專利名稱：微囊農(nóng)藥的干燥水可分散組合物的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及干燥含微囊農(nóng)藥的水可分散組合物的制備。
微囊是在制備農(nóng)藥組合物中使用的技術(shù)或方法，尤其在制備含低熔點固體農(nóng)藥的組合物時有用。通常，當需要慢的或可控釋放的農(nóng)藥時，使用農(nóng)藥微囊。這通過在聚合物殼內(nèi)將含農(nóng)藥材料的顆?；蛭⒌涡纬赡覡钗锿瓿桑ㄟ^聚合物殼農(nóng)藥以可控速率轉(zhuǎn)移。農(nóng)藥釋放速率由農(nóng)藥性質(zhì)和微囊殼的類型，結(jié)構(gòu)和特性決定。反過來如現(xiàn)有技術(shù)所知，可通過選擇聚合物類型和數(shù)量以及殼壁形成的條件預先決定或構(gòu)成微囊殼的性質(zhì)。
微囊制劑或組合物在安全和毒性方面有些額外的優(yōu)點。由于農(nóng)藥包含在聚合物壁內(nèi)，通常有與如此調(diào)配的農(nóng)藥的制備，操作和施用有關(guān)的更少的灰塵和低得多的毒性，并且也有較低的動物毒性。
也可能制備其不以可控釋放為目的的農(nóng)藥微囊制劑。這種組合物在微囊中含有農(nóng)藥，通常微囊為較少的一方，并趨于有較薄的壁。當需要微囊全部內(nèi)容物相對快的釋放的情況下，這種類型的微囊農(nóng)藥可用于某種葉面施用?？墒?，當可能不以可控釋放為目的時，與非微囊制劑比較，利用微囊農(nóng)藥的減少的毒性和粉劑的優(yōu)點將是所需的。
微囊農(nóng)藥，不管可控釋放或快釋放類型，通常以微囊水懸浮液的形式出售。這種懸浮液天然地來自微囊制備過程，其通常涉及在水介質(zhì)中相對非水可溶液體(油)的分散液或乳液的形成。油相含要形成微囊的農(nóng)藥和一種或多種將形成聚合物微囊壁的單體。微囊制品由形成油/水分散液制備，接著由加熱和別的方法形成聚合，得到含非水可溶液體材料的聚合物微囊，在水相懸浮。
通常，以干燥形式提供這種微囊組合物比水懸浮液將更有利。干燥制劑可以農(nóng)藥相對高地填充量制備，較易從容器中取走，產(chǎn)生較少的環(huán)境污染，可貯藏較長時間，它們的貯藏和運輸不要求與大量水同時貯藏和運輸。另外，既然農(nóng)藥微囊一般在噴霧桶中用水稀釋微囊制劑形成可噴霧乳液而施用，提供水可分散的固體微囊農(nóng)藥制劑將是方便的，即能輕易地與水混合產(chǎn)生這種可噴霧材料。
本發(fā)明概述一方面，本發(fā)明含微囊農(nóng)藥的水可分散組合物的制備方法，所述的方法包括(a)制備水懸浮液，其包括含封入聚合物殼的至少一種水不溶性農(nóng)藥的微囊，聚合物殼懸浮在含水可溶聚合物的水介質(zhì)中；和(b)噴霧干燥步驟(a)的水懸浮液在含水溶性聚合物的基質(zhì)中制備含所述微囊的水可分散組合物，其中水溶性聚合物含約4到約25重量百分數(shù)的水可分散組合物。
本發(fā)明的另一方面涉及如此制備的產(chǎn)品，其包括在聚合物殼中含至少一種水不溶性農(nóng)藥的微囊，微囊包括在含水溶性聚合物的基質(zhì)中，水可溶性聚合物含約4至約25重量百分數(shù)的水可分散組合物。
附圖的說明


圖1是表示本發(fā)明的典型的所需組合物的電子顯微照相。
圖2是表示來自本發(fā)明的典型的可分散產(chǎn)品的微囊分散液電子顯微照相。
本發(fā)明的詳細說明根據(jù)本發(fā)明，制備以水可溶聚合物的基質(zhì)顆粒形式的具備顆粒性質(zhì)的相對干燥的水可分散組合物，該組合物包含在聚合物殼的基質(zhì)微囊內(nèi)，反過來聚合物殼的基質(zhì)微囊含一種或多種水不溶農(nóng)藥。簡而言之，在水溶性聚合物存在下這些組合物通過噴霧干燥微囊農(nóng)藥的水懸浮液制備。在噴霧干燥中使用的水溶性聚合物量是占噴霧干燥產(chǎn)品的約4至約25，優(yōu)選約4至約15重量百分數(shù)的水可溶聚合物。
能用在本發(fā)明中的含農(nóng)藥的微囊可由任何已知的微囊包封技術(shù)制備?？墒牵鼈儍?yōu)選由界面聚合方法制備。在這些方法中，制備相對地水不溶(通過定義為有機或油)液體相，其中含一種或多種液體農(nóng)藥，或一種或多種溶解或懸浮在溶劑中的液體或固體農(nóng)藥，任選一種或多種表面活性劑和一種或多種單體，其中所述單體將被聚合而形成用于包囊的聚合物殼。然后有機相被加入至水相，同時攪拌，形成在水(連續(xù)的)相中的有機(非連續(xù)的)相微滴分散液或乳液。水相可含一種或多種表面活性劑，保護膠體和現(xiàn)有技術(shù)已知的別的組分。然后分散液在各種條件下(通常攪拌和加熱)處理以引起有機相微滴中所含的單體在有機相和水相之間的界面聚合，形成包圍微滴的聚合物殼。得到的是在水相中的微囊懸浮液。
在美國專利5354742中描述了相對干燥的水可分散組合物的制備方法。那種方法中，向所述的微囊水懸浮液中加入通常的噴霧干燥助劑，得到的懸浮液如其中所述那樣噴霧干燥制備含微囊的水可分散顆粒。噴霧干燥助劑(也指懸浮助劑，附聚助劑和劑型助劑)優(yōu)選水可溶鹽如硫酸銨或氨化鈉，氯化鉀或氯化鈣。助劑也可包括表面活性劑，水可溶聚合物，高級醇和別的水溶性或水可分散性組分如樹膠，粘土和硅石。在該專利中沒有給出在該方法中使用的所述助劑的量的范圍。另外的助劑包括水可溶聚合物如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯醇(PVA)電解質(zhì)。使用任一所述材料的唯一的實施例是實施例8，其中微囊懸浮液含0.49重量百分比的PVP。根據(jù)該專利，劑型助劑用來在噴霧干燥過程中使微囊附聚。當將從自噴霧嘴放出的每個微滴去除水時，形成凝聚物，其含帶有在每個微囊之間均一分布的薄層助劑的許多小微囊。然后助劑通過將微囊相互之間分離并且將包囊之間相互跨接起作用，于是將囊的附聚制備成較大的在水中可分散的顆粒。
可是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這類技術(shù)不適合制備有相對薄的壁和/或相對易碎的農(nóng)藥微囊的水可分散顆?；蚋骄劢M合物。使用美國專利5354742的技術(shù)以這樣的微囊制備可分散材料的嘗試得到不能在水中分散的粘性材料。
能在本發(fā)明中使用的水可溶性聚合物包括合成的和天然的聚合物如聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇，聚環(huán)氧乙烷，乙烯/馬來酐共聚物，甲基乙烯醚-馬來酐共聚物，水可溶性纖維素，水溶性聚酰胺或聚酯，丙烯酸共聚物或均聚物，水可溶性淀粉和改性淀粉，天然樹膠如藻酸鹽，糊精和蛋白質(zhì)如凝膠和酪蛋白。優(yōu)選的水可溶聚合物是聚乙烯醇。
聚乙烯醇通常以固體形式出售，依分子量和水解度不同有各種品種。通常，低分子量或較低水解度的聚乙烯醇趨于更多水可溶性，因此更優(yōu)選。例如，部分水解的聚乙烯醇(如上限至約89-90％水解的)趨于更多水溶性的，于是在本發(fā)明中優(yōu)選使用。
例如，由Air Products & Chemicals，Inc得到的聚乙烯醇Airvol系列產(chǎn)品中，優(yōu)選的聚乙烯醇是Airvol203。它是87-89％水解的可溶解在水中形成重量百分比上限至30％PVA的溶液，并且有3.5-4.5厘泊粘度(4％水溶液，20℃)。另外兩個產(chǎn)品，Airvol103和107，有較高的水解度(98-98.8％)但較低的分子量。它們用于本發(fā)明中也是合適的但從它們制備的產(chǎn)品將趨向于在水中更慢地分散。
在本發(fā)明中通過將固體聚乙烯醇溶解在水中形成溶液而使用固體聚乙烯醇。
當聚乙烯醇和一些別的聚合物已知是有用的例如為提高水包油乳液的穩(wěn)定性作為保護膠體或共表面活性劑時，在形成微囊的方法中包括一些水溶性聚合物可能是有利的?？墒牵糜诖四康牡乃苄跃酆衔锪繎摫３窒鄬Φ牡?，優(yōu)選約5重量百分比或更少，更優(yōu)選不超過2-3重量百分比。于是，如果所用的水可溶性聚合物量是本發(fā)明范圍下限如約4-5％重量百分數(shù)，水可溶性聚合物可在微囊形成之后加入至微囊懸浮液，或一開始即可在分散液和得到的微囊形成時加入至水相中?？墒牵绻玫乃扇苄跃酆衔锪渴欠秶纳舷藁蛉绻纬傻娜橐焊?，它應該加入至微囊的已經(jīng)制備好的懸浮液中，不應該在微囊制備過程中存在，因為系統(tǒng)可能對好的乳液來說太粘以至難以形成或可能干擾包囊殼壁的制備。
如果農(nóng)藥濃度相對低，微囊方法可能能夠忽略較高量的水可溶聚合物，直至約10％。
在本發(fā)明中使用的水可溶聚合物量是將得到水可分散產(chǎn)品的量，其中所述的水可分散產(chǎn)品含約4至約25，優(yōu)選約4至15重量百分比水可溶性聚合物。如下面討論的，水可分散產(chǎn)品含聚合微囊(其含液體材料，包括一種或更多種農(nóng)藥和任選的一種或多種溶劑和/或表面活性劑)，水可溶聚合物，和可選的噴霧-干燥助劑。
有機相(即包封材料)可含任何合適的或液體或固體的農(nóng)藥?？僧敱旧硎且后w，或可在合適溶劑中溶解或懸浮時使用農(nóng)藥。在有機相/水相界面將引起聚合形成微囊聚合物殼的一種或更多單體也存在于有機相中。如前所述，單體可以是所用的這些中的任一種以制備聚合微囊；可是，最適合用于本發(fā)明的聚合物是聚脲和脲/甲醛共聚物。通過一種或多種有機聚異氰酸酯的縮合可如美國專利4285720所述制備聚脲?？商娲模ㄟ^有機聚異氰酸酯和有機胺之間反應可如美國專利5354742中所述制備它們。如美國專利4956129所述由醚化的氨基樹脂自縮合制備脲/甲醛共聚物。但在本發(fā)明的方法中可用其它已知的微囊類型如聚酰胺，聚酯，聚氨酯和聚碳酸酯。
除了農(nóng)藥和溶劑以外，有機相和包封的液體也可含一種或多種表面活性劑并且當農(nóng)藥對紫外光敏感時可另外含懸浮的顆粒狀的良好分散的紫外光保護材料如二氧化鈦和/或氧化鋅。在1995年4月27日申請的共同未決(copending)美國專利申請序列號08/430030中描述了含如此懸浮的紫外光保護劑的微囊的制備，其中我們兩人作為發(fā)明者。
可使用本發(fā)明的方法制備水可分散組合物，其中農(nóng)藥是適合于微囊包封的任何一種，并且尤其適用于制備含相對低熔點農(nóng)藥的組合物，尤其是殺蟲菊酯如λ-三氟氯氰菊酯，二氯苯醚菊酯，氯氰菊酯和其它種類，以及另外的低熔點農(nóng)藥如除草劑萘氧苯草胺，吡氟禾草靈和它的解析異構(gòu)體精吡氟禾草靈和殺菌劑azoxystrobin。
微囊的噴霧干燥在典型的噴霧干燥條件下進行并且使用典型的噴霧干燥儀器，其中入口溫度通常從約105至約200℃分布，出口溫度從約45至約95℃分布。
當所述典型的噴霧干燥助劑或添加劑通?？筛牧紘婌F干燥過程和由此得到的產(chǎn)品質(zhì)量時，在進行噴霧干燥之前向微囊懸浮液加入典型的噴霧干燥助劑或添加劑如粘土，樹膠，表面活性劑等將是有利的。
本發(fā)明的方法適合于制備相對薄壁的快釋放型和相對厚壁的可控釋放型的微囊的水可分散組合物。但其尤其適合于制備相對薄壁型的微囊分散液。
由本發(fā)明的方法制備的產(chǎn)品為含微囊的水可溶聚合物的基質(zhì)中(如聚乙烯醇)的形式。因此產(chǎn)品雙層界面阻止活性組分的釋放-包囊的聚合殼基本上由親水聚合物包圍，其用來在囊殼壁內(nèi)維持活性組分并保護殼免受環(huán)境條件不利的影響。
下面是本發(fā)明產(chǎn)品的代表實施例在進行實施例1-6時使用下面通用的方法含λ-三氟氯氰菊酯的微囊懸浮液如通常在美國專利4285720中所述制備，其中活性材料在聚脲殼壁內(nèi)包封，其中聚脲殼壁由甲苯二異氰酸酯和聚亞甲基聚苯基異氰酸酯(PAPI)異構(gòu)體的混合物界面聚合并縮合形成。產(chǎn)品是微囊的水懸浮液，其中微囊平均顆粒大小約3微米并且壁含量約7.5重量百分比(基于油相)。在實施例2中，微囊也包括于微囊內(nèi)在整個液相懸浮的和分散的4.2重量百分比的二氧化鈦。這種類型的微囊如1995年4月27日申請的共同未決申請08/430030所述制備。
微囊懸浮液通常與所示的500rpm的聚乙烯醇溶液量混合五分鐘。得到的懸浮液通過100目篩過濾并且在150±10℃的內(nèi)部溫度和70±10℃的外部溫度下噴霧干燥。
在此實施例中使用的聚乙烯醇是Airvol203，從Air Products andChemicals，Inc.得到。其有87-89％水解度并有pH4.5-6.5。
實施例1-根據(jù)前述方法制備一種組合物，其中包封溶解在Solvesso200的芳香溶劑(Exxon)中的λ-三氟氯氰菊酯。所加的噴霧干燥助劑是Reax85A磺化油(干產(chǎn)品的3.03重量百分比)、Kelzan黃原膠(0.25重量百分比)，和Witconte90表面活性劑(0.48重量百分比)。噴霧干燥之后產(chǎn)品含45.6重量百分比的λ-三氟氯氰菊酯和10.3重量百分比聚乙烯醇。可分散的產(chǎn)品有約20-80微米顆粒大小范圍。
實施例2-制備與實施例1相似的一種產(chǎn)品，含約42.0重量百分比λ-三氟氯氰菊酯，9.5重量百分比聚乙烯醇，和4.2重量百分比的二氧化鈦?？煞稚a(chǎn)品有約20-80微米的顆粒大小范圍。
實施例3-6由包括在下面表1中的所列的組分的上述的方法制備組合物。將0.042克組合物放于含100mL水的量筒并且倒轉(zhuǎn)量筒直至完全分散材料，以此測定組合物的分散度。表1表明為達到此種狀態(tài)必需的每種組合物的反轉(zhuǎn)數(shù)量，也表明由此制備的每種組合物的pH值。某些組合物包括另外的噴霧干燥助劑如Colloid225和Sopropher FLK表面活性劑。
測定實施例3-6的組合物在溫度-10℃，+40℃和+50℃上限至十二周的貯藏穩(wěn)定性并且在此測定中證明了良好的熱穩(wěn)定性。也測定組合物對抗兩種西紅柿芽蟲煙芽夜蛾的生物活性-菊酯抗性品種(PEG-87)和菊酯敏感品種(BRC)。LC50值由分布從敏感菌株的0.18-0.34ppm和抗性菌株的109-241ppm得到。
表1實施例 3 4 5 6重量％λ-三氟氯氰菊酯 47.147.6 46.844.6PVA 12.75.4 9.7 9.9Reax 85A 2.9 -- 2.9高嶺土 - 6.2 - -Colloid 225 - 5.4 - -Witconate AOK- 0.8 - -Soprophor FLK- -4.8 -其它成分*37.334.6 38.742.6分散度(反轉(zhuǎn)數(shù)20 30 36 20#)pH 5.0 7.9 5.0 5.0*包括微囊殼壁，溶劑和制備微囊時用的別的組分。
實施例7′-微囊如前所述制備，但含作為活性組分的技術(shù)級吡氟禾草靈(水懸浮液中占44.8重量百分比)。然后加入作為噴霧干燥助劑的蘇打灰(0.48重量百分比)Kelzan黃原膠(0.09重量百分比)50％苛性堿溶液(0.08重量百分比)和Proxel GXL生物殺傷劑(0.09重量百分比)。然后加入13.53克聚乙烯醇(Airvol 203，20％水溶液)。如前所述噴霧干燥制備可分散組合物。
圖1是表明在聚乙烯醇基質(zhì)中微囊附聚的典型的水可分散產(chǎn)品的電子顯微照相(2000X)。圖2是在水中分散之后的此產(chǎn)品的顯微照相(600X)，清楚地表明幾乎所有的大顆粒原料已溶解，并且微囊很好地被分散。
權(quán)利要求
1.含微囊包封的農(nóng)藥的水可分散組合物的制備方法，包括(a)形成含微囊的水懸浮液，微囊含至少一種包封在聚合物殼內(nèi)的水不溶農(nóng)藥，聚合物殼懸浮在水介質(zhì)中，水介質(zhì)含水溶性聚合物；和(b)噴霧干燥步驟(a)的水懸浮液制備水可分散的組合物，其含在基質(zhì)中的所述微囊，基質(zhì)包含所述的水可溶聚合物，其中水可溶聚合物含從約4至約25重量百分比的水可分散組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中水可溶聚合物含約4至約15重量百分比水可分散組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中微囊聚合的殼是聚脲或脲/甲醛共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其中水可溶聚合物選自聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇，聚環(huán)氧乙烷，乙烯/馬來酸酐共聚物，甲基乙烯基醚馬來酐共聚物，水可溶纖維素，水可溶聚酰胺，水可溶聚酯，丙烯酸共聚物或均聚物，水可溶淀粉和改性淀粉，樹膠，糊精和水可溶蛋白質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其中水可溶聚合物是聚乙烯醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其中水可溶聚合物是聚乙烯吡咯烷酮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的方法，其中農(nóng)藥是低熔點的固體農(nóng)藥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其中農(nóng)藥是菊酯殺蟲劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中農(nóng)藥是λ-三氟氯氰菊酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的方法，其中微囊進一步含在液體中懸浮的固體材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中固體材料是顆粒狀完全分散的紫外光保護劑。
12.由權(quán)利要求1-11任一項所述的方法制備的組合物。
全文摘要
在水可溶性聚合物,優(yōu)選聚乙烯醇存在下由噴霧干燥含所述農(nóng)藥的水懸浮液制備含微囊農(nóng)藥的固體水可分散組合物。
文檔編號A01N25/14GK1190326SQ9619531
公開日1998年8月12日 申請日期1996年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月7日
發(fā)明者H·B·舍爾, J·L·陳, R·J·羅 申請人:澤尼卡有限公司