Гербицидное средство в форме микроэмульсионного концентрата
Владельцы патента RU 2546260:
Государственное бюджетное учреждение Республики Башкортостан "Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений с опытно-экспериментальным производством Академии наук Республики Башкортостан" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "АХК-АГРО" (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Гербицидное средство содержит гербицидно эффективное количество обладающей поверхностно-активными свойствами триалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, в которой один алкильный радикал включает не менее 8 атомов углерода, и поверхностно-активное вещество. В качестве поверхностно-активного вещества оно содержит неионогенное или катионактивное поверхностно-активное вещество или их смесь. Гербицидное средство может содержать гербицидно эффективное количество сложного эфира спиртов C7-C9 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты нормального или изостроения индивидуально или в комбинации. Гербицидное средство может содержать органический растворитель. Изобретение позволяет повысить стабильность средства. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.
Данное изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в борьбе с сорной и нежелательной растительностью в посевах культурных растений.
В сельскохозяйственной практике нашли широкое применение гербицидные препараты на основе 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (далее - 2,4-Д кислота), содержащие действующее вещество в форме диметиламинной соли и 2-этилгексилового эфира (Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ, М., 2011, с.226-230).
Основным недостатком препаратов на основе 2,4-Д кислоты в форме концентратов эмульсий является грубая дисперсия рабочей жидкости (3-7 мкм), что обуславливает ее термодинамическую неустойчивость.
Известно гербицидное средство (RU 2408188, опубл. 10.01.2011, бюл. №1), содержащее в качестве действующего вещества 2,4-Д кислоту в виде смеси двух своих модификаций: 2-этилгексилового эфира и обладающей поверхностно-активными свойствами триалкиламинной соли, содержащей один алкильный радикал с числом атомов углерода не менее 8, например диметилалкил (C8 и >) аминной соли (далее - ДМАА соль 2,4-Д кислоты).
В качестве одного из основных недостатков данной композиции является невозможность получения микроэмульсии рабочей жидкости.
Рабочая жидкость представляет собой раствор молочного цвета с размером дисперсной фазы на уровне 1-5 мкм, она относительно устойчива, но при этом термодинамически нестабильна.
Наиболее близкой по составу к предлагаемому средству является гербицидная композиция по патентному документу RU 2415574 (опубл. 10.04.2011, бюл. №10), содержащая сложный эфир спиртов C7-C9 2,4-Д кислоты и третичную алкиламинную соль, которая включает один алкильный радикал с числом атомов углерода от 8 до 14, и поверхностно-активное вещество неионогенного или ионогенного типа. Известное гербицидное средство обладает повышенной проникающей способностью и биологической эффективностью в сравнении с индивидуальной эфирной модификацией.
Задачей настоящего изобретения является создание гербицидного средства на основе 2,4-Д кислоты в форме микроэмульсионного концентрата, способного образовывать термодинамические устойчивые мицеллярные и микроэмульсионные водные растворы рабочих жидкостей.
Суть изобретения базируется на общих принципах поведения поверхностно-активных соединений (ПАВ) в водных средах (К. Холмберг и др. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах, М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009, с.124).
Одним из таких принципов является способность смеси ПАВ образовывать в водной среде смешанные мицеллы. При этом следует подчеркнуть, что физико-химические характеристики смешанных мицелл могут существенным образом отличаться от таковых для индивидуальных ПАВ, входящих в состав смеси.
Решение поставленной задачи достигается тем, что гербицидное средство содержит гербицидно эффективное количество обладающей поверхностно-активными свойствами триалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, в которой один алкильный радикал включает не менее 8 атомов углерода, и, возможно, гербицидно эффективное количество сложного эфира спиртов C7-C9 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты нормального или изостроения индивидуально или в комбинации, неионогенное или катионактивное поверхностно-активное вещество или их смесь и, возможно, содержит органический растворитель.
Гербицидное средство содержит компоненты, соотношение которых представлено в массовых долях на единицу массы триалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, в которой один алкильный радикал включает не менее 8 атомов углерода,
| Неионогенное или катионактивное ПАВ или их смесь | 0,28-1,0 |
| Сложный эфир спиртов C7-C9 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты нормального или изостроения | 0-0,6 |
| Органический растворитель | 0-0,2 |
Композиция может содержать органический, преимущественно ароматический растворитель: ксилол, сольвент нефтяной или каменноугольный, нефрас, керосин, заксилольная фракция и др., или их смесь.
Гербицидное средство представлено в форме микроэмульсионного концентрата, при этом оно характеризуется способностью образовывать термодинамически стабильные мицеллярные и микроэмульсионные водные растворы с размером дисперсной фазы в нанометровом диапазоне.
Предлагаемое гербицидное средство преимущественно содержит следующие компоненты, соотношение которых представлено в массовых долях на единицу массы диметилалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, в которой один алкильный радикал включает не менее 8 атомов углерода,
| Неионогенное или катионактивное ПАВ или их смесь | 0,3-0,4 |
| 2-этилгексиловый эфир 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты нормального или изостроения | 0,13-0,6 |
| Ароматический растворитель | 0,1-0,15 |
Предлагаемое гербицидное средство получают простым смешиванием компонентов в обычных условиях.
Нами экспериментально установлено, что смесь ПАВ, содержащая обладающую поверхностно-активными свойствами триалкиламинную соль 2,4-Д кислоты, в которой один алкильный вариант включает не менее 8 атомов углерода (в частности, диметилалкиламин (далее - ДМАА), диэтилалкиламин (далее - ДЭАА и др.) и неионогенный оксиэтилированный алкилфенол (неонол АФ 9-12), в заявленном соотношении образует в воде прозрачные термодинамически устойчивые растворы смешанных мицелл.
Факт образования смешанных мицелл подтверждается изменением критической концентрацией мицеллообразования (далее - ККМ) смеси до 0,025 мас.% против 0,1 мас.% для индивидуальной ДМАА соли 2,4-Д кислоты, а также повышением растворимости ДМАА соли 2,4-Д кислоты в воде в составе смеси ПАВ до 1 мас.% против 0,1 мас.% для чистой ДМАА соли 2,4-Д кислоты.
Найденное соотношение ПАВ в смеси ограничивает верхний (по триалкиламинной соли 2,4-Д кислоты) и нижний (по неионогенному ПАВ) концентрационные пределы, обеспечивающие возможность получения устойчивых прозрачных водных растворов смешанных мицелл.
Аналогичное изложенному выше имеет место также в случае использования в смеси с триалкиламинной солью 2,4-Д кислоты катионактивного ПАВ (например, четвертичные аммониевые соли - Алкапав).
Совершенно иная ситуация наблюдается при смешении триалкиламинной соли 2,4-Д кислоты, содержащей один алкильный радикал с числом атомов углерода не менее 8, с анионактивным ПАВ (АБСК). Исходный мутный водный раствор указанной соли при добавлении анионактивного ПАВ мутнеет вплоть до разделения фаз и выпадения осадка.
В условиях рассматриваемого изобретения следующим этапом решения проблемы, составляющей суть изобретения, является оценка солюбилизационной емкости смешанных мицелл по отношению к сложному эфиру спиртов C7-C9 2,4-Д кислоты. Экспериментально установлено, что данный показатель находится на уровне 29-30 мас.% при оптимальном составе смеси ПАВ и 42 мас.% при повышении концентрации неионогенного, катионактивного ПАВ или их смеси до равномассового по отношению к указанной триалкиламинной соли 2,4-Д кислоты.
Количество органического растворителя в композиции согласно изобретению должно определяться свойствами тройной системы, содержащей смесь триалкиламинной соли 2,4-Д кислоты, неионогенного или катионактивного ПАВ, или их смеси и сложного эфира спиртов C7-C9 2,4-Д кислоты, а именно ее способностью дополнительно солюбилизировать в водной среде определенное количество растворителя, образуя термодинамически устойчивые прозрачные микроэмульсионные растворы.
Как показали экспериментальные данные, количество органического растворителя в препарате не должно превышать уровень в 7,0 мас.% (0,2 массовой доли на единицу массы триалкиламинной соли 2,4-Д кислоты).
Изложенное выше иллюстрируется приведенными ниже данными.
| Таблица 1 | |||||
| Смешанные мицеллы ДМАА соли 2,4-Д с неионогенным, катионактивным и анионактивным ПАВ | |||||
| Состав исходного раствора ДМАА соль 2,4-Д кислоты, г в 100 г воды | Характеристика водного раствора | ||||
| Количество неионогенного ПАВ (неонол АФ 9-12), г | Размер дисперсной фазы прозрачного мицеллярного раствора, нм | ||||
| 0,5 (1,0 м.д.*) | - | 0,1 (0,2 м.д.) | 0,15 (0,3 м.д.) | 0,2 (0,4 м.д.) | |
| мут. | мут. | прозрачн. | прозрачн. | 267,3 | |
| -«- | Количество катионактивного ПАВ (четвертичное аммониевое основание - Алкапав), г | 186,7 | |||
| - | 0,1 (0,2 м.д.) | 0,15 (0,3 м.д.) | 0,2 (0,4 м.д.) | ||
| мут. | мут. | прозрачн. | прозрачн. | ||
| -«- | Количество анионактивного ПАВ (АБСК), г | -«- | |||
| - | 0,1 (0,2 м.д.) | 0,15 (0,3 м.д.) | 0,2 (0,4 м.д.) | ||
| мут. | более мут. | более мут. | разделение фаз, выпадение осадка | ||
| м.д.* - массовая доля |
| Таблица 2 | ||||||
| Солюбилизационная емкость смешанных мицелл | ||||||
| Раствор смешанных мицелл (ДМАА соль 2,4-Д кислоты + неонол АФ 9-12), г в 100 г воды | Характеристика водного раствора | |||||
| Количество 2-этилгексилового эфира 2,4-Д кислоты, г | Размер дисперсной фазы на пороге помутнения раствора, нм | |||||
| - | 0,1 (0,2 м.д.) | 0,15 (0,3 м.д.) | 0,2 (0,4 м.д.) | 0,3 (0,6 м.д.) | ||
| 0,5+0,2 (1,0 м.д. + 0,4 м.д.) | прозр. | Прозр. | Прозр. | Прозр. | Мутн. | 245,6 |
| 0,5+0,5 (1,0 м.д. + 1,0 м.д.) | прозр. | Прозр. | Прозр. | Прозр. | Прозр. | 201,8 |
| Таблица 3 | ||||||
| Влияние органического растворителя на характеристику водного раствора | ||||||
| Исходный раствор (ДМАА соль 2,4-Д кислоты + неонол АФ 9-12 + 2-этилгексиловый эфир 2,4-Д кислоты), г в 100 г воды |
Характеристика водного раствора | |||||
| Количество ароматического растворителя (нефрас), г | Размер дисперсной фазы рабочего раствора, нм | |||||
| - | 0,01 (0,02 м.д.) | 0,03 (0,06 м.д.) | 0,06 (0,12 м.д.) | 0,07 (0,14 м.д.) | ||
| 0,5+0,2+0,2 (1,0 м.д. + 0,4 м.д. + 0,4 м.д.) | прозр. | прозр. | прозр. | прозр. | мутн. | 232,6 |
Таким образом, приведенные примеры позволяют предложить следующие концентрационные рамки состава композиции, обеспечивающие возможность получения рабочих жидкостей, в которых препарат будет находиться в мицеллярном либо микроэмульсионном состоянии (табл.4).
| Таблица 4 | ||||
| Свойства водных растворов гербицидного средства | ||||
| Состав препарата, мас.% | Массовая доля на ед. массы триалкиламинной соли 2,4-Д кислоты | Характеристика 0,5 мас.% водного раствора | ||
| Тип эмульсии | Размер дисперсной фазы, нм | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| ДМАА соль 2,4-Д кислоты | - 36,0 | 1 | ||
| неионогенное ПАВ | ||||
| (неонол АФ 9-12) | - 36,0 | 1 | ||
| 2-этилгексиловый | ||||
| эфир 2,4-Д кислоты | - 21,0 | 0,58 | микроэмульсия | 240,8 |
| растворитель | ||||
| (сольвент нефтяной) | - 7,0 | 0,19 | ||
| ДМАА соль 2,4-Д кислоты | - 72,0 | 1 | ||
| неионогенное ПАВ | ||||
| (неонол АФ 9-12) | - 28,0 | 0,38 | мицеллярный | 222,6 |
| ДМАА соль 2,4-Д кислоты | - 56,8 | 1 | ||
| неионогенное ПАВ | ||||
| (синтанол) | - 22,7 | 0,4 | ||
| 2-этилгексиловый | ||||
| эфир 2,4-Д кислоты | - 13,6 | 0,24 | микроэмульсия | 197,1 |
| растворитель | ||||
| (нефрас) | - 6,9 | 0,12 | ||
| ДМАА соль 2,4-Д кислоты | - 78,0 | 1 | ||
| катионное ПАВ | ||||
| (Алкопав) | - 22,0 | 0,28 | мицеллярный | 238,6 |
| ДМАА соль 2,4-Д кислоты | - 69,3 | 1 | ||
| катионное ПАВ | ||||
| (Алкопав) | - 21,0 | 0,3 | ||
| 2-этилгексиловый | ||||
| эфир 2,4-Д кислоты | - 8,8 | 0,13 | микроэмульсия | 215,8 |
| растворитель | ||||
| (сольвент каменноугольный) | - 0,9 | 0,013 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| ДМАА соль 2,4-Д кислоты | - 50,6 | 1 | ||
| катионактивное + неионогенное ПАВ | - 16,3 | 0,32 | ||
| гептиловый эфир 2,4-Д кислоты | - 26,7 | 0,53 | микроэмульсия | 210,8 |
| растворитель | ||||
| (сольвент каменноугольный) | - 6,4 | 0,13 | ||
| ДЭАА соль 2,4-Д кислоты | - 61,0 | 1 | ||
| неионогенное ПАВ | ||||
| (неонол АФ 9-12) | - 24,5 | 0,39 | ||
| диэтилгептиловый | микроэмульсия | 198,4 | ||
| эфир 2,4-Д кислоты | - 9,7 | 0,16 | ||
| растворитель | ||||
| (сольвент нефтяной) | - 4,8 | 0,08 | ||
| МИАА∗∗ соль 2,4-Д кислоты | - 49,6 | 1 | ||
| катионактивное ПАВ | ||||
| (Алкамон ДС) | - 19,8 | 0,4 | ||
| метилизопропилгексиловый эфир | микроэмульсия | 248,7 | ||
| 2,4-Д кислоты | - 27,7 | 0,55 | ||
| растворитель | ||||
| (нефрас) | - 2,9 | 0,05 | ||
| МИАА∗∗ - метилизопропилалкиламинная соль 2,4-Д кислоты |
1. Гербицидное средство, содержащее гербицидно эффективное количество обладающей поверхностно-активными свойствами триалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, в которой один алкильный радикал включает не менее 8 атомов углерода, и, возможно, гербицидно эффективное количество сложного эфира спиртов C7-C9 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты нормального или изостроения индивидуально или в комбинации, поверхностно-активное вещество, отличающееся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества оно содержит неионогенное или катионактивное поверхностно-активное вещество или их смесь и, возможно, содержит органический растворитель.
2. Гербицидное средство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит компоненты, соотношение которых представлено в массовых долях на единицу массы триалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, в которой один алкильный радикал включает не менее 8 атомов углерода,
| Неионогенное или катионактивное ПАВ или их смесь | 0,28-1,0 |
| Сложный эфир спиртов C7-C9 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты нормального или изостроения | 0-0,6 |
| Органический растворитель | 0-0,2 |
3. Гербицидное средство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит следующие компоненты, соотношение которых представлено в массовых долях на единицу массы диметилалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, в которой один алкильный радикал включает не менее 8 атомов углерода,
| Неионогенное или катионактивное ПАВ или их смесь | 0,3-0,4 |
| 2-этилгексиловый эфир 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты нормального или изостроения | 0,13-0,6 |
| Ароматический растворитель | 0,1-0,15 |
