязательно дополнительные вспомогательные ингредиенты обычно продаются в виде концентрированных композиций, премиксов, которые предназначены для смешивания и разбавление водой до конечного применения.

При разбавлении концентрированной композиции водой, в особенности в присутствии вспомогательных веществ, всегда наблюдается вспенивание, что является нежелательным явлением. Вспенивание может привести к затруднениями при обработке и использовании, например, вследствие накопления остатков пены на стенках контейнеров, которые используют для разбавления. Кроме того, пена может привести к количеству растворенного продукта, меньшему чем рассчитанное. Для подавления образования пены на стадии разбавления, пеноподавляющие агенты часто используют для полного предупреждения образования пены для поддерживания вспенивания приемлемом уровне. Предпочтительно, если их вводят путем включения в концентрированные композиции, поскольку это также предупреждает затруднения со вспениванием, наблюдающиеся во время приготовления концентрированных композиций, в особенности концентрированных композиций, включающих вспомогательные вещества, поскольку они обычно обладают поверхностной активностью. Таким образом, использование пеноподавляющих средств также полезно для предупреждения такого вспенивания в концентрированных композициях.

Противовспениватели на основе силикона хорошо известны и часто используются для этой цели. Обычные противовспениватели на основе силикона содержат силоксановый полимер, такой как полидиметилполисилоксаны, который может поставляться в чистом виде или в виде обработанных полисилоксаном частиц, например, обработанного полисилоксаном диоксида кремния.

Однако для обладающих большим содержанием электролита композиций проявляются затруднения, связанные со вспениванием, несмотря на добавление противовспенивателей, в особенности противовспенивателей на основе силикона, и поэтому необходимы содержащие вспомогательное вещество обладающие большим содержанием электролита композиции, которые можно получать в высокой концентрации с обеспечением приемлемых характеристик вспенивания на стадии изготовления и разбавления.

Описание изобретения

Авторы настоящего изобретения неожиданно установили, что указанные выше затруднения можно по меньшей мере частично преодолеть путем включения некоторых неионогенных поверхностно-активных веществ в обладающие большим содержанием электролита композиции, включающие вспомогательное вещество и противовспениватель.

Следовательно, в одном объекте настоящее изобретение относится к водной композиции, включающей

a) электролит в большом содержании

b) вспомогательное вещество

c) особый противовспениватель;

d) особый алкоксилированный спирт, и

e) воду,

определенной в формуле изобретения. Предпочтительно, если указанная водная композиция представляет собой концентрированную композицию, что означает препарат, содержащий менее 90 мас.% (% мас./мас.) воды. В одном варианте осуществления композиция содержит менее 75% мас./мас., в другом варианте осуществления менее 60% мас./мас. воды, и в еще одном варианте осуществления менее 50% мас./мас. воды.

Следует отметить, что композиция с большим содержанием электролита в настоящем изобретении определяется, как водная композиция, включающая соли, которые могут диссоциировать на ионы, в концентрации, равной 10-75% мас./мас., в одном варианте осуществления 15-70% мас./мас., в другом варианте осуществления 20-65% мас./мас. и в еще одном варианте осуществления 30-65% мас./мас.

Вспомогательное вещество является веществом, которое добавляют для содействия действию агрохимиката или изменения действия или физических характеристик смеси. (ASTM Designation E 1519-95).

Противовспениватель, также известный, как противовспенивающий агент, является химической добавкой, которая уменьшает и затормаживает образование пены в жидкостях. В одном варианте осуществления он представляет собой обычный противовспениватель на основе силикона, включая силоксановые полимеры или обработанные силоксаном частицы.

Настоящее изобретение также относится к смеси противовспенивателя и алкоксилированного спирта, а также к такой разбавленной смеси, которую можно использовать для приготовления указанных концентрированных композиций.

Настоящее изобретение также относится к сельскохозяйственным препаратам, которые можно получить путем объединения концентрированной композиции с достаточным количеством воды и с получением агрохимического состава с концентрацией обладающего большим содержанием электролита и вспомогательного вещества, которая делает его применимым для конечного применения, т. е. для удобрения или обработки растений или семян, предпочтительно для удобрения или обработки растений.

Настоящее изобретение также относится к способу обработки поля или растений, или семян путем распределения композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, по указанному полю или взаимодействия указанных растений или семян с композицией, предлагаемой в настоящем изобретении, предпочтительно обрабатывают поле или растения.

Предпочтительным электролитом для использования в соответствии с настоящим изобретением является растворимое в воде удобрение. Растворимые в воде удобрения включают, но не ограничиваются только ими, растворимые в воде нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, цианамиды, мочевину и их смеси. Тремя главными элементами являются азот, калий и фосфор, вторичными элементами, также называющимися питательными микроэлементами, являются кальций, сера, магний и другие элементы, такие как бор, марганец, цинк, медь, кремний и молибден. Удобрения усиливают естественное плодородие почвы или заменяют химические элементы, взятые из почвы вследствие сбора урожая, пастьбы, выщелачивания или эрозии. Подходящими искусственными удобрениями являются неорганические удобрения, приготовленные в подходящих концентрациях и комбинациях для доставки трех основных питательных веществ: азота, фосфора и калия (N, P и K) для различных сельскохозяйственных культур и условий роста. N (азот) стимулирует рост листьев и образование белков и хлорофилла. P (фосфор) способствует развитию корней, цветков и плодов. K (калий) способствует росту стебля и корней и синтезу белков. Обычные неорганические удобрения включают аммиак (82% азота), комбинации NPK, мочевину (46% азота), суперфосфат, моно- и гидрофосфат аммония (содержащие азот и фосфат), нитрат кальция-аммония, хлорид калия. В одном варианте осуществления удобрение представляет собой или содержит соль, выбранную из группы, включающей нитраты, фосфаты, сульфаты, в особенности сульфат аммония (AMS) и сульфат магния, хлориды, цианамиды, такие как цианамид кальция и их смеси. В одном варианте осуществления удобрением является AMS. Некоторые из этих удобрений также могут обладать гербицидной активностью, такие как цианамид кальция.

В другом варианте осуществления обладающий большим содержанием электролит представляет собой растворимый в воде гербицид в форме соли. Подходящими солями гербицидов являются N-(фосфонометил)глицинат калия и N-(фосфонометил)глицинат аммония, также известные, как глифосаты, паракват, дикамба, MCPP (мекопроп-P-калий), дихлорпроп-диметиламмоний и диметилдитиокарбаматы, которые находятся в форме соли, которая диссоциирует в воде и затем образует системы с большим содержанием электролита. В одном варианте осуществления используют комбинации одного или большего количества растворимых в воде удобрений, комбинации одной или большего количества солей гербицидов, или комбинации одного или большего количества растворимых в воде удобрений, а также одной или большего количества солей гербицидов. Указанные растворимые в воде удобрения и гербициды продают разные поставщики и/или их можно получить по любой методике, известной специалистам в данной области техники.

Электролит предпочтительно содержатся в концентрации, равной от 100 до 750 г/л в пересчете на препарат с электролитом. В предпочтительном варианте осуществления соль гербицида содержится в количестве, равном 200, 300, 350 или 400 до 700, 650 или 600 г/л.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение также относится к композициям, дополнительно содержащим другие гербициды, в особенности гербициды, которые также могут привести к большей ионной силе препарата, такие как гербициды типа феноксикислоты, включающие продукт такой, как 2,4-D (2,4-дихлорфенокси).

Вспомогательное вещество, которое используют в композициях, предлагаемых в настоящем изобретении, выбрано из большого количества имеющихся в продаже вспомогательных веществ. В одном варианте осуществления указанное вспомогательное вещество представляет собой поверхностно-активное вещество. В одном варианте осуществления оно выбрано из группы, включающей глюкозиды, такие как AG6210, бетаины, фосфаты, поверхностно-активные вещества на основе четвертичных аммониевых соединений, включая этоксилированные поверхностно-активные вещества на основе четвертичных аммониевых соединений. В еще одном варианте осуществления оно представляет собой амидоалкиламин формулы (I)

в которой

R означает линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную алкильную группу, содержащую от 6, например, от 10, например, от 12 до 22, например, до 18, например, до 16 атомов углерода,

n равно 2 или 3;

Y, Y' и Y" все независимо означают водород, алкильную группу, содержащую от 1 до 4, предпочтительно от 1 до 2, более предпочтительно 1 атом углерода или группу (AO)_sH, где AO означает алкиленоксигруппу, содержащую 2-4, предпочтительно 2 атома углерода, и s равно 1-10, при условии, что по меньшей мере одна из групп Y и Y' означает алкильную группу, содержащую 1-4 атома углерода; или соль продукта формулы (I); или кватернизованное производное (I), описывающееся формулой (II)

в которой R, n Y, Y', и Y" являются такими, как указано выше для формулы (I),

R² означает C1-C4-алкильную группу, предпочтительно метил; и

X^- означает анион, такой как, но не ограничиваясь только ими, Cl^-, Br^-, I^-, H₂PO₄^-, HSO₄^- H₃C-OSO₃^-, HCO₃^- и H₃O-OCO₂^-.

Предпочтительно, если оба Y и Y' означают метил. Предпочтительно, если Y" означает водород.

Конкретные примеры соединений формулы (I), применимых в контексте настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются только ими N-[3-(диметиламино)пропил] (C_8-10)амид, N-[3-(диметиламино)пропил]кокоамид и N-[3-(диметиламино)пропил](рапс)амид.

Вспомогательные вещества предпочтительно используют в количестве, равном от 20 до 200, в одном варианте осуществления от 30 до 150, в другом варианте осуществления от 50 до 100 г/л в концентрированных композициях.

Противовспениватели, использующиеся в соответствии с настоящим изобретением, представляют собой силоксановые полимеры. Подходящие противовспениватели имеются в продаже и включают все обычные противовспениватели. Предпочтительно, если он представляет собой противовспениватель, выбранный из группы, включающей продукты SAG фирмы Momentive Performance Chemicals, USA, продукты BC Antifoam фирмы KCC Brasilon, Foamaster фирмы Cognis, Rhodisol фирмы Rhodia, Break Thru фирмы Degussa, и/или продукты серий Surfynol® DF и Airase® SSDL^TM фирмы Air Products.

Противовспениватели предпочтительно используют в количестве, равном от 0,01 до 10, в одном варианте осуществления от 0,05 до 1, в другом варианте осуществления от 0,1 до 0,5 г/л в концентрированных композициях.

Алкоксилированный спирт является соединением формулы (III)

R³-O(AO)_m-H (III),

в которой R3 означает C4-C12-алкильную группу, AO означает алкиленоксигруппу, содержащую от 2 до 4 атомов углерода, предпочтительно 2, m равно от 1 до 10, предпочтительно от 2, 3, 4 или 5 до 6, 7, 8 или 9. В одном варианте осуществления R3 означает алкильную группу, содержащую от 5, 6, 7 или 8 атомов углерода до 8, 9, 10 или 11 атомов углерода, где алкильная группа в R3 предпочтительно является разветвленной алкильной группой.

Конкретные примеры соединений формулы (III), применимых в контексте настоящего изобретения, включают этоксилаты 2-этилгексанола и 2-пропилгептанола (любой изомер), например, продукты, содержащие 2, 3, 4, 5 или 6 молей этиленоксида на 1 моль спирта.

Алкоксилированные спирты формулы (III) хорошо известны в данной области техники и имеются в продаже или их можно получить по реакции спирта R3-OH с m молями одного или большего количества C_2-4-алкиленоксидов на 1 моль спирта при условиях проведения реакции алкоксилирования, хорошо известных специалистам в данной области техники, и с использованием подходящего катализатора. Алкоксилирование может быть блочным или статистическим и любой их комбинацией и возможно изменение порядка стадий алкоксилирования. В подходящем варианте осуществления алкоксилированный спирт содержит этоксигруппу и/или пропоксигруппу.

Алкоксилированные спирты предпочтительно используют в количестве, равном от 0,1 до 10 г/л, в одном варианте осуществления от 0,2 до 7,5 г/л, в другом варианте осуществления от 0,5 до 5 г/л, в концентрированных композициях.

Предпочтительно, если смесь, в основном состоящую из алкоксилированного спирта формулы III и силоксанового противовспенивателя, используют для приготовления концентрированных композиций. Смеси предпочтительно обладают составом, в котором отношение массы алкоксилированного спирта к массе противовспениватель составляет от 0,1:10 до 10:0,01. Термин "в основном состоящая из" в настоящем изобретении означает, что смесь содержит более 90 мас.% алкоксилированного спирта формулы III и силоксановый противовспениватель. Предпочтительно, если термин "в основном состоящая из" используют для описания смесей, содержащих более 92, 94, 96 или 98 мас.% алкоксилированного спирта формулы III и силоксанового противовспенивателя. В одном варианте осуществления термин "в основном состоящая из" используют для описания смесей именно алкоксилированного спирта формулы III и силоксанового противовспенивателя, содержащих небольшое количество загрязнений. Указанную смесь можно смешать с водой и/или спиртами (включая простые эфиры спиртов и диолов), содержащими до 4 атомов углерода, в одном варианте осуществления до 3 атомов углерода, для облегчения их использования. В одном варианте осуществления количество воды и/или спиртов составляет менее 50%мас./мас. в пересчете на композицию.

Предпочтительно, если смесь алкоксилированных спиртов и вспомогательных веществ готовят и используют для уменьшения затрат на транспортировку и применение.

Композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, предпочтительно получают путем предварительного смешивания противовспенивателя, алкоксилированного спирта и вспомогательного вещества, более предпочтительно путем смешивания противовспенивателя и алкоксилированного спирта с последующим добавлением вспомогательного вещества и с последующим добавлением премикса к водному раствору электролита, с последующим необязательным добавлением дополнительного количества воды и, возможно, дополнительных (вспомогательных) ингредиентов.

В одном объекте настоящее изобретение относится к концентрированной композиции, т. е. композиции, предназначена для разбавления водой с получением готового к применению препарата, содержащей

от 100 до 750 г/л электролита (a);

от 20 до 200, предпочтительно от 50 до 100 г/л одного или большего количества вспомогательных веществ (b);

от 0,01 до 10, предпочтительно от 0,05 до 1, более предпочтительно от 0,1 до 0,5 г/л одного или большего количества противовспенивателей (c);

от 0,1 до 10, предпочтительно от 0,5 до 5 г/л одного или большего количества алкоксилированных спиртов формулы III (d); и

воду до полного объема, равного 1 л.

Основой для указанных выше концентраций является масса активных ингредиентов и полный объем композиции. Для противовспенивателя (c) содержанием активного компонента читают массу силоксанового полимера.

Предпочтительно, если композиция является жидкостью.

Другим объектом настоящего изобретения является способ получения агрохимического состава, включающий объединение описанной выше концентрированной композиции с достаточным количество водной среды с получением содержащего электролит препарата, который является подходящим для применения, т. е. нанесения на поля или растения. Водной средой предпочтительно является вода, например, водопроводная вода или дождевая вода, и она может дополнительно содержать вспомогательные ингредиенты, отличающиеся от соединений в композиции или совпадающие с ними.

Однако водный агрохимический состав также можно получить прямо из отдельных компонентов или любого другого (частичного) их премикса.

В зависимости от назначенного пути нанесения агрохимического состава концентрации электролита могут быть разными, но обычно они находятся в диапазоне от 0,1 до 10, более предпочтительно от 0,5 до 6, еще более предпочтительно от 1 до 5 г/л, количество электролита рассчитывается в пересчете на чистый электролит. Для нанесения опрыскиванием на поле с сельскохозяйственной культурой обычно использующаяся полная норма расхода при опрыскивании равна 200 л/га и типичная рекомендованная норма расхода электролита равна от 1 до 5 кг электролита/га, что приводит к предпочтительной концентрации электролита в агрохимическом составе, равной от 0,5 до 2,5 мас.% (от 5 до 25 г/л), выраженной в виде массы электролита в растворе для опрыскивания.

Обычно концентрированную композицию разбавляют водной средой в объемном отношении, составляющем от 0,1:99,9 до 10:90, предпочтительно от 1:99 до 5:95 (концентрированная композиция: водная среда) с получением готового к применению агрохимического состава.

Концентрации разных ингредиентов в концентрированной композиции предпочтительно являются такими, чтобы (i) концентрированная композиция являлась жидким препаратом, который можно легко разбавить водой с получением агрохимического готового к применению состава с обеспечением как можно меньшего объема для транспортировки и хранения, и (ii) чтобы агрохимический готовый к применению состав содержал подходящие количества разных ингредиентов.

Еще одним объектом настоящего изобретения является агрохимический состав, который можно получить путем объединения описанной выше концентрированной композиции с водой, как указано выше.

В другом объекте настоящее изобретение относится к способу обработки растений или семян, включающему стадию взаимодействие растений или семян с композицией или агрохимическим состав, предлагаемым в настоящем изобретении, при количестве обладающего большим содержанием электролита, достаточном для обеспечения агрохимического воздействия на растения или семена. Предпочтительно, если стадия взаимодействие растений или семян с агрохимическим сотавом включает опрыскивание агрохимическим составом растений или семян.

Настоящее изобретение ниже дополнительно иллюстрируется приведенным ниже примером, который представлен только для иллюстративных целей.

Материалы и методики

SAG 1572 противовспениватель поставлен фирмой Momentive USA (15% активного ингредиента).

Berol 840 алкоксилированный спирт=2-этилгексанол+4 EO (2-EH+4EO) поставлен фирмой Akzo Nobel, Sweden.

AG6210 вспомогательное вещество=2EH глюкозид поставлен фирмой Akzo Nobel, Sweden.

Adsee C80W вспомогательное вещество=N-[3-(диметиламино)пропил]кокоамид (Coco-APA) поставлен фирмой AkzoNobel Surface Chemistry, Sweden (80% активного ингредиента)

K-глифосат, использующийся в примерах, перед применением на следующих стадиях разбавляли водой до 540 г эквивалентом кислоты/(54%). Продукт поставляла в виде 663 г/л K-глифосата (концентрация в пересчете на K-соль) фирма Barclay Chemicals, Ireland.

Методика

1. Берут противовспениватель на основе силикона

2. Добавляют 2EH+4EO и перемешивают

3. Добавляют Coco-APA и перемешивают до однородности

4. При необходимости добавляют электролит и воду. Перемешивают и при необходимости осторожно нагревают (40°C).

Характеристики вспенивания исследуют путем разбавления 1,5 мл смесей, указанных в таблице, в 48,5 мл воды CIPAC Standard D (см. описание методики исследования CIPAC MT 18), которая обладала жесткостью, равной 342 мг/л в пересчете на карбонат кальция, и разбавления этих смесей до 100 мл в мерном цилиндре. Цилиндр переворачивали 30 раз и исследовали зависимость от времени полного объема (мл) содержимого цилиндра, включая пену, по методике исследования CIPAC MT 47.1. Результаты приведены ниже в таблице 1.

Таблица 1. Результаты исследования вспенивания.

Эти результаты показывают, что для обладающих большим содержанием электролита композиций комбинация алкоксилированного спирта и противовспенивателя на основе силикона обладает лучшими характеристиками вспенивания, т. е. лучшим подавлением пены даже при использовании в небольшом количестве, по сравнению с композициями, которые не содержат алкоксилированный спирт.

Примеры 4-6

Примеры 1, 2 и 3 повторяли с использованием продукта реакции 2-пропилгептанола (2PH, смесь изомеров фирмы BASF) с 8 молями EO на 1 моль спирта вместо Berol 840. Кроме того, 2PH 8EO приводит к синергетическому уменьшению вспенивания водного обладающего большим содержанием электролита препарата в отличие от использования в комбинации с силоксаном. Однако результаты, полученные в примерах 1-3, были немного лучше, указывающие на небольшую предпочтительность использования 2EH этоксилатов по сравнению с 2PH этоксилатами. На основании этих результатов показано, что высшие этоксилированные спирты, такие как тридецилалкоксилаты, не проявляют желательного синергизма с силоксановыми противовспенивателями.

Пример 1

Пример повторяли с тем отличием, что алкоксилированный спирт использовали без добавок, без силоксана, в обладающем большим содержанием электролита препарате K-глифосат и Adsee C80W.

Результаты показывают, что применение алкоксилированного спирта без силоксанового противовспенивателя приводит к образованию слишком большого количества пены.

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к агрохимии. Смесь для уменьшения вспенивания, состоящая по существу из одного или более алкоксилированных C4-С10 спиртов и одного или более противовспенивателей на основе силоксана в массовом отношении, составляющем от 0,1:10 до 10:0,01, где алкоксилированный спирт представляет собой соединение формулы (III) R3-O(AO)m-H (III), в которой R3означает C4-C12-алкильную группу, AO означает алкиленоксигруппу, содержащую от 2 до 4 атомов углерода, предпочтительно 2, и m равно от 1 до 10, и где состоящая «по существу из» означает, что смесь содержит более 90 мас. % алкоксилированного спирта формулы (III) и противовспенивателя на основе силоксана. Предлагаемая смесь для уменьшения вспенивания обеспечивает снижение вспенивания в концентрированных композициях для получения агрохимического состава и водных агрохимических составах с большим содержанием электролита без снижения эффективности электролита. 7 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

Формула