易于调节释放速率的微胶囊的制作方法

专利名称：易于调节释放速率的微胶囊的制作方法
发明
背景技术：
本发明涉及农业化学品微胶囊化组合物，尤其是除草剂的微胶囊化组合物。本发明还涉及控制释放其内容物的微胶囊。
在农药工业中，控制释放生物活性物质是令人关注的主题。受控制的释放系统能够降低农药的用量和挥发损失。常规乳油和浓悬浮剂的一次性释放方法的严重缺点是农药易渗入到田间水中，而释放受控制的系统可明显克服这一缺点。控制释放能够降低产品的毒性，获得好的作物安全性。利用这些优点开发了多种微胶囊和微球制剂。
现已开发了一些微胶囊化的技术，其中的许多种广泛地应用在绘图和医药工业。可是在农业领域，大多数商品化技术限于界面聚合形成的聚脲壳壁。芳族的异氰酸酯广泛地被用作多胺交联剂(Beestman，US4，280，833)或其它芳族异氰酸酯在原位水解生成胺(Scher，US4，643，764)。上述方法简单并基本上适用。可是这些坚硬的微孔胶囊不能完全地适合控制释放的需要。
对上述聚脲微胶囊的释放机理作过简单的定义。有报道说，核芯材料从胶囊中溢出或是通过从微胶囊壳壁扩散或是通过在环境压力引起的微胶囊破裂。调节上述微胶囊释放速率的唯一手段是改变壁厚或粒径。
降低壁厚增加释放速率会受到一定的限制。在操作中或在田间，生成的薄壁容易引起过早的机械破裂，造成立即释放。当核芯物质(即在壳壁内的物质)通过壁上的缝隙与外部媒介物直接接触还会引起差的包装稳定性。一些核芯物质可在胶囊外结晶，在喷雾使用时出现问题。这种产品在抗絮凝方面，与乳油的稳定性相仿。当运送到田间时，与常规的乳油相似会很快释放。
如果壁厚增加，生物效率很快降至边际效应水平。实际上，界面聚合也会限制壁厚。随着聚合物沉淀，反应的扩散受到限制。反应速率会降低到有害的副反应占优势的程度。在核芯中残留的水份引起的异氰酸酯水解是常见的一种副反应。由于这种反应不是发生在界面上，不能保证这种聚合作用对壁形成有所贡献。
通过改变粒径调节释放遇到的最主要的问题与改变壁厚有关。一方面，这是一种简单的间接调节壁厚的方法。而且，理想的界面聚合技术适合于生产2至12微米范围的胶囊。在这两个极限之间，释放速率不会明显变化。随着粒径增加不可避免地出现扩大粒度分布，其混合效应对释放速率的限制进一步减弱。
因此，现有技术的微胶囊化工艺只适合生产释放速率非常快或释放速率非常慢的微胶囊。对给定的活性成分(例如除草剂)，本领域技术人员很难使释放速率最优化，从而获得最大的生物效率。为了突破这些限制，尝试过多种制剂手段。有人提出两种包装或单独包装混合的微胶囊和游离农药活性成分的分散液和溶液(Scher US5，223，477和5，049，182)。本发明的目的之一是提供一种微胶囊，其释放机理和速率是可信和容易调节的。
本发明概述本发明的一个方面是制备微胶囊化组合物的方法。上述方法包含(a)混合(i)三异氰酸酯，其为具有下式的线性脂族异氰酸酯的加成物O=C=N-(CH2)n-N=C=O(1)其中n为4-18，(ii)含有环脂族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯含具有大约6-32碳原子，更优选大约8-18碳原子，和(iii)含有核芯化学物质的水不混溶组合物；(b)加入水液，形成水包油乳液；(c)向乳液中加入多胺；和(d)使三异氰酸酯，二异氰酸酯，和多胺反应，从而生成具有胶囊壁的多元微胶囊，在微胶囊的胶囊壁内，包囊至少主要部分的核芯化学物质。
在本文中“主要部分”意为在步骤(a)加入的核芯化学物质的多于约50％重量最终被包囊在胶囊壁中。优选的，核芯化学物质的多于约75％重量被包囊，最优选的，多于大约90％的核芯化学物质被包囊。
反应步骤(d)优选在加热混合物条件下进行，直到异氰酸酯在2270cm-1下的红外吸收峰基本消失。在本文中“基本”意为至少大约90％的峰面积已消失，更优选的至少大约95％的峰面积消失。可将混合物加热至大约40-60℃，约0．5-3小时。
本发明的一个实施方案中，核芯化学物质包含至少一种农业化学品。适合的农业化学品例如包括除草剂、杀虫剂、和杀真菌剂；植物生长调节剂；安全剂；肥料；和植物营养物质。在优选的实施方案中，农业化学品包含除草剂。特别优选乙酰苯胺类除草剂如甲草胺、乙草胺和丁草胺。
在另一个优选实施方案中，水-不混溶组合物包含第一种农业化学品如除草剂和第二种农业化学品，如安全剂。
三异氰酸酯优选具有下述结构式 其中R1，R2，和R3独立地是1-18碳原子烷基；和其中X为选自下组的偶联剂叔碳、聚碳化二亚胺、衍生自脂肪醇或多元醇的聚氨酯，或其组合物。偶联剂X的分子量优选小于500。X最优选为与水、醇、多元醇、羧酸、或胺偶联反应制备的六亚甲基二异氰酸酯的均聚物或三聚物。
本发明特别优选的实施方案中，三异氰酸酯具有下述结构式 其中R独立地是1-18碳原子烷基，和其中Y为含有羰基部分并具有1-6碳原子的基团。
二异氰酸酯优选具有下式O=C=N-R4-R5-R5-N=C=O(4)其中R4和R6各自独立地为0-6碳原子的脂族基团，和其中R5包含至少一个5-13，优选5-6碳原子的取代或未取代脂环族或芳香族基团。如果R5包含多环基，环部分可彼此直接相联或通过亚甲基相联。
选择三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例以提供所需的微胶囊释放速率。在一个实施方案中，三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例，以等量异氰酸酯当量计，在大约90∶10至大约30∶70。可选择的，核芯化学物质可与疏水稀释剂混合，疏水稀释剂如大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化的联苯，或萘。上述存在的疏水稀释剂，应使将从微胶囊中释放的核芯物质的百分比最大化。换言之，疏水稀释剂作为可能被截留的核芯物质的替代物。
本发明的一个特定的实施方案是制备除草剂微胶囊化组合物的方法，其中包含(a)混合(i)上述三异氰酸酯，(ii)上述脂族二异氰酸酯，和(iii)含有除草剂的水不混溶组合物；
(b)将步骤(a)的混合物分散于含有胶体的水溶液中，形成水包油乳液；(c)向乳液中加入多胺；和(d)在温度高于约40℃加热步骤(c)的混合物，由此生成具有胶囊壁的多元微胶囊，在微胶囊的胶囊壁内，包囊至少主要部分的农业化学物质。
在步骤(b)中使用的胶体选自下组包括的物质明胶、酪蛋白、聚乙烯醇、烷基化聚乙烯吡咯烷酮聚合物，马来酸酐-甲基乙烯基醚共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸-丁二烯共聚物、马来酸酐-二异丁烯共聚物、木质素硫酸钠和钙、磺化萘-甲醛缩合物、改性淀粉和改性纤维素(如通过聚合物与环氧乙烷、环氧丙烷、或其它烷氧化物反应生产的水溶性醚)。
本发明的另一个方面是选择性释放的微胶囊化组合物，其包含多元微胶囊，该微胶囊包含(a)包含上述三异氰酸酯、上述脂族二异氰酸酯、和上述多胺的聚合产物的胶囊壁，和(b)由胶囊壁包囊的内部相。内部相包含第一种核芯物质(如除草剂)和第二种核芯物质(如安全剂)。根据胶囊壁的性质，第一种核芯物质的释放速率与第二种核芯物质的释放速率不同。
本发明上述方面的一个具体方案是除草剂微胶囊化组合物，包括多元微胶囊。每个微胶囊包含(a)上述胶囊壁；和(b)包含除草剂的内部相，并包囊在胶囊壁中。
本发明另一方面是除草方法。本方法包含向植物、土壤、和生长介质施加除草有效量的包含微胶囊的水分散液的组合物。每个微胶囊包含上述胶囊壁，和含有除草剂并包囊在胶囊壁中的内部相。
本发明除草方法的一个实施方案中，能够在同一块田间保护有价值作物的同时防治杂草。在此方法中，以除草有效量将组合物使用到包括杂草和作物的田间，防治杂草。本组合物包含多元微胶囊，其具有上述胶囊壁和内部相。在此实施方案中的内部相含有除草剂和安全剂(也可称作除草剂的化学解毒剂)。安全剂保护除杂草外的作物不受除草剂影响。根据胶囊壁的性质，安全剂从微胶囊中释放的最初速率比除草剂大，由此提高对作物的保护。通过两种途径获得或提高这种释放速率的不同(1)使用的安全剂在胶囊壁上的溶解度比除草剂大，或(2)使用的安全剂的分子尺寸比除草剂小。
通常，使用简单的方法生产其渗透性容易调整控制释放的聚脲壳壁。渗透性的调整是通过简单改变壁前体的组份，改变聚合物壁的链段流动性。通过使用两种脂族异氰酸酯的混合物达到此目的。一种异氰酸酯(三异氰酸酯)将柔性链段引入到壁中，同时另一种(二异氰酸酯)引入刚性链段。使用两种异氰酸酯的比例限定了壁渗透性，由此限定了微胶囊释放速率。使用的异氰酸酯是脂族的以避免妨碍水解的副反应效应。最好不使用芳族和脂族异氰酸酯的混合物，这是因为它们的反应速率不同，不容易生成均匀壁。
本发明其它优点是两种或多种成分可以被包覆在微胶囊壳壁中。包覆在核芯中的两种成分，根据其溶解度和分子大小，可以不同速率释放。当两种被包囊的成分是除草剂和安全剂时，这种性能特别明显。在胶囊核芯中，以60∶1的重量比向乙草胺中加入安全剂解草呋[CA索引名唑烷，3-(二氯乙酰基)-5-(2-呋喃基)-2，2-二甲基-，(±)-(9CI)；CA号141980-03-2]，导致在最初的释放阶段胶囊外的有效安全剂／除草剂比例为20∶1。在此实施方案中，从壳壁中安全剂的释放速率比除草剂快，并能提高对作物的安全性。因此，本发明提供选择性半渗透微胶囊。
如上述，上述微胶囊核芯中多种成分的释放速率可通过向核芯中加入溶剂改变。例如，向核芯中加入石蜡油(对壳壁溶解性很差的溶剂)，会很快降低核芯物质的释放速率。加入对壳壁溶解性好的溶剂会促进释放。使用的核芯稀释剂的化学性质和用量决定其释放性能。
附图简述


图1是核芯物质释放半衰期图，以天计，为作为异氰酸酯混合物中的得自TMXDI(间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯)的异氰酸酯(NCO)当量的百分数的函数，在异氰酸酯中混合物中含有TMXDI和Desmodur N3200(六亚甲基二异氰酸酯的三官能基缩二脲加成物)，其中使用的胺固化剂是TETA(三亚乙基四胺)。
图2是
图1中核芯物质释放半衰期图，但是对组合物所作，其中DETA用作胺固化剂。
图3是残留在微胶囊核芯中活性物质分数的自然对数图，为实施例16，17和18组合物对时间的函数。
图4是乙草胺从微胶囊核芯中释放百分数图，为时间函数。
图5是几种乙草胺制剂除草抑制率图，为时间函数。
图6是残留在微胶囊中乙草胺分数的自然对数图，为几种温度下的时间函数。
图7是解草呋安全剂和乙草胺从微胶囊核芯中释放百分数图，为时间函数。
图8是残留在微胶囊中的乙草胺和安全剂分数的自然对数图，为时间函数。
图9是几种乙草胺制剂除草抑制率图，为时间函数。
实施方案详述现已发现了一种微胶囊化的方法，其能够生产具有一定机械强度，并容易调节释放速率的微胶囊。释放作用是通过胶囊壁控制，不需要微孔性和机械破裂。本方法是通过处理壳壁的分子组合物，特别是通过改变脂族异氰酸酯新型混合物中的相对量而完成。具体的，现已发现包括线性脂族异氰酸酯的三官能基加成物和二官能基脂族异氰酸酯的两种成分的混合物，其本身含有脂环族环或芳环链段，通过多胺(即多官能胺)界面交联生成含有二官能环异氰酸酯与三官能线性脂族异氰酸酯的比一定的渗透性的聚脲壁。
胶囊化的方法可连续进行或批量进行，优选包括五个步骤1．两种异氰酸酯，即线性脂族异氰酸酯的三官能团加成物和含有环链段的二异氰酸酯，与核芯物质混合以制备出内部相(IP)；2．将保护胶体溶于水中以制备外部相(EP)；3．将内部相分散在外部相中形成水包油乳液；4．向乳液中加入多胺；和5．在40-60℃加热混合物直到异氰酸酯在2270cm-1红外吸收峰消失，通常反应需要0．5至3小时。
本发明的另一个方面是提供一种通过单独、连续方法生产胶囊的方法，其中可制备不同释放速率的一定比例的胶囊群。以此方式，制备胶囊浆液，对使用周期的不同时期，提供最佳的释放速率。例如，对于除草剂，快速释放用于产生强大的初效，中度释放能够控制生长，长期释放可在整个生长季防治杂草，这些可设计到一个浆液中。这可以通过以下方法容易地达到，通过以程序化的方式串联的单独加料泵在乳化之前，改变加入到步骤1中核芯物料流中的两种异氰酸酯的相对量。
在本发明中使用的线性脂族异氰酸酯的三官能团加成物是二异氰酸酯与偶联剂反应的产物，二异氰酸酯含有n个亚甲基基团，偶联剂如水或低分子量的三醇，如三甲基醇丙烷、三甲基醇乙烷、丙三醇、或己三醇。二异氰酸酯起始物具有下式O=C=N-(CH2)n-N=C=O(5)其中n为大约4-18。三异氰酸酯适合的实例中n=6，包括包含六亚甲基-，1，6-二异氰酸酯加成物的缩二脲(6)(Desmodur N3200，购自Miles；Tolonate HDB，购自Rhone-Poulenc；Luxate HB3000购自Olin)，六亚甲基-1，6-二异氰酸酯的三异氰脲酸酯(7)(DesmodurN3300，购自Miles；Tolonate HDT，购自Rhone-Poulenc；LuxateHT2700购自0lin)，和羟三甲基丙烷和六亚甲基-1，6-二异氰酸酯的三异氰脲酸酯加成物。这些化合物的结构式如下 和 其中R为-(CH2)n-，和n为上述的6。
在本发明中使用的含有脂环族或芳香环链段的脂族二异氰酸酯包括间四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯(5)，4，4’-二异氰酸根合-二环己基甲烷(Desmodur W购自Miles)，和异佛尔酮二异氰酸酯 应说明的是上述原料不需要100％纯。例如，上述官能度在2．6-3．4之间的物质是商品级的三官能异氰酸酯。其中包括三官能异氰酸酯的稍高或低分子量的类似物，在本发明中，所得平均官能度在3左右是可以接受的。
优选的多胺是二亚乙基三胺和三亚乙基四胺，但是其它类似多胺也可能具有相应功能。其它适合多胺的实例是亚氨基二丙胺，二(六亚甲基)三胺，聚氧亚丙基三胺，胺环氧加成物，和亚乙基二胺至六亚甲基二胺的烷基二胺(即，其中的烷基具有大约2-6碳原子)。
在本发明中使用的保护胶体包括明胶、酪蛋白、聚乙烯醇、烷基化聚乙烯吡咯烷酮聚合物，马来酸酐-甲基乙烯基醚共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸-丁二烯共聚物和马来酸酐-二异丁烯共聚物、木质素磺酸钠和钙、磺化萘-甲醛缩合物、改性淀粉、改性纤维素如羟乙基或羟丙基纤维素，和羧甲基纤维素。
任何水不溶液体，低熔点固体(M．P．＜80℃)，或水不溶物质的油溶液都可以通过本方法包覆。例如可包覆农药。除草剂，如乙酰苯胺类的甲草胺、乙草胺和丁草胺是特别优选的核芯物质。在同一个微胶囊核芯中可以包括多于一种的除草剂。
除了除草剂或替代除草剂的其它农药也可包括在核芯中。在一个优选的实施方案中，核芯包含除草剂和安全剂。安全剂保护一或多种所需植物不受除草剂除草作用的影响。在本实施方案中，在所需植物得到保护的同时保证了除草剂杀死有害植物。在除草剂领域已知多种安全剂。当在核芯中包括的除草剂是乙酰苯胺时，适合的安全剂包括解草呋，AD67(Nitrokemia；1-氧杂-4-氮杂-4，5-癸烷，4-二氯乙酰基)抑害安，和解草酮。
微胶囊的核芯可任选包括一或多种溶剂，选择溶剂可以改变胶囊内容物的释放速率。适合的溶剂包括对壳壁溶解性差的溶剂，如大约12-28碳原子的石蜡油，和烷基化的联苯或萘。上述物质的实例为Norpar 15，Exxsol D110和D130，Orchex692(均购自Exxon Co．)；Suresol 330(购自Koch)；和二异丙基萘。适合的溶剂还包括对壳壁溶解度好的溶剂，如高级芳香溶剂或酯类如Aromatic200(Exxon)，Citroflex A-4(Pfizer)，和己二酸二乙酯。
本发明组合物可被制备成包含微胶囊悬浮液或分散液的液体浓缩物。可用水稀释上述液体浓缩物，然后使用除草剂领域已知的喷雾设备，将上述浓缩物喷雾施用到植物或土壤上。可选择地，本发明组合物可制备成不需要稀释即适合喷雾的喷雾溶液的形式。
下述实施例例示了本发明的一些实施方案，但不构成对本发明范围的限制。
实施例1-11外部相(EP)的制备在16盎司的广口瓶中装入285．5g的热水(60℃)。伴随搅拌，加入8．2g188MT工业纯明胶(购自Milligan & Higgins，Johnstown，NY)。明胶溶解10至20分钟。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。在8小时内使用结果最好。在下述实施例中，225A食用明胶代替188MT。
内部相(IP)的制备在16盎司的广口瓶中装入预热到50℃的371．9g的甲草胺。在广口瓶中称重两种异氰酸酯，22．7g的Desmodur N3200(六亚甲基二异氰酸酯的三官能基缩二脲加成物)和7．5g间-TMXDI(间六甲基亚二甲苯基二异氰酸酯)。搅拌溶液获得清澈、均匀溶液。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。而且，为了取得最好效果，在8小时内应使用溶液。
乳化作用将EP加入到预热到50℃的市售韦林氏搀和器中。市售韦林氏搀和器(Blender 700，Waring Products Division，DynamicsCorporation of America，New Hartford，Connecticut)的电源是0-140伏可变自耦变压器。变压器的混合速度设置为60伏，IP加入到EP中的间隔超过16秒。在4秒内，通过将电压提高到110伏，增加混合速度；这种速度保持15秒(时间=0)。将乳液转移到在一个加热盘上的一升烧杯中并搅拌。
固化乳化后3分钟内，将在7g水中的6．8g的TETA(三亚乙基四胺)加入到搅拌乳液中。盖上烧杯，并将温度保持在50℃，2小时，或直到异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰消失。
制剂向浆液中，加入20．5g 2％Proxel水溶液作为防腐剂。用其它方法进一步配制胶囊浆液。但为了分析胶囊的释放速率，将上述浆液简单地分为两等份其中的346g不加改变，标记为1A(pH=7．86)，另外346g中加入10g NaCl和20g CaCl2，进行改性，标记为1B(pH=6．48)。在这种情况下，盐通过平衡胶囊与EP的密度，并降低了甲草胺在EP中的溶解度，改善了产品的包装稳定性。胶囊平均粒径3微米。实施例2至4和对比实施例5和6通过相同的方法制备。明显的不同仅仅是两种异氰酸酯的相对量明显不同。实施例7-11采用相同的方法，除了使用DETA(二亚乙基三胺)作为多胺，乙草胺作为被包囊的除草剂。在实施例7-11中，核芯中还包括解草呋安全剂。组合物在下述的表1和表2中给出。
实施例12如实施例3中相同方法制备，除了使用7．16g DETA代替7．61gTETA。这种胶囊的Higuchi释放半衰期测定为152年。
表1重量(克)说明 成分 实施例1 实施例 2 实施例3 实施例4 实施倒5 实施例6外部相水 水 285．5 284．7284．7284．7285．4284．7保护胶体 明胶 8．2 5．8 8．2 5．8 8．2 5．8内部相核芯 甲草胺371．9 371．9371．9371．9371．9371．9秉性段N3200 22．718．6 12．7 4．3 3l0三异氰酸酯刚性二异氰酸酯TMXDI 7．5 12．2 16．9 25．8 0 28．6变联剂多胺 TETA 6．8 7．3 7．6 8．6 5．9 8．6水 79．3 7．9 8．9 7 8．9配方防腐剂2％Proxel 23．121．5 35．6 2020．4 22．2水溶液水 02020400 20总量732．7 751．3765．5770 729．8 750．7％在核芯壁中10 101010 10 10％异氰酸酯当量N3200中 67 503310 1000TMXDI中 33 50 67 29天 26小时 20小时表2重量(克)说明成分实施例7 实施例8 实施例9实施例10 实施例11外部相 5597324水 水 284．7 284．7 285．3284．8 285．3保护胶体明胶 5．8 5．8 8．2 5．8 8．2内部相核芯活性物质乙草胺 360360360 360360安全荆 解草呋 12．1 12 12．1 12 12垂性三异氧酸酯 N320022．7 18．3 15．1 12．7 29刚性二异氰酸酯 TMXDI7．5 12．3 15．1多胺 DETA 6．4 6．9 7．1 7．2 6．1水 6．4 7．6 7．4 7．3 7．1配方防腐剂2％Proxel水溶液22．8 19．9 20．121．4 21．1水 0 0 00 0总量728．4 727．5 730．4 728．1 731％在棱芯壁中10 10 10 10 10％异氰酸酯当量N3200中 67 50 40 33 90TMXDI中 33 50 60 6710Hillucbi释放半衰期 1年 16年95年 6年 3天释放速率的测定方法称重150mg至100ml体积容器中，用去离子水补充至标记处并混合。移至1／2加仑广口瓶(冲洗6次入广口瓶)中，用去离子水或水加缓冲溶液将广口瓶补充至净重1000g。测定浆液pH值。(除了搅拌棒不加入其它物质。)在不同时间将样品通过0．22微米，25mm注射滤器(1)过滤。温度为28-30℃。
在大体积水中核芯物质的释放百分比，大至足以作为理想下沉(即，没有反扩散)处理，将其相对于时间的平方根作图。图表呈线性，斜率为释放速率常数。这个常数用来计算释放50％胶囊核芯物质需要的时间，释放半衰期。在上表中组合物下给出了每个实施例的释放半衰期。
当释放半衰期作为在N3200TMXDI异氰酸酯混合物中的TMXDI的异氰酸酯(NOC)当量的百分数的函数作图时，随着TMXDI含量增加，半衰期很快增加。(参见
图1)。以异氰酸酯当量计，当TETA作交联剂时，最大值出现在67∶33(TMXDI∶N3200)共混物，DETA作交联剂时，最大值出现在60∶40。TMXDI与N3200在10∶90至70∶30当量比范围中的混合物是最优选的组合物。在此区域中壳壁的链段流动性，其渗透性控制着胶囊的释放速率。固体状态NMR松弛研究表明壁是均匀的。而且，松弛数据表明在最大值的高TMXDI侧聚合物坚硬度足够使该区域不被渗透。与NMR数据相矛盾，在此区域观察到的释放速率的增加，提示微孔性开始出现。形成的不连贯的膜或过量的收缩是其起因。因此不优选使用80∶20至100∶0(TMXDI∶N3200)区域。
图2显示了组合物的释放半衰期，其中用DETA代替了TETA。
实施例13EP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入1227．31g的热水(60℃)。伴随搅拌，加入35．35g 250TG工业纯明胶(购自Milligan & Higgins，Johnstown，NY)。明胶溶解10至20分钟。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。在8小时内使用结果最好。
IP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入预热到1600g组合物，其中含有30份乙草胺加1份解草呋安全剂，将组合物预热至50℃。在广口瓶中称重两种异氰酸酯，78．69的Desmodur N3200(六亚甲基二异氰酸酯的三官能基缩二脲加成物)和25．84g间-TMXDI(间六甲基亚二甲苯基二异氰酸酯)。搅拌溶液获得清澈、均匀溶液。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。而且，为了取得最好效果，在8小时内应使用溶液。
乳化作用将EP加入到预热到50℃的市售韦林氏搀和器中(1加仑)。设定搅拌器在中速，变压器在60伏，IP加入到EP中的时间超过35秒。在5秒内，通过使混合器设置升高并将电压提高到110伏，增加混合速度；这种速度保持45秒(时间=0)。将乳液转移到在一个加热盘上的四升烧杯中并搅拌。
固化乳化后3分钟内，将在23．47g水中的23．47g的TETA(三亚乙基四胺)加入到搅拌乳液中。盖上烧杯，并将温度保持在50℃，2小时，此时异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰消失，即转化90+％。
制剂向浆液中，加入88．17g 2％Proxel水溶液作为防腐剂。进一步通过加入102．17g NaCl和204．35g CaCl2改性胶囊浆液。胶囊平均粒径3微米。壁为33％(当量)TMXDI和67％Desmodur N3200的共混物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。
壁与核芯物质的比例的计算是通过三异氰酸酯，二异氰酸酯，和固化剂的量相加，除以被包囊的活性成分量的总数而得(例如，(78．69g N3200+25．84g TMXDI+23．47g TETA)／1600g乙草胺和解草呋)=8％)。
通过上述方法测定释放速率，测定最终Higuchi释放半衰期为42天(根据代表式，最初设定预期值为25天)。
实施例14重复上述实施例，除了在IP中TMXDI的相对量降低；使用了90．36g的Desmodur N3200和15．07g的间-TMXDI。在固化中，将22．57g的TETA的22．57g水溶液加入乳液。在其它方面，与实施例13相同进行制备。平均粒径也是3微米。壁为20％(当量)TMXDI和80％Desmodur N3200的共混物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。测定释放速率，测定最终释放半衰期为3天(根据代表式，最初设定预期值为5-7天)。
实施例15重复实施例13，除了在IP中不使用TMXDI；仅使用了134．29g的Desmodur N3200。在固化中，将25．71g的TETA在25．71g水中的溶液加入乳液。在其它方面，与实施例13相同进行制备。平均粒径也是3微米。壁为100％Desmodur N3200，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。测定最终Higuchi释放半衰期为4小时(根据代表式，最初设定预期值为1天)。
生物效果的测定测定14天效果的方法在第14天，对上述组合物进行湿／干生测，确定是否三种不同的释放速率产生三种不同的效果。将高粱(Rox orange sorghum)和稗以1／2英寸的深度播种于包含Dupo淤泥沃土混合物的4平方英寸面积的标准小区中。采用径向喷雾器施用除草剂，每英亩的喷雾体积为20加仑。乙草胺的施用量为0．032-1．0 lb／acre活性成分。处理在两种土壤湿度地区进行，湿土和干土。湿土条件包括在略湿土壤上喷雾并在试验期间保持这种土壤条件。干土条件包括在风干的土壤上喷雾，并在施用最初24小时后保持干燥，此后向所有的盆中浇水，并在试验期间保持湿度。所有的盆被放置在补充少量热量的温室中，需要时可选择的地下灌溉和顶部浇湿，在试验期间保持适当的湿度。两周后评价除草效果。
结果发现效果直接与释放半衰期有关。在14天的试验期间，含有33％TMXDI的实施例13组合物得到的杂草抑制率为65％(处理平均值)，表明释放率低。含有20％TMXDI的实施例14组合物得到的杂草抑制率为75％(处理平均值)，和无TMXDI的实施例15组合物得到的杂草抑制率为84％(处理平均值)。随着TMXDI含量降低，释放速率和生物效率增加。高含量的TMDXI配制物可减少最初的释放速率，在其核芯消耗完之前持续较长时间-提供较长期的杂草防治。通过下述试验确定长期的防治。
控制释放温室试验-长期控制的方法用实施例13和14的组合物进行控制释放(CR)温室试验，使用禾乃斯除草剂乳油(孟山都)为对照。将狗尾草以1／2英寸的深度播种于包含Dupo淤泥沃土混合物的4平方英寸面积的标准小盆中。和以前一样，采用径向喷雾器施用除草剂(20加仑／英亩)，所有的除草剂以两种剂量0．25 lb／a和0．5 lb／a(有效成分)。两折的粗棉布(或尼龙筛)放置在1／2英寸被处理土壤的下面，除去顶部1／2英寸土壤表面使得在随后的生测周期中能够种植植物。植物种植后，除去粗棉布并丢掉。每7天种植杂草，并在两周后评价数据。将覆盖的土壤轻轻弄碎或打碎，然后再次放入新盆中。试验进行60-70天，种植7次并进行了评价。
结果在0，7，和14天，禾乃斯乳油表现出的防治狗尾草的最高防治水平为＞90％。可是，施药18天后，两个控制释放实施例(13和14)开始表现出更好的防治狗尾草的效果。在剩下的30天生测周期中，上述CR制剂一直保持超过禾乃斯乳油的效果。使用较高的剂量，实施例13的组合物比实施例14在30天中提供的防治效果要好，与释放半衰期和TMXDI含量一致。
实施例16EP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入1215．16g的热水(60℃)。然后加入50．67g Sokalan CP9(购自BASF，Parsippany，NJ)和1．26g的酪蛋白。伴随搅拌，酪蛋白溶解20至30分钟，然后用0．85g的柠檬酸单水合物将pH调低至7．7。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。在24小时内使用溶液结果最好。
IP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入1600g的30份乙草胺加1份解草呋安全剂的组合物中，组合物被预热到50℃。如实施例13中，在广口瓶中称重两种异氰酸酯，78．69g的Desmodur N3200和25．84g间-TMXDI。搅拌溶液获得清澈、均匀溶液。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。该溶液将在8小时内应使用。
乳化作用
将EP加入到预热到50℃的市售(1加仑)韦林氏搀和器中。变压器的混合速度设置为60伏，IP加入到EP中的时间超过35秒。在5秒内，通过将电压提高到100伏，增加混合速度，这种速度保持45秒(时间=0)。将乳液转移到在一个加热盘上的四升烧杯中并搅拌。
固化乳化后3分钟内，将在23．47g水中的23．47g的TETA(三亚乙基四胺)加入到搅拌乳液中。盖上烧杯，并将温度保持在50℃，2小时，此时异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰基本消失，即90+％转化。
制剂向浆液中，加入88．17g 2％ Proxel和1．17g的Kelzan(购自Kelco，San Diego，CA)水溶液作为防腐剂和增稠剂。加入90．9g的Sokalan CP9溶液配制制剂，该溶液已经用水稀释为1．4％的固体。胶囊平均粒径2．7微米。壁为33％(当量)TMXDI和67％Desmodur N3200的共混物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。通过上述方法测定释放速率，最终测定Higuchi释放半衰期为77天。
实施例17重复上述实施例，除了在IP中TMXDI的相对量降低；使用了90．36g的Desmodur N3200和15．07g的间-TMXDI。在固化中，将22．58g的TETA在22．58g水中的溶液加入乳液。在其它方面，与实施例16相同进行制备。平均粒径也是2．7微米。壁为20％(当量)TMXDI和80％Desmodur N3200的共混物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。测定释放速率，测定最终Higuchi释放半衰期为34天。
实施例18重复实施例16，除了在IP中增加TMXDI的相对量；使用了73．94g的Desmodur N3200和30．21g的间-TMXDI。在固化中，将23．85g的TETA在23．85g水中的溶液加入乳液。在其它方面，与实施例16相同进行制备。平均粒径也是2．7微米。壁为38％(当量)TMXDI和62％Desmodur N3200的混合物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。测定最终Higuchi释放半衰期为254天。
对比实施例1使用U．S．4，280，833中公开的技术将乙草胺包囊，使用PAPI2027(聚亚甲基-聚苯基异氰酸酯，购自联合碳化物公司)。单速的韦林氏搀和器与可变变压器相连。在50℃下，向搀和器杯中加入270．2g的水和20．31g REAX 88B(购自Westvaco公司的40％木质素磺酸钠)。在分别的瓶中，将12．4g解草呋溶于359．5g的热(50℃)乙草胺中。向此乙草胺∶安全剂(30∶1)溶液中加入26．4g的PAPI 2027并溶解。
变压器在25acV，在4-5秒内将PAPI／乙草胺溶液加入到搀和器杯中。在这4-5秒中间将搀和器的速度从25增加至85。将混合物内含物高剪切混合30秒后，向涡流中快速加入25．9g的43．5％六亚甲基二胺(HMD)的溶液。加完HDM后整5秒钟，变压器降至30。保持混合物在此低剪切下30分钟。
制剂在2秒钟内向上述浆液中加入37．5g NaCl。30秒后，用超过15分钟加入37．5g的CaCl2。将产品再混合15分钟，然后，加入41．6g Kelzan S／Proxel预混合物，其由在40．74g水中的0．42gProxel和0．42g Kelzan组成。粒径为4．5微米。在水中的释放速率为两个阶段；第一个最初阶段中，观察到12％的乙草胺释放，其Higuchi半衰期为342天，接着第二个缓慢释放阶段Higuchi半衰期为13年。通过从壳壁中释放模拟，本产品的性能很差，预示出几乎没有生物效果。本产品在田间确实显示一定的生物效果，这种矛盾得出的结论是，其释放是在环境压力下出现的破裂机理所至。
对比实施例2将从捷利康购买的Topnotch市售样品，如文献中所述，应用芳香族异氰酸酯(U．S．4，643，764)；聚亚甲基-聚苯基异氰酸酯(PAPI)和甲苯二异氰酸酯制备乙草胺微胶囊。在液滴表面上述异氰酸酯部分地水解成胺，接着与未水解的异氰酸酯形成壳壁。可是确切的组合物是专有且未知的。其释放在水中(30℃)是完全的，在24小时内100％的乙草胺被释放。
释放速率扩散模型通过采用S．Omi，等人的小分子通过球壳扩散现象衍生的解释，还分析了实施例16，17和18。在此模型中，剩余在微胶囊中的活性物质的分数的对数相对时间图是线性的。具体的，在一定时间t剩余在胶囊中的活性物质的分数=
(CL∞-CL)／(CL∞-CL0)=exp{-6Dt／(ro2-ri2)}，或-1n[(CL∞-CL)／(CL∞-CL0)]=6Dt／(ro2-ri2)，其中CL，CL∞，和CL0=在时间t、t=∞、和t=0时胶囊外的浓度D=核芯物质通过壁的扩散系数，和r0，ri=胶囊壁的外径和内径。
在上述实施例中确实发现了线性关系。(参见图3)实施例16，17和18的半衰期分散模型分别是74天，32天，和165天，为在异氰酸酯混合物中TMXDI浓度的函数。此模型偏离了Higuchi值，在释放速率降低时，核芯释放的总量增加。(参见图4)此扩散模型较好地符合了90％释放，因此，确信对长期控制得到了较好的预期。
控制释放温室试验-长期控制的生物效率结果使用上述相同方法，除了在一些情况下用稗代替狗尾草，进行控制释放(CR)温室试验。使用尼龙筛代替棉粗布。在0，7，14，18，和22天，实施例16，17，和18的组合物以及禾乃斯乳油显示出高水平的杂草控制，对稗草的防效＞85％，对狗尾草的防效＞90％。使用禾乃斯乳油30天后，与实施例相比明显地降低了防效。在剩下的34-48天生测中，实施例CR的配方一直比禾乃斯乳油的效果好。在上述条件下，对比实施例1和对比实施例2的组合物(Topnotch)，没有延长杂草防治的时间。
田间试验对实施例16，17和18的组合物还进行了田间试验。上述制剂提高了乙草胺长期防治的残留活性。在田间性能的相对差异类似于在释放半衰期和TMXDI含量上的差异。实施例17在第48天提供了80％的防治，在第80天降至40％；实施例16在第54天提供了80％的防治，在第80天降至40％；实施例18在第62天提供了80％的防治，在第80天降至60％。与之对比，使用禾乃斯乳油(未包囊的禾乃斯)在第80天，防治率降至30％。
在胶囊核芯中可以包括的稀释剂可以用来改变释放过程。在实施例19至23中，疏水，溶解性差的稀释剂加入到核芯中，在释放过程的稍后的阶段，在微胶囊中除草剂的量降低。由于壳壁表面的作用，最后少量的核芯物质通常释放非常缓慢。由于疏水性，溶解性差稀释剂保持在微胶囊中，它的功能是作为如果没有它被束缚的除草剂的替代物。
实施例19EP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入1216．54g的热水(60℃)。然后加入56g Sokalan CP9(购自BASF，Parsipanny，NJ)和1．85g的酪蛋白。伴随搅拌，酪蛋白溶解20至30分钟，然后用0．85g的柠檬酸单水合物将pH调低至7．7。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。在24小时内使用溶液结果最好。
IP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入预热到50℃的1456．4g的乙草胺工业品(95．4％)。然后加入23．56g的解草呋安全剂(98％)并搅拌至溶解。说明在核芯溶液中60∶1的乙草胺安全剂的比例。向此均匀溶液中，加入120g的Norpar15。在广口瓶中称重两种异氰酸酯，87．76g的Desmodur N3200和17．48g间-TMXDI。搅拌溶液获得清澈、均匀溶液。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。该溶液应该在8小时内应使用。异氰酸酯组合物含有77％(当量)N3200和23％TMXDI的共混物。
乳化作用将EP加入到预热到50℃的市售(1加仑)韦林氏搀和器中。市售韦林氏搀和器(Waring Products Division，Dynamics Corporationof Americ，New Hartford，Connecticut，Blender700)的电源是0-140伏可变自耦变压器。搀和器的速度设置在中速，变压器为60伏，IP加入到EP中的时间超过35秒。在5秒内，通过将电压提高到100伏，增加混合速度，这种速度保持45秒(时间=0)。将乳液转移到在一个加热盘上的四升烧杯中并搅拌。
固化乳化后3分钟内，将在21．32g水中的24．22g的TETA(三亚乙基四胺)加入到搅拌乳液中。盖上烧杯，并将温度保持在50℃，2小时，此时异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰基本消失。
制剂向浆液中，加入30．3g乙二醇，165．3g的Irgasol DA液体(萘磺酸钠盐甲醛缩合物的40％溶液，购自Ciba-Geigy)，15．07g的Lattice NTC61(购自FMC的微晶纤维素)，37．5g的4．7％Proxel水溶液和1．18g的Kelzan K8C241(购自Kelco，San Diego，CA)。用30分钟使Kelzan溶解后，加入32．98g的磷酸二钠(无水)完成制剂的配制。平均粒径2．2微米。壁为23％(当量)TMXDI和77％DesmodurN3200混合物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。
实施例20EP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入1113．96g的热水(60℃)。然后加入57．5g Sokalan CP9和1．9g的酪蛋白。伴随搅拌，酪蛋白溶解20至30分钟，然后用0．85g的柠檬酸单水合物将pH调低至7．5。然后加入127．3g的甘油。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。在24小时内使用溶液结果最好。
IP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入预热到50℃的1456．4g的工业纯乙草胺(95．4％)。然后加入23．65g的解草呋安全剂(98％)并搅拌至溶解。再次在核芯溶液中得到60∶1乙草胺∶安全剂。向此均匀溶液中，加入120g的Norpar15。在广口瓶中称重两种异氰酸酯，78．70g的Desmodur N3200和25．84g间-TMXDI。搅拌溶液获得清澈、均匀溶液。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。该溶液将在8小时内应使用。异氰酸酯组合物含有67％(当量)N3200和33％TMXDI的混合物。
采用实施例19中的具体方法完成乳化作用。
固化乳化后3分钟内，将在21．97g水中的24．96g的TETA加入到搅拌乳液中。盖上烧杯，并将温度保持在50℃，2小时，此时异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰基本消失。
制剂向浆液中，加入125．6g的Irgasol DA液体，86．87g 2％ Proxel水溶液，和1．16g的Kelzan S(购自Kelco，San Diego，CA)。Kelzan溶解30分钟后，向制剂中加入30．26g的磷酸二钠(无水)。胶囊平均粒径2．4微米。壁为33％(当量)TMXDI和67％Desmodur N3200混合物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。
实施例21EP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入1216．54g的热水(60℃)。然后加入56g Sokalan CP9和1．85g的酪蛋白。伴随搅拌，酪蛋白溶解20至30分钟，然后用0．85g的柠檬酸单水合物将pH调低至7．7。将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。在24小时内使用溶液结果最好。
IP的制备在1／2加仑的广口瓶中装入预热到50℃的1456．4g的工业纯乙草胺(95．4％)。然后加入23．65g的解草呋安全剂(98％)并搅拌至溶解。再次在核芯溶液中得到60∶1乙草胺∶安全剂。向此均匀溶液中，加入120g的Norpar15。在广口瓶中称重两种异氰酸酯，78．70g的Desmodur N3200和25．84g间-TMXDI。搅拌溶液获得清澈、均匀溶液。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。该溶液将在8小时内应使用。异氰酸酯组合物含有67％(当量)N3200和33％TMXDI的混合物。
采用实施例19中的具体方法完成乳化作用。
固化乳化后3分钟内，将在21．97g水中的24．96g的TETA加入到搅拌乳液中。盖上烧杯，并将温度保持在50℃，2小时，此时异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰基本消失。
制剂向浆液中，加入30．5g的甘油，152．5g的Irgasol DA液体，1．52g的CMC-7L(购自Aqualon的羧甲基纤维素)，1．74g的100％ Proxel G×L，和1．16g的Kelzan K8C241。Kelzan溶解30分钟后，向制剂中加入61g的磷酸二钠(无水)。胶囊平均粒径2．2微米。壁为33％(当量)TMXDI和67％Desmodur N3200混合物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。
测定动态释放速率和与温度的依赖关系在动态条件下测定实施例19-21组合物释放到水中的释放速率。这需要对上述测定释放速率的方法予以改变。代替包封广口瓶，将150mg至200mg供试配方样品加入到在1升溶解容器中的释放介质中，盖上容器，用桨式搅拌器搅拌，转速在150至200rmp。将容器沉入水浴中，在5至50℃之间，控制温度变化在1℃之内。改变的结果是，在相同温度下，与上述较静态的测定方法相比，释放较快。对相同配方，动态条件下半衰期比静态条件下短大约50％。上述后者的值测量相对释放速率仍有用，并可以区别不同配方。可是在动态条件下得到的短半衰期，在绝对意义上讲更真实，在长期控制中，与温室和田间试验结果相比，它们的预测更接近线性。另外，温浴使得我们能够测定释放对温度的依赖性。
在30℃，实施例19(23∶77 TMXDI∶N3200壳壁)的释放半衰期，本方法和使用扩散模型分析测定为30天。这个半衰期称作动态扩散模型半衰期或DDMt1／2。测定出实施例21(33∶67 TMXDI∶N3200壳壁)的DDMt1／2是73天。而且释放可以认为是壳壁组合物的功能，随着增加TMXDI的量，释放率降低。实施例30的DDMt1／2为93天，反映出在壳壁反应中存在甘油的作用。
为了说明上述公开的壳壁与现有技术的微胶囊的不同，在几个温度下对实施例21和对比实施例1进行释放测定。结果归纳如下。图(图6)证明了释放数据很好地适合扩散模型。本发明微胶囊的释放对温度的响应方式与“壳壁扩散”机理一致。在实施例21的释放中，扩散以指数的方式被温度促进。这反映出温度与产品的生物效果很好的效果。释放速率随着温度的增加平行于随着温度提高杂草压力的增加。对温度的依赖性的另一个优点是可以在播种前或后使用，其中胶囊将在低温下休眠直到春天温暖的条件。可是对比实施例1对温度和扩散模型的反映是不好。
表3

续表3

选择性扩散除了好的温度相关性外，释放速率还依赖于渗透物的化学性质。因此，当核芯微胶囊含有多种成分时，它们将以不同速率从胶囊中扩散。这种性能可用来增加除草剂安全性，可通过在胶囊中加入渗透性较强的安全剂，即比除草剂在壳壁中较易溶解或小体积的安全剂。以下结果给出实施例19的释放图，其中分析了乙草胺和安全剂的释放。在实施例19中，测定安全剂(解草呋)的DDMt1／2为10天，同时乙草胺的DDMt1／2为30天。(参见实施例7和8)虽然在胶囊中乙草胺与安全剂的比例为60比1，而当在释放介质样品中，释放速率则不同，在微胶囊外产生的乙草胺∶安全剂的比例为20比1。对乙草胺，解草呋，和本发明的微胶囊，在微胶囊外的安全剂比例比在胶囊内的安全剂高三倍多，直到安全剂消耗尽。对对比实施例1进行了类似试验，胶囊外的安全剂比例与微胶囊内的相同，表明现有技术的微胶囊不能选择性地释放。
在表4中反映出，试验中使用的微胶囊核芯中的乙草胺与安全剂的比例为57．14。试验在30℃下进行。
表4

作物安全性试验将已知对乙草胺敏感的Dekalb玉米杂交种，DK623和DK634，用实施例20(CR108A)的组合物，含有30∶1乙草胺∶解草呋安全剂比例的安全化乙草胺乳油，以及对比实施例1的组合物处理。试验在冷温室(70／60华氏度)中进行，包括作物的盘通过湿／干循环灌溉。
实施例20引起的乙酰苯胺损伤百分率明显低于含有两倍安全剂解草呋的未包囊乙草胺浓乳液；以及对比实施例1中，根据现有技术包囊并含有两倍安全剂的乙草胺。在本发明微胶囊中，使用少量的化学安全剂，仍能增加作物安全性水平。这种优点的结果是，在植物发育阶段控制释放，保持低于作物药害水平的一定的活性浓度，且早期选择性快速释放安全剂，对在作物发育的初期保护作物时是非常需要的。
表5处理13天后乙酰苯胺药害百分数％

活性成分=乙草胺稀释剂的性质可以影响释放和长期控制。实施例22例示了这种特性。另外，在实施例23中，乙草胺微胶囊制剂会出现游离乙草胺峰值。这种乙草胺高峰值被用来获得强杂草防治初效的乳油特性，且仍能够获得乙草胺增加的迟效性。
实施例22除了Norpar15被Exxsol D130代替外，配方完全与实施例19中相同。颗粒中径为3微米。在30℃，微胶囊的DDMt1／2测定值为大约377天。考虑到粒径不同后，释放速率仅为实施例19的五分之一。在图9中，这种实施例配方测定为7253。
实施例23EP的制备
在1夸脱广口瓶中装入326．4g的热水(60℃)。然后加入15gSokalan CP9和0．5g的酪蛋白。伴随搅拌，酪蛋白溶解20至30分钟，然后用0．23g的柠檬酸单水合物将pH调低至7．6。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。在24小时内使用溶液结果最好。
IP的制备在1夸脱广口瓶中装入预热到50℃的338．6g的乙草胺工业品(95．4％)。然后加入5．51g的解草呋安全剂(98％)并搅拌至溶解。说明在核芯溶液中60∶1的乙草胺∶安全剂的比例。向此均匀溶液中，加入27．9g的Norpar15。在广口瓶中称重两种异氰酸酯，20．4g的Desmodur N3200和4．1g间-TMXDI。搅拌溶液获得清澈、均匀溶液。然后将广口瓶封口并放置在50℃烘箱中直到需要。该溶液应该在8小时内应使用。异氰酸酯组合物含有77％(当量)N3200和23％TMXDI的共混物。
乳化作用将EP加入到预热到50℃的市售韦林氏搀和器中。市售韦林氏搀和器(Waring Products Division，Dynamics Corporation of Americ，New Hartford，Connecticut，Blender700)的电源是0-140伏可变自耦变压器。变压器为60伏时，用超过15秒的时间，将IP加入到EP中。在5秒内，通过将电压提高到110伏，增加混合速度，这种速度保持20秒(时间=0)。将乳液转移到在一个加热盘上的二升烧杯中并搅拌。
固化乳化后3分钟内，将在5．2g水中的5．39g的TETA加入到搅拌乳液中。盖上烧杯，并将温度保持在50℃，2小时，此时异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰基本消失。
制剂向浆液中，加入8．1g甘油，44．4g的Irgasol DA液体，4．3g的Lattice NTC70(购自FMC的微晶纤维素)，10．1g的4．7％Proxel水溶液，和0．32g的Kelzan K8C241。用30分钟使Kelzan溶解后，加入8．85g的磷酸二钠(无水)完成制剂的配制。平均粒径4．1微米。壁为23％(当量)TMXDI和77％Desmodur N3200混合物，TETA固化，壁与核芯的比例为8％。
搅拌混合物，将事先溶解的含有44．98g乙草胺和1．52g解草呋的46．5g清澈溶液加入到涡流中。最终配方含有42％乙草胺，5％为游离乙草胺和37％为包囊乙草胺。如在下述试验所见，持效性未受到有害影响。
控制释放温室试验-长期控制的生物效率结果使用上述相同方法，测定提供的实施例19，22，和23组合物的长期控制。如图9中所示，乙草胺乳油(禾乃斯)仅提供49天的80％杂草防治。实施例19保持80％防治率70天，同时实施例22和23在试验结束后的84天，仍能保持80％的杂草防治。
在本说明书中提到了多个美国专利。本文中结合参考了其中每一个专利。
对本发明具体实施例方案的上述说明，没有全部例示出本发明可能的各种实施方案。本领域技术人员应认识到，对本文中所述的具体实施方案的改变，应包括在本发明的范围内。
权利要求
1．一种制备微胶囊化组合物的方法，其中包含(a)混合(i)三异氰酸酯，其为具有下式的线性脂族异氰酸酯的加成物，O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)含有核芯化学物质的水-不混溶组合物；(b)加入水液，形成水包油乳液；(c)向乳液中加入多胺；和(d)使三异氰酸酯，二异氰酸酯，和多胺反应，从而生成具有胶囊壁的多元微胶囊，在微胶囊的胶囊壁内，包囊至少主要部分的核芯化学物质。
2．根据权利要求1的方法，其中核芯化学物质包含除草剂。
3．根据权利要求2的方法，其中除草剂是乙酰苯胺。
4．根据权利要求2的方法，其中除草剂选自甲草胺、乙草胺和丁草胺。
5．根据权利要求1的方法，其中核芯化学物质包含第一种农业化学品，且其中水-不混溶组合物还包含第二种农业化学品。
6．根据权利要求5的方法，其中第一种农业化学品是除草剂和第二种农业化学品是安全剂。
7．根据权利要求1的方法，其中三异氰酸酯具有下述结构式 其中R1，R2，和R3独立地是1-18碳原子烷基；和其中X为选自下组的偶联剂叔碳、聚碳化二亚胺、衍生自脂肪醇或多元醇的聚氨酯，或其组合物。
8．根据权利要求1的方法，其中三异氰酸酯选自下组包括的物质 和 其中R是-(CH2)n-，和其中n为大约4-18。
9．根据权利要求1的方法，其中二异氰酸酯为大约8-18碳原子。
10．根据权利要求1的方法，其中二异氰酸酯具有下式O=C=N-R4-R5-R6-N=C=O其中R4和R6各自独立地为0-6碳原子的脂族基团，和其中R5包含至少一个5-13碳原子的取代或未取代脂环族或芳香族基团。
11．根据权利要求1的方法，其中二异氰酸酯选自下组包括的基团间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯，4，4’-二异氰酸酯合-二环己基甲烷，和异佛尔酮二异氰酸酯。
12．根据权利要求1的方法，其中多胺选自下组包括的基团二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，亚氨基二丙胺，二(六亚甲基)三胺，聚氧亚丙基三胺，胺环氧加成物，和烷基二胺，其中烷基具有2-6碳原子。
13．根据权利要求1的方法，其中选择三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例以提供所需的微胶囊释放速率。
14．根据权利要求1的方法，其中通过加热混合物直到异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰基本消失而进行反应步骤(d)。
15．根据权利要求1的方法，其中通过在大约40-60℃加热混合物大约0．5-3小时进行反应步骤(d)。
16．根据权利要求1的方法，其中以异氰酸酯当量计，三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例大约是90∶10至大约30∶70。
17．根据权利要求1的方法，其中还包含向步骤(a)中核芯化学物质中加入疏水稀释剂。
18．根据权利要求16的方法，其中疏水稀释剂选自具有大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
19．一种制备除草剂微胶囊化组合物的方法，其中包含(a)混合(i)三异氰酸酯，其为具有下式的线性脂族异氰酸酯的加成物，O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)含有除草剂的水-不混溶组合物；(b)在含有胶体的水液中分散步骤(a)混合物，形成水包油乳液；(c)向乳液中加入多胺；和(d)在大约40℃的温度下，加热步骤(c)的混合物，因此生成具有胶囊壁的多元微胶囊，在微胶囊的胶囊壁内，包囊至少主要部分的农业化学物质。
20．根据权利要求19的方法，其中除草剂是乙酰苯胺。
21．根据权利要求19的方法，其中除草剂选自甲草胺、乙草胺和丁草胺。
22．根据权利要求19的方法，其中水-不混溶组合物还含有安全剂。
23．根据权利要求19的方法，其中三异氰酸酯具有下述结构式 其中R1，R2，和R3独立地是1-18碳原子烷基；和其中X为选自下组的偶联剂叔碳、聚碳化二亚胺、衍生自脂肪醇或多元醇的聚氨酯，或其组合物。
24．根据权利要求19的方法，其中三异氰酸酯选自下组包括的物质 和 其中R是-(CH2)n-，和其中n为大约4-18。
25．根据权利要求19的方法，其中二异氰酸酯为大约8-18碳原子。
26．根据权利要求19的方法，其中二异氰酸酯具有下式O=C=N-R4-R5-R6-N=C=O其中R4和R6各自独立地为0-6碳原子的脂族基团，和其中R5包含至少一个具有5-13碳原子的取代或未取代脂环族或芳香族基团。
27．根据权利要求19的方法，其中二异氰酸酯选自下组包括的基团间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯，4，4’-二异氰酸酯合-二环己基甲烷，和异佛尔酮二异氰酸酯。
28．根据权利要求19的方法，其中多胺选自下组包括的基团二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，亚氨基二丙胺，二(六亚甲基)三胺，聚氧亚丙基三胺，胺环氧加成物，和烷基二胺，其中烷基具有2-6碳原子。
29．根据权利要求19的方法，其中选择三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例以提供所需的微胶囊释放速率。
30．根据权利要求19的方法，其中混合物在步骤(d)中被加热直到异氰酸酯在2270cm-1的红外吸收峰基本消失。
31．根据权利要求19的方法，其中在大约40-60℃在步骤(d)中加热混合物大约0．5-3小时。
32．根据权利要求19的方法，其中使用的胶体选自下组包括的物质明胶、酪蛋白、聚乙烯醇、烷基化聚乙烯吡咯烷酮聚合物，马来酸酐-甲基乙烯基醚共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸-丁二烯共聚物、马来酸酐-二异丁烯共聚物、木质素硫酸钠和钙、磺化萘-甲醛缩合物、改性淀粉、改性纤维素。
33．根据权利要求19的方法，其中以异氰酸酯当量计，三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例大约是90∶10至大约30∶70。
34．根据权利要求19的方法，其中还包含向步骤(a)农业化学物质中加入疏水稀释剂。
35．根据权利要求34的方法，其中疏水稀释剂选自下组具有大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
36．一种选择性释放微胶囊化组合物，其中包含多元微胶囊，微胶囊包含(a)包含以下物质的聚合产物的胶囊壁(i)三异氰酸酯，它是下式线性脂族异氰酸酯的加成物O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)多胺；和(b)一种包囊在胶囊壁内的内部相，其中包含至第一种核芯化学物质和第二种核芯化学物质，其中第一种核芯化学物质与第二种核芯化学物质具有不同的胶囊释放速率。
37．根据权利要求36的组合物，其中内部相还含有疏水稀释剂。
38．根据权利要求37的组合物，其中疏水稀释剂选自下组具有大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
39．根据权利要求36的组合物，其中第一种核芯化学物质为除草剂和第二种核芯化学物质是安全剂。
40．根据权利要求36的组合物，其中第一种核芯化学物质是乙酰苯胺除草剂和第二种核芯化学物质是安全剂。
41．根据权利要求40的组合物，其中安全剂是解草呋。
42．根据权利要求36的组合物，其中三异氰酸酯具有下述结构式 其中R1，R2，和R3独立地是1-18碳原子烷基；和其中X为选自下组的偶联剂叔碳、聚碳化二亚胺、衍生自脂肪醇或多元醇的聚氨酯，或其组合物。
43．根据权利要求36的组合物，其中三异氰酸酯选自下组包括的物质 和 其中R是-(CH2)n-，和其中n为大约4-18。
44．根据权利要求36的组合物，其中二异氰酸酯具有下式O=C=N-R4-R5-R6-N=C=O其中R4和R6各自独立地为0-6碳原子的脂族基团，和其中R5包含至少一个具有5-13碳原子的取代或未取代脂环族或芳香族基团。
45．根据权利要求36的组合物，其中二异氰酸酯选自下组包括的基团间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯，4，4’-二异氰酸酯合-二环己基甲烷，和异佛尔酮二异氰酸酯。
46．根据权利要求36的组合物，其中多胺选自下组包括的基团二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，亚氨基二丙胺，二(六亚甲基)三胺，聚氧亚丙基三胺，胺环氧加成物，和烷基二胺其中烷基具有2-6碳原子。
47．根据权利要求36的组合物，其中选择三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例以提供所需的微胶囊释放速率。
48．根据权利要求36的组合物，其中以异氰酸酯当量计，三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例大约是90∶10至大约30∶70。
49．一种除草剂微胶囊化组合物，其中包含微胶囊的水分散液，微胶囊包含(a)包含以下物质的聚合产物的胶囊壁(i)三异氰酸酯，它是下式线性脂族异氰酸酯的加成物O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)多胺；和(b)包含除草剂的内部相，且其被包囊在胶囊壁内。
50．根据权利要求49的组合物，其中除草剂是乙酰苯胺除草剂。
51．根据权利要求49的组合物，其中除草剂选自甲草胺，乙草胺，和丁草胺。
52．根据权利要求49的组合物，其中内部相中还含有安全剂。
53．根据权利要求49的组合物，其中在胶囊壁中安全剂比除草剂易溶。
54．根据权利要求49的组合物，其中安全剂比除草剂分子尺寸小。
55．根据权利要求49的组合物，其中三异氰酸酯具有下述结构式 其中R1，R2，和R3独立地是1-18碳原子烷基；和其中X为选自下组的偶联剂叔碳、聚碳化二亚胺、衍生自脂肪醇或多元醇的聚氨酯，或其组合物。
56．根据权利要求49的组合物，其中三异氰酸酯选自下组包括的物质 和 其中R是-(CH2)n-，和其中n为大约4-18。
57．根据权利要求49的组合物，其中二异氰酸酯具有大约8-18碳原子。
58．根据权利要求49的组合物，其中二异氰酸酯具有下式O=C=N-R4-R5-R6-N=C=O其中R4和R6各自独立地为0-6碳原子的脂族基团，和其中R5包含至少一个具有5-13碳原子的取代或未取代脂环族或芳香族基团。
59．根据权利要求49的组合物，其中二异氰酸酯选自下组包括的基团间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯，4，4’-二异氰酸酯合-二环己基甲烷，和异佛尔酮二异氰酸酯。
60．根据权利要求49的组合物，其中多胺选自下组包括的基团二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，亚氨基二丙胺，和二(六亚甲基)三胺，聚氧亚丙基三胺，胺环氧加成物，和烷基二胺，其中烷基具有2-6碳原子。
61．根据权利要求49的组合物，其中选择三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例以提供所需的微胶囊释放速率。
62．根据权利要求49的组合物，其中组合物为液体浓缩物，将其用水稀释后，适合喷雾到植物，土壤或生长介质上。
63．根据权利要求49的组合物，其中组合物为喷雾溶液，不需将其进一步用水稀释，适合喷雾到植物，土壤或生长介质上。
64．根据权利要求49的组合物，其中以异氰酸酯当量计，三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例大约是90∶10至大约30∶70。
65．根据权利要求49的组合物，其中内部相还含有疏水稀释剂。
66．根据权利要求49的组合物，其中疏水稀释剂选自下组具有大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
67．一种除草剂微胶囊化组合物，其中包含多元微胶囊，微胶囊包含(a)包含以下物质的聚合产物的胶囊壁(i)三异氰酸酯，它是下式线性脂族异氰酸酯的加成物O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)多胺；和(b)内部相，其包含(i)一种选自甲草胺，乙草胺和丁草胺的除草剂；(ii)保护所需作物不受除草剂除草影响的有效量解草呋；和(iii)一种疏水稀释剂，其选自下组包括的大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
68．一种除草方法，其包含向植物，土壤，或生长介质施用除草有效量的含有微胶囊水分散液的组合物，微胶囊包含(a)包含以下物质的聚合产物的胶囊壁(i)三异氰酸酯，它是下式线性脂族异氰酸酯的加成物O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)多胺；和(b)内部相，其包含一种除草剂且除草剂并被包囊在胶囊壁内。
69．根据权利要求68的方法，其中除草剂是乙酰苯胺。
70．根据权利要求68的方法，其中除草剂选自甲草胺，乙草胺，和丁草胺。
71．根据权利要求68的方法，其中内部相中还含有安全剂。
72．根据权利要求68的方法，其中在胶囊壁中安全剂比除草剂易溶。
73．根据权利要求68的方法，其中安全剂比除草剂分子尺寸小。
74．根据权利要求68的方法，其中三异氰酸酯具有下述结构式 其中R1，R2，和R3独立地是1-18碳原子烷基；和其中X为选自下组的偶联剂叔碳、聚碳化二亚胺、衍生自脂肪醇或多元醇的聚氨酯，或其组合物。
75．根据权利要求68的方法，其中三异氰酸酯选自下组包括的物质 和 其中R是-(CH2)n-，和其中n为大约4-18。
76．根据权利要求68的组合物，其中二异氰酸酯具有大约8-18碳原子。
77．根据权利要求68的组合物，其中二异氰酸酯具有下式O=C=N-R4-R5-R6-N=C=O其中R4和R6各自独立地为0-6碳原子的脂族基团，和其中R5包含至少一个5-13碳原子的取代或未取代脂环或芳香基。
78．根据权利要求68的方法，其中二异氰酸酯选自下组包括的基团间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯，4，4’-二异氰酸酯合-二环己基甲烷，和异佛尔酮二异氰酸酯。
79．根据权利要求68的方法，其中多胺选自下组包括的基团二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，亚氨基二丙胺，和二(六亚甲基)三胺，聚氧亚丙基三胺，胺环氧加成物，和烷基二胺，其中烷基具有2-6碳原子。
80．根据权利要求68的方法，其中选择三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例以提供所需的微胶囊释放速率。
81．根据权利要求68的方法，其中以异氰酸酯当量计，三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例大约是90∶10至大约30∶70。
82．根据权利要求68的方法，其中内部相还含有疏水稀释剂。
83．根据权利要求82的方法，其中疏水稀释剂选自下组包括的大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
84．一种除草方法，其包含向植物，土壤，或生长介质施用除草有效量含有微胶囊的水分散液的组合物，微胶囊包含(a)包含下列物质的聚合产物的胶囊壁(i)三异氰酸酯，它是下式线性脂族异氰酸酯的加成物O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)多胺；和(b)内部相，其包含(i)一种选自甲草胺，乙草胺和丁草胺的除草剂；(ii)保护所需作物不受除草剂除草影响的有效量解草呋；和(iii)一种疏水稀释剂，其选自下组包括的大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
85．一种在包含杂草和作物的田中防治杂草的方法，其包含向田中施用在该田中除草防治有效量的多元微胶囊，微胶囊包含(a)包含下列物质的聚合产物的胶囊壁(i)三异氰酸酯，它是下式线性脂族异氰酸酯的加成物O=C=N-(CH2)n-N=C=O其中n为4-18，(ii)含有脂环族或芳香环部分的脂族二异氰酸酯，该脂族二异氰酸酯具有大约6-32碳原子，和(iii)多胺；和(b)被包囊在胶囊壁内的内部相，其包含(i)除草剂，和(ii)保护作物不受除草剂除草影响有效量的除草剂的化学解毒剂，其中化学解毒剂从微胶囊中的最初释放率大于除草剂的释放率。
86．根据权利要求85的方法，其中除草剂是乙酰苯胺除草剂。
87．根据权利要求85的方法，其中除草剂选自甲草胺，乙草胺，和丁草胺。
88．根据权利要求85的方法，其中化学解毒剂在胶囊壁中的溶解度比除草剂大。
89．根据权利要求85的方法，其中化学解毒剂比除草剂分子尺寸小。
90．根据权利要求85的方法，其中三异氰酸酯具有下述结构式 其中R1，R2，和R3独立地是1-18碳原子烷基；和其中X为选自下组的偶联剂叔碳、聚碳化二亚胺、衍生自脂肪醇或多元醇的聚氨酯，或其组合物。
91．根据权利要求85的方法，其中三异氰酸酯选自下组包括的物质 和 其中R是-(CH2)n-，和其中n为大约4-18。
92．根据权利要求85的方法，其中二异氰酸酯具有大约8-18碳原子。
93．根据权利要求85的方法，其中二异氰酸酯具有下式O=C=N-R4-R5-R6-N=C=O其中R4和R6各自独立地为0-6碳原子的脂族基团，和其中R5包含至少一个具有5-13碳原子的取代或未取代脂环族或芳香族基团。
94．根据权利要求85的方法，其中二异氰酸酯选自下组包括的基团间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯，4，4’-二异氰酸酯合-二环己基甲烷，和异佛尔酮二异氰酸酯。
95．根据权利要求85的方法，其中多胺选自下组包括的基团二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，亚氨基二丙胺，和二(六亚甲基)三胺，聚氧亚丙基三胺，胺环氧加成物，和烷基二胺，其中烷基具有2-6碳原子。
96．根据权利要求85的方法，其中选择三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例以提供所需的微胶囊释放速率。
97．根据权利要求85的方法，其中以异氰酸酯当量计，三异氰酸酯与二异氰酸酯的比例大约是90∶10至大约30∶70。
98．根据权利要求85的方法，其中内部相还含有疏水稀释剂。
99．根据权利要求85的组合物，其中疏水稀释剂选自下组包括的大约12-28碳原子的石蜡油，烷基化联苯，和萘。
全文摘要
一种微胶囊化组合物的制备方法,其中包含:(a)混合(i)一种三异氰酸酯,它是下式线性脂族异氰酸酯的加成物:O=C=N－(CH
文档编号A01N37/26GK1291074SQ98810827
公开日2001年4月11日 申请日期1998年9月3日 优先权日1997年9月5日
发明者M·E·赛茨, R·J·布林克, J·N·特拉维斯 申请人:孟山都公司