Патент на изобретение №2228033

(54) МИКРОКАПСУЛИРОВАННЫЕ СОСТАВЫ КАДУСАФОСА

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству пестицидов. Проводят операции: а) образования водной фазы, содержащей один или несколько эмульгаторов и противовспенивающий агент; b) образования не смешивающейся с водой фазы, включающей кадусафос и мономер изоционата; с) эмульгирования не смешивающейся с водой фазы в водной фазе с образованием дисперсии не смешивающихся с водой капель в водной фазе; d) добавления к дисперсии водного раствора одного или более полифункционального амина в количестве, эффективном для достижения межфазной полимеризации с мономером изоционата с образованием, микрокапсул кадусафоса. Пестицидный состав, полученный этим способом. Пестицидный состав кадусафоса включает водную суспензию микрокапусул. Микрокапсулы имеют оболочку из полимочевины, окружающую сердцевину из кадусафоса. Оболочка образована межфазной полимеризацией изоцианата и одного или нескольких полифункциональных аминов и непроницаемая для кадусафоса. Гранулированный пестицидный состав. Изобретение позволяет снизить токсичность продукта. 8 с. и 6 з.п.ф-лы, 10 табл.

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к составам фосфорорганических пестицидов. В частности, изобретение предлагает микрокапсулированные составы инсектицида/нематоцида кадусафоса, которые одинаково эффективны, обладая при этом пониженной токсичностью, в сравнении с обычными составами.

Предпосылки создания изобретения

Фосфорорганическое соединение, S,S-ди-втор-бутил-O-этилфосфородитиоат (кадусафос) является эффективным инсектицидом и нематоцидом. Однако токсичность кадусафоса мешает его безопасному использованию. В настоящее время при использовании, например, готового состава кадусафоса в виде водной микроэмульсии 100 г/л рекомендуется, чтобы пользователем соблюдалась полная защита тела одеждой при обращении с таким составом или его применении. Мечение также показывает, что указанный состав высокотоксичен для млекопитающих, рыб, членистоногих и птиц.

Таким образом существует потребность в разработке составов кадусафоса, которые сохраняют его эффективность в качестве инсектицида или нематоцида, но снижают его токсичность в отношении млекопитающих, птиц, рыб и других не являющихся целью поражения организмов. Такие составы должны повысить безопасность для людей и должны минимизировать любое отрицательное воздействие на окружающую среду, являющееся результатом использования данного соединения.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предложены пестицидно эффективные микрокапсулированные составы кадусафоса, имеющие, в ряду других преимуществ, низкую или умеренную токсичность для организмов, не являющихся целью поражения.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения данный состав включает водную суспензию микрокапсул, которые состоят из оболочки из полимочевины, окружающей сердцевину из кадусафоса. Оболочку из полимочевины образуют межфазной полимеризацией полиизоцианата и одного или нескольких полифункциональных аминов, причем оболочка из полимочевины непроницаема для кадусафоса, в степени, достаточной для осуществления вышеуказанного снижения токсичности для млекопитающих указанного состава в сравнении с известными готовыми составами кадусафоса, в виде водной микроэмульсии с эквивалентным или меньшим содержанием кадусафоса.

В соответствии с другим аспектом данного изобретения предложен гранулированный состав кадусафоса, который включает содержащие кадусафос вышеуказанные микрокапсулы, прикрепленные к гранулированному носителю.

В соответствии с настоящим изобретением предложены также способы изготовления вышеуказанного состава кадусафоса в виде водной суспензии капсул (CS) или гранулированного микрокапсулированного состава кадусафоса.

Микрокапсулированный кадусафос по настоящему изобретению обладает низкой токсичностью для млекопитающих при поступлении через кожу, ротовую полость и вдыхание, тем самым делая возможным безопасное обращение с данным пестицидом и его использование. В соответствии с инструкциями Комиссии по Защите окружающей среды США (United States Environmental Protection Agensy (“EPA”)), составы настоящего изобретения оцениваются как композиции категории II (предупреждение) или категории III (осторожность) при удвоенной концентрации немикрокапсулированного состава того же самого активного ингредиента, которые оценивают как категорию II. Данные микрокапсулированные составы не показывают снижения пестицидной активности или физической, или химической стабильности в сравнении с немикрокапсулированными составами. Кроме того, микрокапсулированные составы настоящего изобретения стойки по цвету, чего нет в случае состава данного соединения в виде водных микроэмульсий, если технический кадусафос предварительно обрабатывают солями меди для удаления неприятного запаха для коммерческого использования.

Подробное описание изобретения

Микрокапсулированный кадусафос настоящего изобретения изготовляют в соответствии со следующими основными стадиями: (а) приготовление водной фазы (называемой здесь также “непрерывной” фазой), содержащей эмульгатор и противовспенивающий агент; (b) приготовление не смешивающейся с водой фазы (называемой здесь также “неоднородной” фазой), содержащей кадусафос вместе с первым полифункциоиальным соединением, (с) эмульгирование водной фазы с не смешивающейся с водой фазой для образования дисперсии не смешивающихся с водой капель в водной фазе и (d) добавление к дисперсии либо неразбавленного, либо в водном растворе второго полифункционального соединения, тем самым образуя полимерную оболочку, называемую здесь микрокапсулой, вокруг не смешивающихся с водой капель, т.е. образуя микрскапсулы кадусафоса. Первым полифункциональным соединением является любое подходящее соединение, имеющее две или более реакционноспособные группы, такое как, но не ограничиваясь им, изоцианатный мономер. Вторым полифункциональным соединением является любое подходящее соединение, имеющее две или более реакционноспособные группы, такое как, но не ограничиваясь им, полифункциональный амин; причем первое и второе полифункциональные соединения являются разными. Пригодность первого и второго полифункциональных соединений определяется тем, что они должны обладать способностью образовывать гетеромерную структуру у поверхности раздела между диспергированным кадусафосом и водной фазой. Такие соединения включают как гидрофобные, так и гидрофильные группы между двумя соединениями, так что такие группы могут быть обе в одном таком соединении или могут быть единственными для одного или другого такого соединения. Последнюю стадию называют межфазной полимеризацией вследствие того факта, что оболочка из полимочевины образуется путем полимеризации первого и второго полифункциональных соединений, которые предпочтительно являются изоцианатом и полифункциональным амином(ами), у границы раздела не смешивающейся с водой фазы (капли) и водной фазы с образованием тем самым предпочтительно оболочки из полимочевины.

После того как микрокапсулы образовались, суспензию предпочтительно отверждают, т.е. умеренно нагревают для завершения полимеризации, после чего можно добавить одну или несколько добавок, таких как пропиленгликоль, ксантановая камедь, мочевина, бактерициды, амфотерные поверхностно-активные вещества, инертные красители или ионные диспергирующие агенты (например, алкилнафталинсульфонат).

Добавление материалов после капсулирования и отверждения для регулирования вязкости, стабильности и характеристик суспензии/дисперсии предпочтительно не оказывает влияния на снижение токсичности или пестицидной эффективности готового состава. Предпочтительная следующая стадия включает регулирование значения рН готового состава до нейтрального, т.е. от приблизительно рН 6,5 до приблизительно рН 7,5, что приводит к улучшенной стабильности. Использование термина “приблизительно” по отношению к используемому здесь рН означает отклонение, по меньшей мере, на половину единицы рН и предпочтительно означает отклонение на половину единицы рН. В других контекстах здесь, где термин “приблизительно” используют для определения нелогарифмической единицы, “приблизительно” предназначается для указания отклонения на 15%, еще более предпочтительно, отклонения на 10%.

Водная фаза обычно содержит от приблизительно 0,3 до приблизительно 3,0, предпочтительно от приблизительно 0,7 до приблизительно 2,5 массовых процентов одного или нескольких эмульгаторов. Предпочтительным эмульгатором для использования в настоящем изобретении является поливиниловый спирт. Другие эмульгаторы, подходящие для использования в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими, этоксилат нонилфенола, моно- и триолеат сорбитана и этоксилированный олеат.

Водная фаза содержит также от приблизительно 0,1 до приблизительно 1,0, предпочтительно, от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 массовых процентов одного или нескольких противовспенивающих агентов. Противовспенивающие агенты, подходящие для использования в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими, противовспенивающие агенты на основе силикона, такие как Dow Corning Antifoam DC1500 и DC1520.

Водная фаза может, необязательно, включать также модификатор вязкости/стабилизатор, такой как ксантановая камедь, в количестве от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,50, предпочтительно от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,40 массовых процентов, а также один или несколько бактерицидов в количестве от приблизительно 0,02 до приблизительно 0,10, предпочтительно от приблизительно 0,03 до приблизительно 0,50 массовых процентов. Бактерициды, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими, Legend MK (Rohm and Haas Co.), Proxel GXL (Zeneca, Inc.) and Dowicide A (Dow Chemical).

He смешивающаяся с водой фаза (называемая в примерах также полиизоцианатным раствором) обычно содержит от приблизительно 50 до приблизительно 98, предпочтительно от приблизительно 53 до приблизительно 92 массовых процентов кадусафоса и от приблизительно 2 до приблизительно 35, предпочтительно от приблизительно 4 до приблизительно 25 массовых процентов первого полифункционального соединения, предпочтительно изоцианатного мономера. Для использования в настоящем изобретении особенно предпочтителен полиметиленполифенилизоцианат (PMPPI), например, Mondur MR (Miles, Inc.), Papi 27 или 135 (Dow Chemical) и Desmodur (Bayer). В соответствии с данным изобретением можно использовать также другие подходящие первые полифункциональные соединения при условии, что они обладают подходящими химическими и физическими характеристиками (например, длина цепи, функциональность), так чтобы полимерная оболочка, образованная вокруг кадусафоса, действовала в качестве барьера для выхода кадусафоса из микрокапсул. Подходящие первые полифункциональные соединения должны быть известны специалистам в данной области.

Не смешивающаяся с водой фаза может содержать также углеводородный растворитель, такой как, например, растительное масло. Однако растворитель не является обязательным при получении составов кадусафоса в виде микрокапсул, особенно в случае таких составов, которые содержат более чем приблизительно 240 граммов кадусафоса на литр. Углеводородные растворители, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими, углеводороды из нефти, такие как Aromatic 200, Aromatic 150 и Exxate 1000 (все от Exxon Chemicals) или растительные масла, такие как кукурузное масло. Растворитель, если вообще его используют, присутствует в количестве от приблизительно 15 до приблизительно 30, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 25 массовых процентов от не смешивающейся с водой фазы.

Одним преимуществом настоящего изобретения является то, что указанные составы можно получить либо с необработанным кадусафосом, либо с кадусафосом, который был обработан солью меди. Соли меди добавляют к кадусафосу для уменьшения его запаха. В типичных случаях соли меди мешают образованию микрокапсул путем межфазной полимеризации, но обнаружено, что этого не происходит в случае способа настоящего изобретения.

Раствор второго полифункционального соединения обычно содержит от приблизительно 10 до приблизительно 100, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 70 массовых процентов второго полифункционального соединения или смеси таких вторых полифункциональных соединений. Примеры подходящих вторых полифункциональных соединений, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают различные полифункциональные амины, такие как, но без ограничения ими, диэтилентриамин (DETA), триэтилентетрамин (ТЕТА) и 1,6-гександиамин (HDA).

Межфазная полимерация первого и второго полифункциональных соединений образует полимерные микрокапсулы, окружающие кадусафос, в соответствии со следующим примерным химизмом с использованием PMPPI в качестве первого полифункционального соединения и типичного амина в качестве второго полифункционального соединения

где А представляет PMPPI со средней функциональностью от приблизительно 2,3 до приблизительно 2,6, и В представляет полифункциональный амин.

Некоторые параметры способа данного изобретения содействуют указанным характеристикам конечного состава. Стадию эмульгирования предпочтительно проводят с использованием смешивания с высоким сдвигающим усилием, чтобы получить небольшие капли не смешивающейся с водой фазы. Средний размер микрокапсул данного изобретения составляет от приблизительно 5 до приблизительно 25 мкм. Факторы, которые оказывают влияние на размер микрокапсул, а также стабильность эмульсии, включают: (1) суммарное сдвиговое усилие, применяемое во время эмульгирования; (2) тип и количество поверхностно-активного вещества или углеводородного растворителя в неоднородной фазе, если его вообще используют; (3) температуру или вязкость смеси и (4) наличие и количество ксантановой камеди или алкилнафталинсульфоната, присутствующего в качестве диспергирующего агента в смеси, если его вообще используют.

Выбор относительных процентов первого и второго полифункциональных мономеров (например PMPPI и аминов) в неоднородной фазе для достижения подходящего микрокапсулирования требует баланса (равновесия) конкурирующих факторов. В общем, повышение процента мономеров в неоднородной фазе снижает токсичность конечного состава. Таким же образом, снижение процента мономеров приводит к более высокой токсичности конечного состава. В оптимальном обычном составе данного изобретения баланс высокой эффективности и низкой токсичности достигается путем включения от приблизительно 5 до приблизительно 35, предпочтительно от приблизительно 7 до приблизительно 30 массовых процентов мономеров в неоднородную фазу. Рабочие условия, необходимые для получения микрокапсул при подходящих концентрациях мономеров, зависят от используемого эмульгирующего оборудования; определение таких условий полностью находится в пределах компетенции специалиста в данной области.

В противоположность условиям энергичного перемешивания, необходимым для стадии эмульгирования, перемешивание во время добавления второго полифункционального соединения должно быть при низком сдвиговом усилии, что достигается посредством использования механической лопастной мешалки. После того как второе полифункциональное соединение было добавлено, перемешивание продолжают, в то время как суспензию отверждают, например, нагреванием до температуры от приблизительно 20 до приблизительно 60С, предпочтительно от приблизительно 30 до приблизительно 50С, в течение от приблизительно одного до приблизительно 10 часов, предпочтительно от приблизительно трех до приблизительно четырех часов.

После завершения капсулирования к составу могут быть добавлены одно или несколько веществ. Эти вещества в типичном случае выбирают из следующих, хотя другие вещества, конкретно не перечисленные, должны быть известны специалистам в данной области: (1) пропиленгликоля предпочтительно от приблизительно 1,3 до приблизительно 6,0 массовых процентов; (2) мочевины предпочтительно от приблизительно 5,0 до приблизительно 5,5 массовых процентов; (3) ксантановой камеди предпочтительно от приблизительно 0,003 до приблизительно 0,30 массовых процентов; (4) одного или нескольких бактерицидов до общего массового процента от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,10; (5) одного или нескольких инертных красителей до общего массового процента вплоть до приблизительно 0,05; и (6) одного или нескольких поверхностно-активных веществ с общим массовым процентом вплоть до приблизительно 7,0, причем каждый массовый процент указывается относительно массы состава после введения добавок.

Предпочтительной практикой, после отверждения микрокапсул, является нейтрализация состава, например, фосфорной, уксусной или хлористоводородной кислотой, хотя приемлемы и другие кислоты. Затем вводят добавки, предназначенные для добавления после капсулирования, и перемешивание состава продолжают в течение приблизительно четырех часов при температуре умеренного нагревания (например, 50С).

Готовые составы в виде суспензии капсул (CS), полученные вышеописанными способами, имеют следующие общие композиционные особенности: они содержат от приблизительно 150 до приблизительно 360 граммов кадусафоса на литр состава и включают водную суспензию микрокапсул, образованных оболочкой из полимочевины, окружающей сердцевину из кадусафоса, и, необязательно, углеводородный растворитель и дополнительно включают эмульгатор, такой как поливиниловый спирт в количестве от приблизительно 0,3 до приблизительно 3,0 массовых процентов и противовспенивающий агент в количестве от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,5 массовых процентов. Состав может, необязательно, содержать от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,4 массовых процентов ксантановой камеди или другого модификатора вязкости/стабилизатора, от приблизительно 0,02 до приблизительно 0,10 массовых процентов бактерицидов, от приблизительно 0,7 до приблизительно 6,7 массовых процентов одного или нескольких поверхностно-активных веществ и от приблизительно 1,2 до приблизительно 5,8 массовых процентов пропиленгликоля или мочевины или их комбинации. Предпочтительные составы содержат приблизительно 200 г/л кадусафоса, включая от приблизительно 53 до приблизительно 92 массовых процентов кадусафоса и от приблизительно 4 до приблизительно 25 массовых процентов PMPPI в не смешивающейся с водой фазе, и используя DETA, ТЕТА или HDA в качестве полифункционального амина.

В другом аспекте настоящего изобретения вышеуказанные составы кадусафоса CS используют для получения составов в виде гранулированной микроэмульсии (G-ME). Составы G-ME получают посредством следующих стадий: а) получения гомогенной смеси состава кадусафоса в виде микрокапсулированной суспензии или суспензии капсул (CS) и адгезивного агента, (b) диспергирования смеси на носитель и с) выдерживания носителя для высушивания, образуя таким образом гранулированный состав.

Состав G-ME обычно содержит от приблизительно 5,0 до приблизительно 30,0, предпочтительно от приблизительно 10,0 до приблизительно 20,0 массовых процентов состава CS кадусафоса, от приблизительно 60,0 до приблизительно 95,0, предпочтительно от приблизительно 70,0 до приблизительно 80,0 массовых процентов носителя и от приблизительно 0,05 до приблизительно 5,0, предпочтительно от приблизительно 0,1 до приблизительно 2,0 массовых процентов адгезивного агента.

Адгезивные агенты, которые можно использовать на практике, включают, но не ограничиваются ими, лигносульфонаты кальция и натрия, полиалкиленгликоли и растворы других полимеров, таких как смолы. Другие подходящие адгезивы должны быть известны специалисту в данной области.

Примеры носителей, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими, комплексы целлюлозы, аттапульгитные глины, комплексы диоксида кремния и растительные материалы, такие как кукурузные початки. Другие подходящие носители должны быть известны специалисту в данной области.

Время, требуемое для достижения гомогенности смеси состава CS и адгезива, не является критическим, но обычно оно составляет от приблизительно одной до приблизительно десяти минут. Диспергирование на носителе продолжается до тех пор, пока не истощится вся смесь. Гранулированный состав затем сушат в течение нескольких часов.

Следующие примеры представлены для иллюстрации осуществлении настоящего изобретения. Они не предназначены для ограничения изобретения никоим образом.

Пример 1

Получение состава 200 г/л кадусафоса в виде суспензии капсул (CS) (состав РР)

Исходный раствор водного 20% (мас./мас.) частично гидролизованного поливинилового спирта (Airvol® 203) получают перемешиванием и нагреванием подходящих количеств поливинилового спирта и воды приблизительно при 80-90С в течение одного часа. Охлажденный раствор сохраняют для дальнейшего использования.

Водную фазу для микрокапсулирования получают в химическом стакане из нержавеющей стали на четыре литра смешиванием 92 г водного 20% раствора поливинилового спирта, 68,6 г водной 2% ксантановой камеди (Kelzan® S) и 8,2 г полидиметилсилоксанового противовспенивающего агента (Dow Corning® 1520) в 1832 г воды. Затем 332,5 г этой смеси переносят в химический стакан на один литр. Смесь перемешивают в течение одной минуты при высокой скорости, затем быстро добавляют предварительно смешанный раствор 140,0 г кадусафоса (предварительно обработан 2,5% нафтената меди), 60,0 г нефтяного (углеводородного) растворителя (смесь обедненных нафталинами ароматических С₉-С₁₅-углеводородов, температура вспышки 95С, Aromatic 200 ND) и 43,0 г PMPPI (Mondur® MR), и смесь эмульгируют в течение одной минуты. Смесь затем помещают в 3-горлую круглодонную колбу на один литр, снабженную механической мешалкой, и в течение периода 30 секунд добавляют 27,0 г 70% водного раствора HDA в 10,0 г воды. После завершения добавления смесь нагревают до 50С и выдерживают в течение четырех часов. После этого времени смесь охлаждают до 30С и добавляют 35,0 г мочевины, затем 25,0 г водной 2% ксантановой камеди (Relzan® S). Состав затем осторожно перемешивают в течение приблизительно одного часа и сохраняют. Составы, описанные в таблицах 1 и 2, получают данным способом.

Пример 2

Получение в больших масштабах состава 200 г/л кадусафоса в виде суспензии капсул (CS) (состав PA-8PG)

Раствор 0,948 кг (2,09 фунта) поливинилового спирта, 0,073 кг (0,16 фунта) водной 2% ксантановой камеди, 0,408 кг (0,9 фунта) полидиметилсилоксанового противовспенивающего агента, 3,456 кг (7,62 фунта) натриевой соли алкилнафталинсульфоната и 0,032 кг (0,07 фунта) 1,2-бензизотиазолин-3-она в качестве бактерицида в 102,602 кг (226,2 фунта) воды помещают в сосуд из нержавеющей стали на 454,24 л (120 галлонов) и перемешивают при 80С в течение одного часа. После этого времени раствор охлаждают до 20С и помещают в гомогенизатор из нержавеющей стали на 454,24 л (120 галлонов). Гомогенизатору дают достичь скорости приблизительно 3500 об/мин и затем в него вводят при давлении 0,703 кг/см² (10 ф/д²) предварительно смешанный раствор 37,446 кг (82,6 фунта) технического кадусафоса (который был предварительно обработан 0,952 кг (2,1 фунта) нафтената меди) и 6,849 кг (15,1 фунта) PMPPI. Смесь гомогенизируют в течение приблизительно одной минуты. После завершения гомогенизации смесь быстро переносят в реактор из нержавеющей стали на 37,853 л (100 галлонов) с перемешиванием мешалкой с двумя находящимися под углом пропеллерами. Быстро добавляют смесь аминов, состоящую из 4,264 кг (9,4 фунта) 70% водного раствора HDA в 1,996 кг (4,4 фунта) воды. После завершения добавления амина смесь энергично перемешивают в течение десяти минут и затем нагревают до температуры 50С, при которой она отверждается в течение от трех до четырех часов при медленном перемешивании. В конце периода отверждения смесь охлаждают до 35С и затем нейтрализуют до рН от 6,5 до 7,5 при помощи 0,999 кг (2,2 фунта) концентрированной фосфорной кислоты. После завершения добавления к составу добавляют 7,035 кг (15,51 фунта) водной 2% ксантановой камеди, 9,979 кг (22 фунта) пропиленгликоля, 0,063 кг (0,14 фунта 1,2-бензизотиазолин-3-она в качестве бактерицида и 0,367 кг (0,81 фунта) полидиметилсилоксана в качестве противовспенивающего агента. Состав после перемешивания в течение одного часа имеет вязкость 325 сПз и суспензионную способность 98%.

Пример 3

Получение в большом масштабе состава 200 г/л кадусафоса в виде суспензии капсул (200 CS) (состав PB-C14U-ND)

К перемешиваемому раствору 3,284 кг (7,24 фунта) поливинилового спирта, 0,145 кг (0,32 фунта) водной 2% ксантановой камеди, 1,510 кг (3,33 фунта) полидиметилсилоксана в качестве противовспенивающего агента (Dow Corning® 1520), 3,415 кг (7,53 фунта) натриевой соли алкилнафталинсульфоната и 0,091 кг (0,20 фунта) 1,2-бензизотиазолин-3-она, применяемого в качестве бактерицида, в 177,490 кг (391,3 фунта) воды в гомогенизаторе из нержавеющей стали на 454,24 л (120 галлонов) добавляют предварительно смешанный раствор 78,290 кг (172,6 фунта) технического кадусафоса (который был предварительно обработан 1,910 кг (4,21 фунта) нафтената меди)), 24,040 кг (53,0 фунта) PMPPI и 33,611 кг (74,1 фунта) нефтяного растворителя (смесь обедненных нафталинами ₉-С₁₅-ароматических углеводородов, температура вспышки 95С). После завершения добавления смесь перемешивают при скорости приблизительно 3500 об/мин в течение приблизительно десяти минут в гомогенизаторе. После завершения гомогенизации быстро добавляют смесь аминов, состоящую из 15,105 кг (33,3 фунта) 70% водного раствора HDA и 5,579 кг (12,3 фунта) воды. После завершения добавления амина смесь перемешивают в течение десяти минут и затем нагревают до температуры 50С, при которой она отверждается в течение от трех до четырех часов. В конце периода отверждения смесь охлаждают до 35С и затем нейтрализуют до рН от 6,5 до 7,5 при помощи 3,388 кг (7,47 фунта) 85% фосфорной кислоты. После завершения добавления к составу добавляют 14,515 кг (32,04 фунта) водной 2% ксантановой камеди, 20,230 кг (44,6 фунта) мочевины и 0,077 кг (0,17 фунта) инертного красителя (Tricon Green 18800). Состав затем перемешивают в течение одного часа и сохраняют.

Пример 4

Получение в больших масштабах состава 200 г/л кадусафоса в виде суспензии капсул (200 CS) состава PB-C14U-ND))

Подаваемый со скоростью 6,622 кг (14,6 фунта) в минуту поток перемешанного раствора 1,77% поливинилового спирта, 0,08% ксантановой камеди, 0,81% полидиметилсилоксана, применяемого в качестве противовспенивающего агента (Dow Corning® 1520), 1,84% натриевой соли алкилнафталинсульфоната (Lomar® LS-1), 0,05% применяемого в качестве бактерицида 1,2-бензизотиазолин-3-она (Proxel® GXL) и 95,46% воды объединяют с подаваемым со скоростью 4,944 кг (10,9 фунта) в минуту потоком предварительно смешанного раствора 57,55% технического кадусафоса, 17,75% PMPPI и 24,70% нефтяного растворителя (смесь обедненных нафталинами С₉-С₁₅-ароматических углеводородов, температура вспышки 95С). Объединенный поток подают через линию ввода в гомогенизатор, обеспечивающий сдвигающее усилие, адекватное для получения желаемого размера частиц. К потоку, выходящему из гомогенизатора, подают со скоростью 0,726 кг (1,6 фунта) в минуту, поток смеси аминов, состоящий из 73% водного раствора 70% HDA в 27% воды, и получаемый поток подают в реакторную установку с перемешиванием при 35С. Смесь непрерывно выгружают из реактора во второй реактор на 3700,853 л (1000 галлонов) при поддержании постоянного времени пребывания в реакторе 20-30 минут. Когда второй реактор на 3700,853 л заполняется (2458,469 кг (5420 фунтов)), смесь нагревают до температуры 50С, при которой она отверждается в течение от трех до четырех часов. В конце периода отверждения смесь охлаждают до 35С и затем нейтрализуют до рН от 6,5 до 7,5 при помощи 34,019 кг (75,0 фунтов) 85% фосфорной кислоты. После завершения добавления к составу добавляют 104,598 кг (230,6 фунта) водной 2% ксантановой камеди, 145,875 (321,6 фунта) мочевины и 0,590 кг (1,3 фунта) инертного красителя (Tricon Green 18800). Состав затем перемешивают в течение одного часа, фильтруют и сохраняют. Составы, описанные в таблицах 3 и 4, получают способом примеров 2, 3 и 4.

Пример 5

Получение гранулированного микрокапсулированного состава 3% (мас./мас.) кадусафоса (3G-ME)

В химический стакан на один литр помещают 83,0 грамма состава кадусафоса 200 CS, как описано выше, и 10,0 грамма лигносульфоната кальция (Norlig® A). Смесь перемешивают до тех пор, пока она не станет гомогенной (приблизительно десять минут), и затем распыляют в коммерчески доступный барабан/смеситель, содержащий 417 граммов комплекса целлюлозы, состоящего из бумажного наполнителя, каолиновой глины, карбоната кальция и диоксида титана (Biodac® 20/50) до тех пор, пока не произойдет истощения всей смеси. После истощения смеси барабан/смеситель останавливают и состав оставляют для сушки на воздухе в течение 16 часов.

Пример 6

Исследования токсичности

Лабораторные испытания, которые показывают пониженную кожную токсичность для млекопитающих составов кадусафоса в виде суспензии капсул (CS) проводили следующим образом. Для каждого состава, который испытывали (обозначают как испытуемый материал) шесть крыс Sprague-Dawley (3 самца и 3 нерожавшие, небеременные самки) обрабатывали составом кадусафоса CS при уровнях дозы 50, 200, 400 и 2000 мг/кг. За день до применения испытуемых материалов волосы туловища каждой крысы были сбриты так, чтобы, по меньшей мере, 10% поверхности тела крысы подвергалось воздействию состава. Испытуемые материалы наносили на 4-слойную марлевую повязку размером 50,8 мм50,8 мм (22 дюйма), которую закрепляли на испытуемом месте. Самоклейкий эластичный бандаж, выложенный пластиком, обертывали вокруг туловища крысы так, чтобы гарантировать контакт испытуемого материала с кожей. Приблизительно после двадцати четырех часов обертку и повязки удаляли и любой остаточный испытуемый материал вытирали чистой марлевой подушечкой, увлажненной водой из крана. Наблюдение за летальностью проводили два раза ежедневно. Животных наблюдали приблизительно через 3 часа после введения дозы в день 0 и ежедневно после этого дня в течение 14 дней. Природу, начало и продолжительность всех больших или видимых токсикологических или фармакологических эффектов регистрировали ежедневно, за исключением локального раздражения на участке испытания. Отмечали также время гибели (или обнаружения гибели). Массу тела крыс регистрировали перед введением дозы и на 7 и 14 день. Животных, погибших за период наблюдения, взвешивали, по возможности быстрее, после обнаружения гибели. Вскрытие трупов проводили на всех животных, которые погибли во время испытаний. Всех животных, выживших в ходе периода наблюдения (14 дней), умерщвляли и полностью исследовали. Все внутренние нарушения регистрировали. Значения LD₅₀ были выведены исходя из уровней доз. Результаты испытаний, приведенные в таблице 5, указывают, что составы CS настоящего изобретения эффективны в отношении снижения дермальной токсичности кадусафоса для млекопитающих. Хотя все составы проявляли пониженную дермальную токсичность, составы К, КК, LL, MM, PB-9PG и PB-11PG снижали токсичность до категории III и состав PB-14U-ND снижал токсичность до категории IV. См. ниже определения категорий I-IV.

Лабораторные испытания, которые демонстрируют уменьшение пероральной токсичности составов кадусафоса в виде суспензии капсул (CS), проводили способом, аналогичным способу, описанному выше. Испытания отличались тем, что испытуемые материалы вводили интубацией через рот с использованием иглы для интубации с шариком на конце при уровнях доз 25, 50, 200 и 500 мг/кг, а не 50, 200, 400 и 2000 мг/кг, и что животные голодали в течение приблизительно 18 часов до испытания. Результаты испытаний, приведенные в таблице 6, показывают, что составы CS настоящего изобретения эффективны в снижении пероральной токсичности кадусафоса для млекопитающих. Хотя все составы проявляли пониженную пероральную токсичность, составы В, PP, Q и PB-14U-ND понижали токсичность до категории III.

Составы PB-8PG и PB-C14U-ND были испытаны также на пониженную ингаляционную токсичность следующим способом. Шесть крыс Sprague-Dawley (3 самца и 3 нерожавшие, небеременные самки) подвергали в течение четырех часов воздействию атмосферы испытуемого материала в камере на 11 литров для ингаляции только через нос, действующей в условиях динамического потока воздуха. Уровень концентрации испытуемого материала был 0,5 мг/л и 0,05 мг/л. Наблюдение за токсичностью и смертностью проводили ежечасно во время периода воздействия (соединения), после удаления из камеры и, по меньшей мере, один раз ежедневно в течение 14 дней после этого. Массы отдельных тел регистрировали до воздействия соединения (день 0) и на 7 и 14 день. Животных, погибших к концу периода наблюдения, взвешивали, по возможности быстрее после обнаружения гибели. Вскрытие трупов проводили на всех животных, которые погибли во время испытаний. Всех животных, выживших в день 14, анестезировали и умерщвляли для полного исследования. Результаты ингаляционного изучения показали, что составы PB-8PG и PB-C14U-ND имели определенные четырехчасовые LC₅₀ выше, чем 1,04 мг/л и 3,87 мг/л соответственно. Эти данные показывают, что ингаляционная активность снижается от категории I к категории III. Острая токсичность при ингаляции для крыс известного состава кадусафоса 100 ME (водная микроэмульсия 100 г/л кадусафоса) составляет 0,026 мг/1/4 часа.

Термины “категория I”, “категория II”, “категория III” и “категория IV” относятся к определениям ЕРА категории для химического соединения, основанным на его токсичности. Критерии для классификации соединения как “категория I”, “категория II”, “категория III” и “категория IV” следующие:

Пример 7

Исследование эффективности

Обнаружено, что обычно составы настоящего изобретения эффективны против некоторых вредителей и паразитов. Следующие методики отражают эффективность составов настоящего изобретения и не предназначаются для ограничения объема данного изобретения никоим образом.

Составы от АА до FF, включая DD, испытывали на эффективность и устойчивость в почве при использовании их для борьбы с яванской галловой нематодой (RKN), Meloidogyne incognita, на томатах. Томаты возраста трех недель (Lycopersicon esculentum, var. “Rutgers”) высаживали в вегетационный сосуд на 10 квадратных см, содержащий нестерильную смесь 50:50 песок:почва. Десять повторов вегетационных сосудов (пять повторов для двух серий испытаний) готовили для каждой дозы применения испытуемого состава. Исходные дисперсии каждого из испытуемых составов получали диспергированием достаточного количества испытуемого материала в 100 мл воды для получения доз применения 0,25, 0,5, 1 и 2 кг а.и. (активного ингредиента)/гектар. Каждый вегетационный сосуд получал 10 мл соответствующей суспензии на поверхность непосредственно вокруг томата и контрольные вегетационные сосуды для каждой из двух экспериментальных серий получали только воду. Были приготовлены также вегетационные сосуды, как указано выше, с такими же дозами состава кадусафоса 100 ME и технического кадусафоса. Яйца RNK, использованные в эксперименте, выделяли из студенистой массы энергичным встряхиванием корней с сильным галлообразованием растений-томатов в течение четырех минут в 1% водном растворе гипохлорита натрия. Получаемую суспензию яиц быстро выливали через сита с ячейками 60, 325 и 500 меш. Яйца собирали на сите 500 мет и осторожно промывали водой для удаления любого остатка гипохлорита натрия. Яйца помещали в воду и получаемую водную суспензию подходящим образом разбавляли водой, чтобы получить приблизительно 2000 яиц на растение, что приводит к эффективному уровню инокулята приблизительно 1000 инфекционных личинок на вегетационный сосуд. Яйца были подсчитаны с использованием препаровальной лупы. Все вегетационные сосуды были инфицированы нематодами пипетированием инокулята в отверстия вокруг корней предварительно обработанных трансплантатов томатов. Вегетационные сосуды, зараженные нематодами через 48 часов после обработки почвы, далее называли “серией 1”. Вегетационные сосуды для изучения остаточной активности, далее называемые “серией 2”, обрабатывали и сохраняли в теплице в течение нескольких часов до заражения нематодами. После заражения нематодами вегетационные сосуды сохраняли в теплице в течение 28 дней и проводили мониторинг фитотоксических симптомов. После завершения периода 28 дней почву смывали с корней растений-томатов и оценивали в соответствии со следующей схемой:

Результаты, приведенные в таблицах 7 и 8, показывают, что все составы кадусафоса CS были эффективны в борьбе с нематодами на томатах и не имеется явных различий среди данных составов. В таблице 7 приводятся только данные для двух более низких доз применения, поскольку все обработки полностью подавляли нематоды при 1 и 2 кг а.и./гектар.

Составы В, Е, F, G и Н были испытаны против личинок блошки длинноусой южной кукурузы (SCR) для определения начальной и остаточной активности в почве составов кадусафоса CS. Каждый состав оценивали с использованием трех 5000-граммовых повторностей двух типов почвы (глинистая почва и песчано-суглинистая почва). Глинисто-суглинистая почва состояла из 30% глины, 30% песка и 3% органического материала, тогда как песчано-суглинистая почва состояла из 87% песка, 3% глины и 0,9% органического материала. До обработки почву помещали в ведро на 18,927 л (пять галлонов), сушили на воздухе и затем регулировали до состояния влагоудерживающей способности 50%. Каждый состав распыляли при 1,406 кг/см² (20 ф/д²) на просеянную почву при дозах применения 0,1, 0,2, 0,5 и 1,5 ч./млн для песчано-суглинистой почвы и 0,1 и 0,2 ч./млн для глинисто-суглинистой почвы. Ведра двух типов почвы были также опрысканы, как указано выше, при таких же дозах готовым составом 100 ME кадусафоса. После обработки почву перемешивали в течение пяти минут и затем переносили в контейнер на 2,84 литра. Почву покрывали и затем сохраняли при 26С и влажности почвы 40-50% в теплице до проведения испытания. При каждой серии отбора проб 50 граммов обработанной почвы добавляли в пластиковую чашку на 113,4 грамма, содержащую два зерна проросших два дня назад семян кукурузы, полностью покрывая его семена. Через пятнадцать дней к каждой чашке добавляли личинки SCR второй возрастной стадии. Каждую чашку покрывали плотной подходящей крышкой и помещали в климатическую камеру, которую выдерживали при 24-26С. Через 96 часов бумажные чашки на 226,8 грамма, соответствующие каждому контейнеру для почвы, заполняли на глубину приблизительно 1,27 см мыльной водой. В каждую бумажную чашку помещали воронку с пластиковым ситом на дне. Каждые 50 граммов инкремента экстрагированной почвы затем помещали в воронку в соответствующей бумажной чашке. Почва оставалась в воронке до тех пор, пока полностью не высыхала, и все живые личинки сползали в находящуюся внизу чашку. Число личинок SCR на дне чашки регистрировали как число живых личинок. Из этих данных в каждом образце почвы определяли процент смертности.

Результаты испытаний показывают, что составы CS кадусафоса настоящего изобретения обладают равной или незначительно большей остаточной активностью, чем состав кадусафоса 100 ME. Например, при 0,2 ч./млн в глинисто-суглинистой почве состав G вызывает 97% смертность за 84 дня после обработки, тогда как готовый состав кадусафоса 100 ME вызывает 40% смертность. Эти данные представлены в таблицах 9 и 10.

Настоящее изобретение не ограничивается осуществлениями, описанными здесь, но может быть изменено и модифицировано в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Такое изменение включает, но не ограничивается ими, смеси одного или нескольких пестицидов, независимо от того, капсулированы они или не капсулированы, в которых микрокапсулированный кадусафос настоящего изобретения является частью данной смеси.

Формула изобретения

1. Способ получения микрокапсулированного состава кадусафоса (S,S-ди-втор-бутил-О-этилфосфородитиоата), включающий стадии: а) образования водной фазы, содержащей один или несколько эмульгаторов и противовспенивающий агент; b) образования не смешивающейся с водой фазы, включающей кадусафос и мономер изоцианата; с) эмульгирования не смешивающейся с водой фазы в водной фазе с образованием дисперсии не смешивающихся с водой капель в водной фазе; d) добавления к дисперсии водного раствора одного или более полифункционального амина в количестве, эффективном для достижения межфазной полимеризации с мономером изоцианата с образованием таким образом микрокапсул кадусафоса.

2. Способ по п.1, в котором не смешивающаяся с водой фаза дополнительно включает углеводородный растворитель.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий отверждение микрокапсул.

4. Способ по п.3, дополнительно включающий нейтрализацию (установление нейтрального значения рН) микрокапсулированного состава кадусафоса.

5. Способ по п.4, в котором водная фаза дополнительно включает ксантановую камедь в качестве модификатора вязкости/стабилизатора и бактерицид; не смешивающаяся с водой фаза дополнительно включает углеводородный растворитель; к готовому составу после отверждения микрокапсул добавляют одну или несколько добавок, которые выбирают из группы, состоящей из от приблизительно 1,3 до приблизительно 6,0 мас.% пропиленгликоля, от приблизительно 5,0 до приблизительно 5,5 мас.% мочевины, от приблизительно 0,003 до приблизительно 0,30 мас.% ксантановой камеди, от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,10 мас.% одного или нескольких бактерицидов, вплоть до приблизительно 0,05 мас.% инертного красителя и вплоть до приблизительно 7,0 мас.% одного или нескольких поверхностно-активных веществ, причем каждый массовый процент указан относительно массы готового состава после введения добавок.

6. Пестицидный состав, полученный по способу по п.1.

7. Способ получения микрокапсулированного состава кадусафоса (S,S-ди-втор-бутил-О-этилфосфородитиоата), включающий стадии: а) образования водной фазы, включающей от приблизительно 0,3 до приблизительно 5,0 мас.% одного или нескольких эмульгаторов и от приблизительно 0,1 до приблизительно 1,0 мас.% противовспенивающего агента и дополнительно включающей, необязательно, от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,50 мас.% ксантановой камеди в качестве модификатора вязкости/стабилизатора, и, необязательно, от приблизительно 0,02 до приблизительно 0,1 мас.% бактерицида; b) образования не смешивающейся в водой фазы, включающей от приблизительно 50 до приблизительно 98 мас.% кадусафоса, необязательно, предварительно обработанного солью меди, от приблизительно 2 до приблизительно 35 мас.% полиметиленполифенилизоцианата (РМРРI) и, необязательно, от приблизительно 15 до приблизительно 30 мас.% углеводородного растворителя; с) эмульгирования не смешивающейся водой фазы в водной фазе с образованием дисперсии не смешивающихся с водой капель по всему объему водной фазы; d) перемешивания дисперсии при добавлении к ней водного раствора от приблизительно 10 до приблизительно 100 мас.% одного или нескольких полифункциональных аминов; е) отверждение микрокапсул путем продолжения перемешивания при нагревании дисперсии при температуре в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 60С в течение от 1 до 10 ч и f) необязательно, нейтрализации (установления нейтрального значения рН) состава с помощью кислоты.

8. Пестицидный состав, полученный по способу п.7.

9. Пестицидный состав кадусафоса (S,S-ди-втор-бутил-О-этилфосфородитиоата), включающий водную суспензию микрокапсул, причем микрокапсулы включают оболочку из полимочевины, окружающую сердцевину из кадусафоса, причем оболочка из полимочевины образована межфазной полимеризацией изоцианата и одного или нескольких полифункциональных аминов, оболочка из полимочевины не проницаема для кадусафоса в степени, достаточной для того, чтобы происходило снижение токсичности для млекопитающих данного состава в сравнении с составами в виде водной микроэмульсии, имеющей эквивалентную или меньшую концентрацию кадусафоса.

10. Пестицидный состав по п.9, который дополнительно включает: d) необязательно, от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,4 мас.% ксантановой камеди в качестве модификатора вязкости/стабилизатора; е) необязательно, от приблизительно 0,03 до приблизительно 0,05 мас.% одного или нескольких бактерицидов; f) необязательно, от приблизительно 0,7 до приблизительно 6,7 мас.% одного или нескольких поверхностно-активных веществ и g) необязательно, от приблизительно 1,2 до приблизительно 5,8 мас.% пропиленгликоля или мочевины.

11. Гранулированный пестицидный состав кадусафоса, включающий частицы носителя, покрытые микрокапсулами по п.9.

12. Гранулированный пестицидный состав по п.11, включающий от приблизительно 5 до приблизительно 30 мас.% микрокапсул, от приблизительно 60 до приблизительно 95 мас.% носителя и от приблизительно 0,05 до приблизительно 5,0 мас.% адгезивного агента.

13. Пестицидный состав, содержащий от приблизительно 150 до приблизительно 360 г кадусафоса на литр готового состава, от приблизительно 0,7 до приблизительно 2,5 мас.% поливинилового спирта и от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 мас.% противовспенивающего агента, причем состав включает водную суспензию микрокапсул, микрокапсулы включают оболочку из полимочевины, окружающую сердцевину из кадусафоса, причем указанная оболочка из полимочевины образована межфазной полимеризацией полиметилен-полифенилизоцианата (РМРРI) и одного или нескольких полифункциональных аминов, а содержание кадусафоса составляет от приблизительно 53 до приблизительно 92 мас.% не смешивающейся с водой фазы, образованной для межфазной полимеризации, содержание полиметилен-полифенилизоцианата (РМРРI) составляет от приблизительно 4 до приблизительно 25 мас.% от не смешивающейся с водой фазы и полифункциональный амин выбирают из группы, состоящей из диэтилентриамина (DETA), триэтилентетрамина (ТЕТА), 1,6-гександиамина (HDA) и комбинации одного или нескольких из ТЕТА, DETA и НDA.

14. Гранулированный пестицидный состав кадусафоса, включающий частицы носителя, покрытые микрокапсулами по п.13.