防止木材害虫进入木质结构的阻挡层的制作方法

专利名称：防止木材害虫进入木质结构的阻挡层的制作方法
发明的领域本发明涉及防止木材害虫(如白蚁和蛀虫)进入木质结构以长期保护木质结构的阻挡层。更具体地说，本发明涉及一种产生并保持昆虫害虫如白蚁、蚂蚁和其它蛀虫的隔绝区域的组合物和方法。本文所用的术语“生物活性”是指为了阻止通常以消极方式到包括死亡在内的方式刺激生物体。
发明的背景与混凝土接触的木材，如在木质建筑结构中的木材，和与土壤接触的木材如篱笆柱、公用事业杆、铁路横向枕木和木质支撑物在白蚁、蚂蚁和其它蛀虫的侵袭下结构会被破坏。使用杀虫剂来保护木材免受这种害虫的侵扰。
在木质建筑结构中，与混凝土接触的木材在一种或多种包括，但不局限于白蚁、蚂蚁和其它蛀虫的木材害虫侵袭下结构会被破坏。目前防止或延迟害虫扩展的方法包括熏蒸法，它是将整个结构密封，在结构内释放杀虫剂。这种方法的缺点包括生态学和人类健康的问题，以及熏蒸剂的浓度降低到足以让昆虫侵入的时间有限。
尽管杀虫剂能有效地防止蛀虫的侵袭，但杀虫剂必须每隔几天至几个月或一年的时间反复施加，以确保有效性。若在一段时间内单独施加充分有效量的杀虫剂，则它们会产生生态学、人类健康的问题，并且会产生令人不愉快的气味，土壤浸出和杀虫剂挥发性等问题。而且，即使单独施加最大量的杀虫剂，它也会在较短的时间内散逸掉，并且需要重新施加。
常规施加方法的另一个缺点是通过单独施加杀虫剂所致的生物活性组分的浓度开始时远高于有效所需的最低量，但很快就在较短的时间内降至低于保持阻挡作用所需的最低有效量。
为此，近年来业已开发了许多用于控制释放化学物质如杀虫剂的技术。这些方法使用聚合物基体和微胶囊来释放杀虫剂。
Cardarelli的美国专利4，400，374披露了使用通常由聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯或聚氨酯制成的聚合物基体来控制杀虫剂，如以商品名Dursban购得的杀虫剂的释放。在美国专利4，400，374中披露的聚合物基体中加入多孔标记(porosigen)和与土壤水分或含水环境接触时溶解基体的孔隙度降低剂。
类似地，Cardarelli的美国专利4，405，360涉及一种可以由聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和其它聚合物组成的聚合物释放基体。控制释放的机构与多孔标记一起在潮湿的环境中用于释放除草剂。
Cardarelli方法的一个缺点是必须有足够的水分来溶解基体。干旱期间，尽管能延长基体的寿命，但它却会降低杀虫剂的浓度，从而让昆虫进入。另外，基体的寿命是可变的并且取决于水分的含量。
此外，Wysong的美国专利4，435，383提出了使用用于包括氨基甲酸酯类、有机硫代磷酸酯类、有机磷酸酯类、全氯化有机物和合成拟除虫菊酯在内的杀虫剂的控制释放机构。该释放机构包含疏水阻挡层单体，即苯乙烯和／或甲基苯乙烯，以及选自一种或多种不饱和一元或二元羧酸的单体。
另一篇文献，即Tocker的美国专利4，282，209揭示了一种制备杀虫剂-聚合物颗粒的方法。杀虫剂，即灭多威用于控制侵害烟草、棉花或农作物的昆虫。灭多威被诸如聚酰胺、聚氨酯和环氧之类的聚合物所溶解，以提供延长的残余杀虫活性。
Tocker的第二篇专利，美国专利4，235，872披露了使用缓释的杀虫剂微胶囊，该微胶囊含有被全芳族(allaromatic)、未交联的聚脲包层环绕的灭多威芯。在此专利披露的方案中，灭多威用于保护蔬菜、田地作物和水果作物。
第六篇文献，即Young等的美国专利4，198，441披露了在包含有机聚硅氧烷、可水解硅烷和可水解有机钛的控制释放基体中使用杀虫剂如Dursban。
另外，Young等的美国专利4，160，335披露了一种将条纹施加到玻璃纸片上来分散昆虫控制物质的方式。可以包括Dursban的昆虫控制物质也可以放在聚合物中。
另一种方法描述于澳大利亚专利AU-B-82443／91中。在此专利中，描述了从供料卷筒上拉出的两块塑料片。将下片的上表面和上片的下表面拉过各涂覆辊，这些涂覆辊将在挥发性溶剂中的杀虫剂(如氯菊酯)涂料施涂到片的各表面上。将片的涂覆表面在压辊之间通过，将它们组合在一起。将涂覆并压过的片放在建筑地基的下面，或放置在树木或植物的周围，以防止白蚁的侵害。这种产品和方法的缺点包括(1)层的隔绝使涂料快速散逸，和(2)涂层与片不是整体，这样就使得涂层较快地通过片扩散并限制有效寿命。
涂覆的颗粒含有吸收到基体如粘土上的杀虫剂，而后用交联树脂涂覆之，以帮助减缓释放速度。粘土在至多几星期的短时间内损失或释放杀虫剂。
尽管已有技术确实披露了使用加到作为控制释放剂的聚合物基体中的杀虫剂，但没有一篇文献提到产生并保持持续几年或更长时间的完全有效的隔绝区域。希望产生一种区域，以便能防止木质结构和能损坏这种结构的昆虫之间的任何接触。需要可靠的隔绝区域，以保护木质结构达基本上一年以上的时间。
因此，基于上述理由，本发明的一个目的是提供一种保护木质结构的杀虫剂区域。这种区域由长期低挥发性的阻挡层和保护土壤的高挥发性短期阻挡层组成。
本发明的另一个目的是保持隔绝区域约10至20年的比较长的时间。
发明的概述本发明是一种具有在结构使用期内是有效的寿命的木材害虫阻挡层。所述寿命是通过将杀虫剂粘结在聚合物基体内，从而基本上防止从聚合物中释放出杀虫剂而达到的。粘结可以这样实现，即将杀虫剂与载体混合成粘结易碎混合物(boundfriable mix)，而后将粘结易碎混合物放置在聚合物基体中。
阻挡层可以用包括但不局限于稀洋纱、筛网、片和其组合物在内的附加层加以补充。附加层可以包含与阻挡层中的杀虫剂相同或不同的第二种杀虫剂。另外，可以让第二种杀虫剂从附加层中释放出来，以加强短期保护。
阻挡层和／或附加层用选自热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体聚合物和其共聚物的聚合物制成。将杀虫剂加到聚合物中，杀虫剂可以保持或以某一速度释放，使它们能长期持续有效地作为损坏木质结构的昆虫的毒剂或驱虫剂，同时在阻挡层中保持有效的浓度以防止昆虫侵入通过阻挡层。
按本发明的一个方面，提供一种聚合物-载体体系，其中将杀虫剂粘结到载体上成为一种粘结易碎混合物。然后将含粘结易碎混合物的片置于靠近木质结构处，以形成不让木材害虫侵入的阻挡层。附加层可以为缓慢并较恒定地释放挥发性杀虫剂提供一种手段，以便在木质结构周围的土壤中产生一个在阻挡层本身以外的阻挡层区域。聚合物包括热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体聚合物及其共聚物，而杀虫剂包括称为除虫菊酯的系列杀虫剂。
按本发明的另一个方面，通过在靠近待保护的木质结构的地方设置一个挤压件(extrusion)而产生一个隔绝区域。该挤压件含有能控制杀虫剂释放的聚合物输送体系。载体体系长时间地在隔绝区域中保持稳定和有效的杀虫剂浓度。
按本发明的再一个方面，提供一种含聚合物和杀虫剂的丸剂，以便在木质结构的隔绝区域中产生并保持用于蚂蚁、白蚁和其它木材蛀虫的杀虫剂的平衡浓度。将该丸剂置于靠近木质结构的地方来处理土壤，从而保护木质结构免受白蚁、蚂蚁和其它蛀虫的侵害。可以采用各种方法将丸剂置于靠近木质结构的地方。另外，丸剂可以嵌入板中或甚至包含在泡沫体中。在较好的实例中，聚合物包括热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体聚合物及其共聚物，而杀虫剂是除虫菊酯。
按本发明的再一个方面，通过注入热熔聚合物混合物来产生隔绝区域。控制释放部件包含一种或多种除虫菊酯和聚合物，所述聚合物选自热塑性聚合物、弹性体聚合物及其共聚物。
按本发明的再一些方面，使用温度驱动的控制释放部件来提供隔绝区域。
按本发明的另一个方面，使用控制释放部件来熏蒸结构。
希望放置阻挡层或产生一个区域来防止木质结构与能损坏这种结构的昆虫之间的任何接触。隔绝区域是需要的，以长时间地保护木质结构。
在本发明的再一个方面中，将能提供低释放速度杀虫剂的含有低挥发性杀虫剂的高密度聚合物与含有较高挥发性杀虫剂的低密度(软质)聚合物组合，从而提供一个可靠的隔绝区域。
因此，鉴于上述内容，本发明的一个目的是提供一种保护木质结构的杀虫剂的阻挡层。
本发明的另一个目的是提供一种阻挡层和含有长期低挥发性阻挡层和高挥发性短期阻挡层的隔绝区域，以保护邻近的土壤。
本发明的再一个目的是保持阻挡层较长的时间即约10至20年。
本发明连同附带的目的和优点将参考下述详细描述并结合附图得到最好的理解。
附图的简要说明


图1说明了本发明的第一个实例，它包含纺粘聚合物片和聚合物与杀虫剂的物理熔粘混合物，其中聚合物与杀虫剂的混合物以点状粘结到聚合物片上。
图2说明了本发明的第二个实例，它包含纺粘聚合物片和聚合物与杀虫剂的物理熔粘混合物，其中聚合物与杀虫剂的混合物以条状粘结到聚合物片上。
图3说明了使用
图1和2所示本发明实例和释放杀虫剂产生的隔绝区域的第一种方式。
图4说明了使用本发明第一个和第二个实例来产生隔绝区域的第二种方式。
图5说明了使用
图1和2所示本发明实例产生隔绝区域的第三种方式。
图6说明了圆柱形挤压件形式的本发明的第三个实例。
图7说明了平带挤压件形式的本发明的第四个实例。
图8说明了使用图6所示本发明实例来产生隔绝区域的方式。
图9说明了使用图7所示本发明实例来产生隔绝区域的方式。
图10说明了本发明另一个丸剂形式的实例，其中丸剂插入靠近木质结构的土地中。
图11说明了置于表面上的丸剂的横截面图。
图12说明了使用泡沫体将丸剂施用到混凝土结构上。
图13说明了在施加泡沫体后混凝土地基的横截面图。
图14说明了置于板上的丸剂。
图15说明了施加到混凝土地基上的含丸剂的板。
图16说明了热熔注射。
图17说明了热熔注射的间隔。
图18说明了熏蒸水泥块的插塞(plug fumigating cement blocks)。
图19说明了熏蒸水泥块的插塞的施加方式。
图20说明了本发明的层状器件。
图21说明了对Eastern地下白蚁的驱虫性。
图22说明了对Formosan地下白蚁的驱虫性。
详细描述业已发现当长时间地将阻挡层单独或与杀虫剂的隔绝区域相结合保持在木质结构周围的土壤中时，就能明显减少能损坏这种木质结构的昆虫。隔绝区域是一种含有足量化学剂以阻止动物群的区域。在本发明中，化学剂是一种杀虫剂，而动物群是昆虫，尤其是蛀虫如白蚁和蚂蚁。按本发明，杀虫剂保留在阻挡层中和／或从含聚合物基体体系的控制释放部件中释放出来，所述部件将至少维持6年。
控制释放部件是指一种能控制并持续将生物活性化学物质释放到其表面上并从其表面释放到周围介质(如土壤)中的器件。该器件提供一种将化学物质控制释放到周围环境中的方法。该部件起初以高的速度释放杀虫剂，而后以较低、稳定的速度释放杀虫剂。这种释放过程确保了木质物体在较短的时间内受到保护，在达到最低有效量之后，仅释放替代分解杀虫剂所需量的杀虫剂。这种释放过程减少了处理的潜在环境和健康问题，并降低了处理成本。器件的释放速度仅取决于器件的结构，并且与外部因素(如水)无关。
控制释放部件提供一种近期至中期的解决手段，它是以所需的速度将杀虫剂释放到土壤中，从而产生一个含有防止昆虫侵入所需的“最低有效量”杀虫剂的区域。在本说明书和所附权利要求书中所用的术语“最低有效量”定义为在防止昆虫进入该区域的区域中所需的杀虫剂的量，该特定量取决于特定的昆虫和特定的杀虫剂。当置于靠近地基或地面以下的结构部分时，在靠近该器件的土壤中产生一个隔绝区域。当置于非木质结构部分和所连接的木质结构部分之间时，在非木质结构部分和所连接的木质结构部分之间的界面上产生隔绝区域。
较好实例中所用的杀虫剂应是美国环境保护局批准的用于杀死或除掉白蚁、蚂蚁和其它蛀虫的杀虫剂。目前优选用于本发明的杀虫剂是除虫菊酯，它包括七氟菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯(cyfluthrin)和溴氰菊酯。然而，本领域的技术熟练者应明白的是其它有效的杀虫剂如异丙胺磷、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯和天然除虫菊酯也可以使用。这些杀虫剂可购自许多商品来源，如分别是Dow、Mobay、ICI、Velsicol和FMC。按本发明，杀虫剂的组合，或一种或多种杀虫剂与其它生物活性组分如杀菌剂的组合也是可以使用的。
本发明的第一种控制释放实例示于
图1中，它使用控制释放杀虫剂的聚合物-载体器件来产生隔绝区域。该实例包含纺粘聚合物片20，和聚合物与杀虫剂的物理熔粘混合物(在
图1和3-5中图示为点21)。纺粘聚合物片20可以是织造或非织造纺织品，或者它可以是聚合物片。这种纺织品可以从许多制造商如Reemay、Exxon Fibers和Phillips Fibers得到。该纺织品较好是织造或非织造聚丙烯。
在熔粘混合物中的聚合物可以包含任何数目的热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体聚合物或其共聚物。聚合物的选择取决于所需的释放速度、聚合物与杀虫剂的相容性和环境条件。作为例举且并不想要限制本发明的范围，可以使用下述聚合物高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚乙酸乙烯酯、氨基甲酸酯聚合物、聚酯、santoprene、聚硅氧烷或氯丁橡胶。然而，较好的聚合物是高密度和低密度聚乙烯。尽管可以使用上述杀虫剂达到最佳结果，但理想化的杀虫剂应包含毒死蜱。
聚合物与杀虫剂的混合物可以点状置于纺粘聚合物片上。这些点应是间隔的，以便在隔绝区域中充分地保持杀虫剂的量高于最低有效量。最低有效量是区域中用于防止昆虫侵入所需的杀虫剂的最少量。
图1和3-5中点21的直径较好约为0．5-1．5厘米，其高度较好约为0．5-1．5厘米。点的大小和形状取决于使用者的爱好，并且可以制成符合购买者的工作所需。点21可以排成行，点与相邻点之间的间隔较好约为1．5-4厘米。本领域的技术熟练者应明白的是视特定的应用，也可以使用其它形状的点。将释放杀虫剂的聚合物片置于靠近木质结构的地方或在其周围处，以通过控制释放杀虫剂产生一个隔绝区域。
本发明的第二种控制释放实例也使用用于控制杀虫剂释放的聚合物-载体输送体系，它包含纺粘聚合物片20和聚合物与杀虫剂的物理熔粘混合物。与第一个实例中一样，聚合物片20可以是织造或非织造聚丙烯，在其上粘结物理熔粘混合物(在图2中图示为条22)。类似地，上述第一个实例中所用的聚合物和杀虫剂也可以用在此部分所述的实例中。
另外可以使用能形成条(如图2所示)的挤出机系统将第二个实例中的聚合物与杀虫剂的混合物置于纺粘聚合物片上。条22的高度可以约为1厘米，间隔约为5-15厘米。条最好应间隔约10厘米。希望将条成形为这样的结构，即在杀虫剂最初突然释放后能在隔绝区域中保持稳态浓度的杀虫剂。在将条施加到聚合物片上后，将该片置于木质结构上或靠近木质结构的地方，以保护其免受昆虫的侵害。
在本发明的所有实例中也可以包含粘结填料和／或载体。包含粘结填料和／或载体对于给定的释放速度来说能释放较大量的杀虫剂，或对于给定量的杀虫剂来说能以较低的释放速度释放。粘结载体粘结杀虫剂。用于粘结杀虫剂的粘结载体包括碳基载体，如炭黑、活性炭和它们的混合物。认为氧化铝、硅铝酸盐(silicoaluminate)、羟基磷灰石和它们的混合物与碳类似可用于粘结生物活性化学物质。
当使用碳基载体时，第一步是确保碳的干燥，随后将液态杀虫剂与碳混合。仅使用足够的炭黑(填料)来制造易碎混合物。术语“易碎”是指基本上干的或不粘的可流动的颗粒。某些杀虫剂必须加热以成为液态。液体杀虫剂粘合或粘结到细小分散炭黑的非常大的表面上，冷却混合物，以便将其掺混到聚合物中。在碳应用中可以使用的聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯的共聚物或共混物、聚丁烯、环氧聚合物、聚酰胺、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、芳族或不饱和聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷或它们的任何其它合适的聚合物或共聚物。
在第一个和第二个实例中的碳-杀虫剂混合物(或若不使用碳的话，仅是杀虫剂)而后与熔融、粉末或液体状态的聚合物，较好是聚氨酯混合。接着将此混合物粘结到聚合物片上。在本发明的第一个和第二个实例中，将聚合物和杀虫剂熔粘到聚合物片上。
将聚合物与杀虫剂的混合物粘结到聚合物片上的另一种方式是通过“贯穿注塑(through-injection molding)”，它是一种本领域已知的技术。在“贯穿注塑”中，将熔融物料从热喷嘴通过多孔网注塑到模具中。熔融物料在加压下流过网，并在模具中固化。在注塑熔融物料时，多孔网让空气散逸，但它在加压下也保持熔融的物质，直到它冷却。
将聚合物与杀虫剂的混合物粘结到聚合物片上的一种不同的方法是将聚合物与杀虫剂的熔融混合物放置在纺粘聚合物片上。若混合物是熔融的，则必须使其冷却，固化和凝固。下文所用的“聚合物与杀虫剂的熔融混合物”是指聚合物是熔化的或已经处于液体状态。视其熔点，杀虫剂也可以是熔化的或包含在淤浆溶液中。“聚合物与杀虫剂的熔融混合物”也可以包含碳或不熔化但与聚合物／杀虫剂的熔融物质一起流动的其它添加剂。
本发明的第一个和第二个实例应提供足以在隔绝区域中保持有效杀虫剂浓度的释放速度，以杀死或除掉昆虫，但该速度又是足够缓慢的，以长时间地保持有效浓度。
总的来说，本发明第一个和第二个实例中的较好组合物包含约70-95重量份的载体聚合物，约0-15重量份的碳，约5-30重量份的杀虫剂。对控制释放部件进行设计所要考虑的方面视诸如使用者的喜好和地理条件之类的因素而变。这两个实例中的聚合物输送体系在最初杀虫剂突然释放后其稳态的释放速度至少可保持6年，以作为对昆虫如蚂蚁和白蚁的阻挡层。然而，可容易地调节这个实例中的平衡浓度以符合每个使用者的特殊要求。
图1-5中所示的实例可以任选地包含不透杀虫剂的片(未图示)如敷金属的箔。将敷金属的箔或聚合物挤出片层压到纺粘聚合物片的一个表面上，以引导杀虫剂的流动。
本发明的再一个实例是一种不让害虫通过的片的阻挡层，其中将生物活性化学物质或杀虫剂与碳载体的粘结易碎混合物放在聚合物中，该混合物基本上不释放生物活性化学物质。基本上不释放定义为释放速度小于0．4μg／cm2／天，较好小于0．1μg／cm2／天，最好小于0．05μg／cm2／天。此实例包括释放速度为0．0或低于可检测的限值。在此实例中，通过“吸取”或“擦刮”聚合物表面并检测有害害虫的生物活性化学物质的存在来防止害虫。阻挡层的寿命比释放速度较高的阻挡层的寿命长得多。而且，聚合物的破裂或撕裂不太易于“渗漏”生物活性化学物质。因此，此实例中的两层或多层对保持完全阻挡层性能是适宜的。多层会在一层中产生撕裂或孔洞，但害虫不会通过第二层或其后的未撕裂层。可以进一步地在阻挡层的一个或两个表面上放置保护层，如稀洋纱以避免撕裂。
一旦制作完毕，将第一个和第二个实例的聚合物-载体输送体系放在靠近希望免受昆虫侵袭的结构处。图3-5说明了本发明点状或条状片实例的各种施加方式。
图1的构造示于图3-5中，但应明白的是图2构造或其它构造也能很好地使用。
在图3中，将聚合物-载体输送体系1置于产生隔绝区域10的木质结构100的混凝土地基23下面和其旁边，以保护该结构免受白蚁、蚂蚁和其它蛀虫的侵害。
在图4中，将聚合物-载体输送体系2置于结构元件24如门廊、天井、人行道的下面或置于木质结构101旁边的底层地基的下面，以形成隔绝区域10。
在图5中，将聚合物-载体输送体系3置于木质结构102的混凝土地基23的上面和其侧面但置于该结构的木质部分25的下面，以产生隔绝区域。
本发明的另一个实例示于图6和7中。此实例分别涉及如图6和7所示的挤压件如挤压柔韧圆柱体26和挤压柔韧平带27。可以使用各种聚合物，所述聚合物可以分成四类小组。所述组包括热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体聚合物和上述三组的共聚物。作为例子，可以使用的选自四组的某些聚合物是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、EVA、聚乙酸乙烯酯、氨基甲酸酯聚合物、聚酯、santoprene、聚硅氧烷、氯丁橡胶和聚异戊二烯。较好的杀虫剂是毒死蜱，尽管上述杀虫剂也可以使用。也可以使用填料。
圆柱体的大小较好是其直径约为5-15毫米，但对杀虫剂以最佳稳态释放到隔绝区域来说其直径最好约为10毫米。平带的厚度较好约为1-6毫米，宽度较好约为5-15毫米。然而，应注意的是可将圆柱体和平带制成满足使用者所遇到的各种条件。
总的来说，为了在隔绝区域中长时间地保持杀虫剂的平衡浓度，本发明此实例中的组合物应包含约70-95重量份的聚合物，约0-30重量份的碳和约5-30重量份的杀虫剂。然而，可以调节挤压件的组成以满足使用者的特殊要求。估计对圆柱体来说，同样对平带来说可以将隔绝区域至少保持6年。
可以将挤压件放置在各种位置上以产生隔绝区域。图8说明了使用图6所示挤压件的方式。将一个或多个柔韧的圆柱体26放在结构的混凝土地基23’和木质部分25’之间。柔韧的圆柱体26以受控速度释放杀虫剂，以产生隔绝区域。这种结构的一个优点是柔韧的圆柱体26可以放置在已建造好的结构的下面。类似地，可以将柔韧的圆柱体以未图示的方式与水平方向相反的垂直地放置到土地中。本领域的技术熟练者将会明白，视特定使用所考虑的因素，挤压件可以具有其它合适的形状并置于任何合适的位置上。
图9说明了使用图7所示的柔韧平带挤压件的方式。通过将一个或多个柔韧平带27置于结构的混凝土地基23″和木质部分25″之间或放在其旁边，就可以产生隔绝区域。在一个实例中，柔韧平带27也可以垂直地放置在墙壁的旁边，这种情况在附图中没有图示出来。同样，认为平带的任何合适的放置位置均在本发明的范围内。
使用
图10-13所示实例的丸剂通常也可以达到对杀虫剂的控制释放。丸剂13包含聚合物、杀虫剂并且较好也包含填料。在此实例中可以使用各种聚合物。它们可以包括由热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体聚合物和其共聚物组成的四类聚合物。从这四类中来选择聚合物取决于设计所考虑的因素，而较好的聚合物是高密度聚乙烯或低密度聚乙烯。另外，杀虫剂宜包括七氟菊酯，但也可以使用下述杀虫剂异丙胺磷、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯和其它除虫菊酯。为了达到最佳结果，也可以将载体如碳加到混合物中。
丸剂31长时间地以受控速度释放杀虫剂，以建立隔绝区域。这种保持土壤中的隔绝区域所需的丸剂的组成是约70-95重量份的聚合物，约0-30重量份的炭黑和约5-30重量份的杀虫剂。丸剂的组成最终取决于使用者的偏好。
视所需的应用，丸剂可以是任何合适的大小，例如其直径(或若是矩形的话，其宽度和厚度)为1-25毫米，其长度为2-20厘米或更长。而且，为了适应特定使用者的需求，可以容易地调节丸剂的尺寸和杀虫剂的浓度。然而，隔绝区域至少可以保持6年。
另外，丸剂31还具有可以方便地将它们置于任何地方的优点。本发明这个实例的丸剂示于
图10中。丸剂31插入靠近木质结构25的地方。
图10所示的丸剂可以放置在水泥地基23’″的下面，或者它们可以直接放置在木质结构的下面(未图示)，以便在木质结构25’″的周围产生一个区域10来排除会损害这种结构的昆虫。
图11说明了嵌在表面40上的丸剂31的横截面图。
可容易地将丸剂用到各种用途中。
图12说明了将丸剂喷射50到混凝土结构表面40上。
图15说明了将丸剂33放在预制板300上来处理表面。
如
图13所示，用泡沫体41将丸剂32施加到表面40如土壤或混凝土上。首先按本领域已知的方式将丸剂加到泡沫体中。然后将含细小丸剂的泡沫体41如
图12所示用电动喷雾器70喷射50到表面41上，以便形成用于表面的保护层。接着丸剂32释放杀虫剂，在土壤中产生一个保护性阻挡层，以保护木材免受害虫的侵袭。为了达到最佳结果，泡沫体50由聚氨酯组成。也可以使用聚硅氧烷、聚酯或聚乙酸乙烯酯。丸剂32的大小可视泡沫体厚度和隔绝区域中杀虫剂的所需浓度而变。施加到表面上的泡沫体的厚度可按使用者的偏好而变。隔绝区域可至少保持6年。除了用作杀虫剂的载体外，泡沫体也可以固化水泥并作为绝缘体。
如
图14所示，也可以使用含有嵌入丸剂33的预制板作为本发明的一个实例。这种板300可以由适合固定丸剂33的任何类型的材料制成。该板较好是由注册商标为Dow的泡沫聚苯乙烯组成。可以任何各种方式来施加板，并且它也可作为绝缘部件进行操作。一种施加方式如
图15所示，其中将含有丸剂33的板300置于混凝土表面42上。嵌入的丸剂有规则地隔开，其间隔由所需的杀虫剂的用量确定。
在如
图16和17所示的另一个实例中，可以通过热熔来施加包含聚合物基体和杀虫剂的控制释放部件。设计此实例来满足已安装到位的结构的需要。如上所述，聚合物基体可以包含上述四类聚合物中的任何一种。类似地，可以使用上述杀虫剂中的任何一种。然而，宜使用含有除虫菊酯的高密度或低密度聚乙烯。尽管要满足使用者的需求，但为了达到最佳结果，在热熔施加中各物质的浓度应是，聚合物约70-95，杀虫剂约5-30，和填料／载体约0-30。
图16说明了用注射器400将热熔体50注入靠近混凝土地基43的土地中。混凝土结构43支承木质结构250。
图17说明了已注入土地中的热熔体50之间的间隔。
在另一个实例中，
图18和19说明了使用杀虫剂来熏蒸结构500。通过将控制释放部件注入或放在可被熏蒸的结构中或靠近它的地方，从控制释放部件中释放出来的杀虫剂可以蒸发来熏蒸结构。
图18说明了使用插塞34来熏蒸由建筑块502制成的结构500。类似地，
图19说明了用钻孔机800在水泥板900上钻出孔700来施加控制释放部件的方法。一旦插入，插塞能熏蒸结构。
目前较好的实例示于图20的本发明器件目前较好的实例将含有低蒸气压杀虫剂的中或高密度聚合物的第一种聚合物200与含有较高挥发性，即较高蒸气压的杀虫剂的第二种聚合物202组合在一起。参考聚合物中的交联度，高、中和低密度是聚合物领域众所周知的术语。高蒸气压定义为蒸气压超过约1毫帕斯卡，较好约10-100毫帕斯卡。低蒸气压定义为小于1毫帕斯卡，较好约0．05-0．5毫帕斯卡。第一种聚合物200的厚度较好约为1／32-1／8英寸。低蒸气压的杀虫剂较好是氯菊酯或氯氟氰菊酯。第一种聚合物200的适宜材料选自聚氨酯、高密度聚乙烯和聚丙烯。将第二种聚合物202放在靠近第一种聚合物200的地方，较好是连接到第一种聚合物200上。第一种聚合物200较好是不透水和不透氡气的。因此，第一种聚合物200较好是一种片，它可以是膜或纺粘的。按本发明，第一种聚合物200可以是两个亚部分(sub-parts)，一个亚部分204是含低蒸气压杀虫剂的可渗透的中或高密度聚合物，而另一个亚部分206是不含杀虫剂的不可渗透的层。不可渗透的层具有防止或减少安装者与生物活性化学物质碰到／接触的处置的优点。不可渗透的层例如可以是聚酯薄膜、偏氯纶或saranax。
第二种聚合物202是一种低密度聚合物，较好是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，低密度聚乙烯或其共混物。置于第二种聚合物中的较高挥发性或较高蒸气压的杀虫剂较好是合成拟除虫菊酯，如七氟菊酯。
第二种聚合物202可以是前述丸剂的形式，将第一种和第二种聚合物安置成第一种聚合物在地基底板的下面，而第二种聚合物在接近地基的土壤中散开。第二种聚合物202更好是如图所示的织造或非织造的开孔网格的形式。网格孔可以是摸上去不封闭到约1-4英寸方格的大小，棱208具有宽度约为1密耳至1／8英寸的横截面。由聚乙烯、聚丙烯或聚酯制成的稀洋纱可用作网格。对于第一种聚合物200片和第二种聚合物202开孔网格，由第一种和第二种聚合物200、202组合而成的器件较好是置于地面以下。第一种聚合物片200置于靠近第二种聚合物202开孔网格的地方，第一种聚合物200片与地基43接触或靠近地基43并位于地基和第二种聚合物202开孔网格之间。网格材料可以吸收生物活性化学物质并作为生物活性化学物质的储器。
在操作过程中，第一种聚合物200持续作为防止昆虫侵入的物理／化学阻挡层。然而，由于第一种聚合物200的缓慢释放，在安装后大约第一年的时间内只释放非常少的杀虫剂用于产生隔绝区域。另外，由于诸如电线和管道的贯穿以及在建造过程中刺破或撕裂，所以也不可能设置无缺陷的阻挡层。因此，设置第二种聚合物202，以便在安置后几天内产生隔绝区域，从而防止昆虫进入通过第一种聚合物200的有缺陷之处。因此，第一种聚合物200具有下述三种功能昆虫阻挡层，蒸气／湿气阻挡层和氡气阻挡层。将第一种聚合物200设计成能持续至少10年，较好达到并超过20年。将第二种聚合物202设计成能持续至少5年，较好达到约10年。在第二种聚合物202耗尽并且不再有效地抗昆虫的时候，第一种聚合物200达到足以保持隔绝区域的释放杀虫剂的浓度。
提供下述实施例作为举例说明。同样地，这些实施例不被看作是对所附权利要求书限定的本发明范围的限制。
实施例1进行试验以确定毒死蜱的释放速度。视聚合物，杀虫剂的负载率为5重量％或10重量％。在50℃时，确定所有部件的释放速度。
所评价的聚合物包括低熔聚乙烯、聚氨酯、两个聚环氧化物(two epoxies)、硅橡胶，和高含蜡的低熔聚乙烯以降低毒死蜱的热分解。研究表明在温度超过约240℃时毒死蜱会发生过度热分解；这样，对聚合物的选择就限制在不需要过度热加工的配方。
表1提供了这些研究结果的总结。总的来说，与毒死蜱相容的聚合物不会出现与所用的负载率有关的问题。然而，使用聚氨酯聚合物时会损失某些物理上的完整性，而其它聚合物体系在50℃时不会有可见的降解。释放速度从硅橡胶的10μg／cm2／天到环氧B的0．3μg／cm2／天。
使用表1提供的数据，可以近似地有一个估算的产品寿命。假定部件的重量为0．5克，其负载为10％，因此有50毫克毒死蜱可用于释放。这样，对于面积为4cm2的聚合物体系，释放速度为1μg／cm2／天，这就使杀虫剂在升高温度下足以维持30年。这些计算表明各种杀虫剂产品都是可以利用的。
表1．聚合物配方和使用毒死蜱的选择体系的释放速度
a在50℃时测量的释放速度b在升高温度下材料出现过度开裂实施例2用实施例1类似的聚合物体系，但用80％的纯除虫菊酯进行研究。在40℃时的释放速度列于表2中。
表2．聚合物配方和使用除虫菊酯I的选择体系的释放速度
a在40℃时测量的释放速度聚氨酯和聚硅氧烷的释放速度最高，而聚环氧化物的释放速度最低。在释放速度上有明显的变化，估计将需要合适的粘合剂。
从表2所列的数据进行简单的计算就可以确定杀虫剂体系的可能寿命。如实施例1所述，有许多变量可以改变隔绝区域的寿命。
实施例3制造控制释放部件，对其进行测试以确定它们的释放速度。用10重量％的杀虫剂、3或7重量％吸收液体杀虫剂的炭黑和83-87重量％的聚合物来配制所有的热塑性聚合物，将其注塑成约1／8英寸厚的薄片。具体地说，由热塑性聚合物和溴氰菊酯以及氯氟氰菊酯制成的部件含有3％的炭黑。由其余的杀虫剂和热塑性聚合物制成的部件含有7％的炭黑。
由S-113聚氨酯(一种热固性聚合物)制成的部件从含60重量％S-113、40重量％蓖麻油和5重量％TIPA催化剂的聚合物混合物制成。聚合物混合物占部件总重量的90％。杀虫剂，即溴氰菊酯占部件剩余的10％。在此部件中不使用炭黑。将聚合物／杀虫剂混合物铸塑成1／8英寸厚的片，在约60℃时加热约40-60分钟，以固化铸塑片。
然后从注塑或铸塑的薄片上切下1英寸的方块，测试该正方形块的释放速度。获得下述释放速度
实施例4进行试验以确定氯氟氰菊酯(拟除虫菊酯)浓度和杀虫剂／聚合物的组合对从聚合物中释放杀虫剂的释放速度的影响。数据总结于表4中。
表4．聚合物／拟除虫菊酯浓度组合的释放速度
实施例5进行试验以确定隔绝区域抗白蚁的效力。选择两类白蚁样品进行试验Eastern地下白蚁(因为其最常见)，和Formosan地下白蚁(因为其最具侵入性)。
用玻璃容器装配测试单元。将薄木片放在容器的底部。将浸渍过杀虫剂的聚合物放在木片的上面，使从浸渍过的聚合物的上方到木片之间没有通道或开孔。将无营养的螺丝钻放在浸渍过的聚合物的上方。螺丝钻表面的数据为零，将浸渍过的聚合物置于螺丝钻表面下方5厘米处。将白蚁放在螺丝钻的表面上，它们每天通过螺丝钻向标记浸渍过的聚合物前进。
浸渍过的聚合物的组合列于表5a中。
表5a．10重量％拟除虫菊酯的释放速度
也使用在聚合物阻挡层中没有拟除虫菊酯的参照样品。结果列于图21和22中。在所有的参照样品中，白蚁啃噬通过聚合物进入木片中。通过乙烯-乙酸乙烯酯的速度比通过聚乙烯的慢。对于所有浸渍过的聚合物，均没有穿过。由于Formosan地下白蚁是如此具侵入性，所以与侵入性较小的Eastern地下白蚁相比，它们更靠近浸渍过的聚合物。事实上，含有氯菊酯的聚乙烯会受到Formosan白蚁上颚啃咬留下的斑疤，但却没有孔洞或穿透。大约12-14天后，即使是Formosan白蚁也由于所释放的杀虫剂而被击退，并在浸渍过的聚合物的作用下撤退。实施例6进行试验以证实粘结载体对释放速度的影响。活性化学物质是量为5重量％的七氟菊酯和氯氟氰菊酯，粘结载体是量为0重量％和10重量％的炭黑，以及余量的高密度聚乙烯(MA 778-000)。在制造后6星期时测量释放速度，其中每星期擦拭样品，以除去表面积累的释放出来的活性化学物质。
结果列于表6中。
表6-0重量％和10重量％炭黑的释放速度
结束语本领域的技术熟练者从上述描述中能很容易地确定本发明的主要特征，并且在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以对其作出改变和改进，以使其适应各种应用和条件。想要说明的是由下述权利要求书所限定的本发明的范围包括用于限定本发明的所有等同内容。
权利要求书按照条约第19条的修改1．一种防止木材害虫进入木质结构的阻挡层，它包含(a)杀虫剂，它在下述(b)中(b)聚合物基体；其中(c)所述杀虫剂的量为使其能粘结在聚合物中，所述量足以防止所述木材害虫破坏所述阻挡层。
2．如权利要求1所述的阻挡层，其中所述杀虫剂不会大量地从所述阻挡层中释放出来。
3．如上述任一项权利要求所述的阻挡层，其中所述杀虫剂与载体混合成粘结易碎混合物，将该混合物加到所述聚合物中。
4．如上述任一项权利要求所述的阻挡层，其中所述杀虫剂是低挥发性的杀虫剂，而所述聚合物是高或中密度聚合物。
5．如上述任一项权利要求所述的阻挡层，它还包括在另一种聚合物中的另一种杀虫剂，所述另一种杀虫剂是高挥发性杀虫剂，所述另一种聚合物是低密度聚合物。
6．如权利要求4所述的阻挡层，其中所述低挥发性杀虫剂选自氯氟氰菊酯、氯菊酯和它们的混合物。
7．如权利要求4所述的阻挡层，其中所述高或中密度聚合物选自聚氨酯、高密度聚乙烯和它们的混合物。
8．如上述任一项权利要求所述的阻挡层，其中所述杀虫剂的量至少为1重量％。
9．如权利要求8所述的阻挡层，其中所述杀虫剂的量至少为5重量％。
10．如权利要求3所述的阻挡层，其中载体选自炭黑、活性炭和它们的混合物。
11．如上述任一项权利要求所述的阻挡层，其中所述杀虫剂选自异丙胺磷、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、除虫菊酯和它们的混合物。
12．一种制造防止木材害虫进入木质结构的阻挡层的方法，它包括下述步骤
(a)选择某一量的杀虫剂，和(b)将所述量的杀虫剂粘结在聚合物基体中；其中(c)所述量足以防止所述木材害虫破坏所述阻挡层。
13．如权利要求12所述的方法，其中所述杀虫剂不会大量地从聚合物中释放出来。
14．如权利要求12至13中任一项所述的方法，其中粘结包括下述步骤将所述杀虫剂与载体混合成粘结易碎混合物；和将粘结易碎混合物加到聚合物中。
15．如权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述杀虫剂是低挥发性的杀虫剂，而所述聚合物是高或中密度聚合物。
16．如权利要求12至15中任一项所述的方法，它还包括下述步骤将另一种杀虫剂混入另一种聚合物中，所述另一种杀虫剂是高挥发性杀虫剂，所述另一种聚合物是低密度聚合物。
17．如权利要求13所述的方法，其中所述低挥发性杀虫剂选自氯氟氰菊酯、氯菊酯和它们的混合物。
18．如权利要求15所述的方法，其中所述高或中密度聚合物选自聚氨酯、高密度聚乙烯和它们的混合物。
19．如权利要求12至18中任一项所述的方法，其中所述杀虫剂的量至少为1重量％。
20．如权利要求19所述的方法，其中所述杀虫剂的量至少为5重量％。
21．如权利要求14所述的方法，其中载体选自炭黑、活性炭和它们的混合物。
22．如权利要求12至21中任一项所述的方法，其中杀虫剂选自异丙胺磷、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、除虫菊酯和它们的混合物。
23．一种制造阻挡层以防止爬行或土生昆虫进入的为某一地区或结构提供长期保护以防止所述昆虫侵害的方法，所述方法包括下述步骤(a)在所述地区或结构的入口处放置控制释放阻挡层，所述阻挡层具有外表面并且含有聚合物基体和在所述基体中的杀虫剂；(b)让杀虫剂释放到控制释放阻挡层的外表面上并在所述表面上积累起来，杀虫剂的释放速度至少为10μg／cm2／天，所述速度足以除掉或杀死与阻挡层表面接触的昆虫，从而保护所述地区或所述结构免受所述爬行或土生昆虫的侵害。
24．如权利要求23所述的方法，其中所述爬行或土生昆虫选自昆虫、蛇和它们的组合。
25．如权利要求23至24中任一项所述的方法，其中聚合物基体选自聚硅氧烷、EVA、氨基甲酸酯聚合物、聚氨酯、丙烯腈、丁二烯、丙烯酸类橡胶、异戊二烯和苯乙烯-乙烯基橡胶。
26．如权利要求23至25中任一项所述的方法，其中聚合物基体还包含用于控制释放速度的载体。
27．如权利要求26所述的方法，其中所述载体选自炭黑、活性炭、非晶形二氧化硅和它们的混合物。
28．如权利要求23至27中任一项所述的方法，其中所述控制释放部件是片或丸剂的形式。
29．如权利要求26所述的方法，其中载体的浓度是所述阻挡层总重量的约2-7％。
30．如权利要求23至29中任一项所述的方法，其中杀虫剂的浓度是阻挡层总重量的约2-15％。
31．如权利要求23至30中任一项所述的方法，其中杀虫剂选自溴氰菊酯、氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、七氟菊酯、氯菊酯、和它们的混合物。
权利要求
1．一种防止木材害虫进入木质结构的阻挡层，它包含(a)杀虫剂，它在下述(b)中(b)聚合物基体；其中(c)所述杀虫剂的量为使其能粘结在聚合物中并且不会大量地从聚合物中释放出来，所述量足以防止所述木材害虫破坏所述阻挡层。
2．如权利要求1所述的阻挡层，其中所述杀虫剂与载体混合成粘结易碎混合物，将该混合物加到所述聚合物中。
3．如权利要求1所述的阻挡层，其中所述杀虫剂是低挥发性的杀虫剂，而所述聚合物是高或中密度聚合物。
4．如权利要求3所述的阻挡层，它还包括在另一种聚合物中的另一种杀虫剂，所述另一种杀虫剂是高挥发性杀虫剂，所述另一种聚合物是低密度聚合物。
5．如权利要求3所述的阻挡层，其中所述低挥发性杀虫剂选自氯氟氰菊酯、氯菊酯和它们的混合物。
6．如权利要求3所述的阻挡层，其中所述高或中密度聚合物选自聚氨酯、高密度聚乙烯和它们的混合物。
7．如权利要求1所述的阻挡层，其中所述杀虫剂的量至少为1重量％。
8．如权利要求7所述的阻挡层，其中所述杀虫剂的量至少为5重量％。
9．如权利要求2所述的阻挡层，其中载体选自炭黑、活性炭和它们的混合物。
10．如权利要求1所述的阻挡层，其中所述杀虫剂选自异丙胺磷、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、除虫菊酯和它们的混合物。
11．一种制造防止木材害虫进入木质结构的阻挡层的方法，它包括下述步骤(a)选择某一量的杀虫剂，和(b)将所述量的杀虫剂粘结在聚合物基体中；其中(c)所述量的杀虫剂粘结在聚合物中并且不会大量地从聚合物中释放出来，所述量足以防止所述木材害虫破坏所述阻挡层。
12．如权利要求11所述的方法，其中粘结包括下述步骤将所述杀虫剂与载体混合成粘结易碎混合物和将粘结易碎混合物加到聚合物中。
13．如权利要求11所述的方法，其中所述杀虫剂是低挥发性的杀虫剂，而所述聚合物是高或中密度聚合物。
14．如权利要求13所述的方法，它还包括下述步骤将另一种杀虫剂混入另一种聚合物中，所述另一种杀虫剂是高挥发性杀虫剂，所述另一种聚合物是低密度聚合物。
15．如权利要求13所述的方法，其中所述低挥发性杀虫剂选自氯氟氰菊酯、氯菊酯和它们的混合物。
16．如权利要求13所述的方法，其中所述高或中密度聚合物选自聚氨酯、高密度聚乙烯和它们的混合物。
17．如权利要求11所述的方法，其中所述杀虫剂的量至少为1重量％。
18．如权利要求17所述的方法，其中所述杀虫剂的量至少为5重量％。
19．如权利要求12所述的方法，其中载体选自炭黑、活性炭和它们的混合物。
20．如权利要求11所述的方法，其中所述杀虫剂选自异丙胺磷、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、除虫菊酯和它们的混合物。
21．一种为某一地区或结构提供长期保护以防止害虫侵入的方法，所述方法包括下述步骤(a)在需要保护的地区或结构的入口处放置具有外表面的控制释放部件，所述部件包含聚合物基体和在所述基体中的杀虫剂，所述杀虫剂选自溴氰菊酯、氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、七氟菊酯、氯菊酯、异丙胺磷、氰戊菊酯、除虫菊酯和它们的混合物；(b)让杀虫剂释放到控制释放部件的外表面上并在其表面上积累起来，杀虫剂的释放速度至少为10μg／cm2／天，所述速度足以除掉或杀死与部件表面接触的昆虫。
22．如权利要求21所述的方法，其中所述害虫选自昆虫、蛇和它们的组合。
23．如权利要求21所述的方法，其中聚合物基体选自聚硅氧烷、EVA、氨基甲酸酯聚合物、聚氨酯、丙烯腈、丁二烯、丙烯酸类橡胶、异戊二烯和苯乙烯-乙烯基橡胶。
24．如权利要求23所述的方法，它还包含粘结载体。
25．如权利要求24所述的方法，其中所述粘结载体选自炭黑、活性炭和它们的混合物。
26．如权利要求21所述的方法，其中所述控制释放部件是片或丸剂的形式。
全文摘要
一种使用阻挡层来防止昆虫(白蚁、蚂蚁)侵入木质结构的方法和部件,所述阻挡层包含聚合物(较好是聚氨酯)和加到该聚合物中的杀虫剂(拟除虫菊酯或有机磷酸酯杀虫剂)。杀虫剂可以单独加到聚合物中或与载体(较好是炭黑或活性炭)一起以粘结易碎混合物的形式加到聚合物中。将载体放在木质结构(如墙壁或窗台)和非木质结构部分如土壤之间。在所披露的方法中,阻挡层在预定的时间内保持最低有效量的杀虫剂。
文档编号A01N53/06GK1291075SQ98813980
公开日2001年4月11日 申请日期1998年2月20日 优先权日1998年2月20日
发明者P·范沃里斯, D·A·卡塔尔多, F·G·伯顿 申请人:巴泰勒纪念研究所