Композиции, содержащие гербицид-кислоту, предшественники, производные и способы
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Настоящее изобретение включает композицию концентрата гербицида - концентрат и композицию гербицида для нанесения, способ получения и применения этих композиций. Изобретение позволяет повысить эффективность борьбы с сорняками. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке U.S. № 62/113237, поданной 6 февраля 2015 г. под названием "HERBICIDE COMPOSITION", которая во всей своей полноте включена в настоящее изобретение в качестве ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к гербицидным композициям, которые включают композиции концентрата гербицида ("концентраты"), "композиции гербицида для нанесения", а также к композициям предшественников, производным этих композиций и к способам получения и применения этих композиций, к гербицидным композициям, содержащим гербицид-кислоту, аминное поверхностно-активное вещество и неорганическую кислоту.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Имеющиеся в продаже гербицидные композиции включают очень большое количество гербицидно активных химических соединений. Примеры включают соединения общего класса, известные, как феноксильные гербициды, например, 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (известная, как 2,4-D), MCPA-кислота, MCPP-кислота; соединения общего класса, известные, как пиридиновые гербициды (например, триклопир, фтороксипир); соединения общего класса гербицидов на основе бензойной кислоты (например, дикамба-кислота); соединения общего класса гербицидов на основе арилоксифеноксипропионовой кислоты (например, флуазифоп-кислота и хизалофоп-кислота); нерастворимые в воде гербициды типа дифенилового эфира (например, оксифлуорфен или ацифлюорфен); глифосаты (N-(фосфонометил)глицин), например, в кислотной форме, называющейся глифосат-кислота, или в форме соли, такой как форма соли с IPA; имидазольные гербицидные соединения (например, имазапир или имазахин); а также другие.
По практическим соображениям гербицидные соединения получают и продают в форме концентрата, что означает имеющуюся в продаже гербицидную композицию, обладающую высокой концентрацией активного гербицидного соединения, приспособленную для коммерческих перевозок, распределения и продажи. Концентрат может объединить с водой конечный потребитель (фермер или садовод) и получить разбавленную композицию, т. е. "композицию гербицида для нанесения", которую можно равномерно нанести на поле. Примеры концентрированных имеющихся в продаже гербицидных материалов включают использующиеся под названиями смачивающиеся порошки, диспергирующиеся в воде гранулы, гранулы, водные растворы, растворимые в воде порошки, эмульгирующиеся концентраты, текучие вещества на масляной основе, концентрированные эмульсии, суспоэмульсии, эмульсии, суспензии, концентраты суспензии, смеси, дисперсии и образующие микроэмульсии концентраты, а также другие. Любой из этих различных типов концентратов может обладать разными преимуществами или недостатками в зависимости от факторов, таких как режим нанесения, требования, предъявляющиеся в смешиванию и разбавлению концентрата, и эффективности активного ингредиента, включенного в гербицидную композицию.
Гербицид феноксикислота, 2,4-D (т. е. 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) является одним из самых распространенных в мире гербицидов. Этот гербицид поступил на рынок в 1945 г. Его обычно готовят и продают в двух главных формах: в виде соли 2,4-D с амином (например, соли с диметиламином)и в виде низколетучего (LV) сложного эфира 2,4-D. Соли с аминами могут быть растворимы в воде и их выпускают в промышленном масштабе в формах водных концентратов. Низколетучие сложные эфиры являются маслами и их выпускают в виде эмульгирующихся концентратов. Препараты солей 2-4-D с аминами являются менее гербицидно активными, чем низколетучие сложные эфиры. Однако соли с аминами также являются намного менее летучими. Соли с аминами менее склонны к химическим превращениям и считаются экологически более приемлемыми.
Недавно 2,4-D стали продавать в кислотной форме соединения, что означает протонированное соединение в отличие от этерифицированной или солевой (например, соли с амином) формы. Эти содержащие 2,4-D-кислоту препараты можно охарактеризовать низкой летучестью и повышенной гербицидной активностью, обе являются явными преимуществами. Активность единицы этих кислотных препаратов может быть вдвое больше активности солей с аминами, даже активности, которая сходна с активностью низколетучего препарата сложного эфира 2,4-D. Летучесть содержащих 2,4-D-кислоту препаратов может быть меньше, чем у препарата соли с амином, и намного меньше, чем у низколетучих препаратов сложных эфиров.
Кроме того, эти содержащие 2,4-D-кислоту препараты также обладают некоторыми недостатками, такими как противоречивые рабочие характеристики и трудность получения обладающего большим содержанием концентрата. Противоречивые рабочие характеристики имеющихся в продаже содержащих 2,4-D-кислоту продуктов могут проявляться, поскольку затруднительно регулировать значение pH композиции гербицида для нанесения, полученного путем разбавления содержащего 2,4-D-кислоту концентрата, например, разбавленного раствора для опрыскивания, полученного смешиванием имеющейся воды ("воды для опрыскивания") с концентратом в баке. Если содержащие 2,4-D-кислоту концентрат разбавляют водой, неорганическую кислоту также можно объединить с концентратом для снижения pH разбавленного раствора до значения, которое меньше pKa гербицида-кислоты, которое равно примерно 2,8 для 2,4-D. Если pH разбавленного раствора не поддерживают ниже pKa 2,4-D-кислоты, то 2,4-D-кислота будет объединяться с катионом, имеющимся в воде для опрыскивания, и образовывать соль, которая не так эффективна, как форма гербицида-кислоты. Например, если раствор получают из воды, которая содержит много катионов (т. е. "жесткая" вода для опрыскивания), то молекулы 2,4-D объединяются с катионами жесткой воды и образуют соль, которую затем наносят на поле. В случае невозможности получения раствора, при нанесении обладающего pH ниже 2,8, потребитель концентрата 2,4-D-кислоты в значительной степени теряет эффективность, связанную с кислотной формой 2,4-D. Часто потребитель может наносить содержащий 2,4-D-кислоту гербицид на поле и гербицид будет менее эффективным, чем ожидал потребитель. Причиной может быть то, что потребитель не знал о необходимости поддержания pH гербицида при значении, которое является достаточно низким для поддержания гербицидного соединения в кислотной форме и исключения образования соли.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Приведенное ниже описание относится к гербицидным композициям, таким как концентраты гербицида и композиции гербицида для нанесения, а также к композициям, которые являются предшественниками этих композиций или производными этих композиций, и к родственным способам.
Концентраты гербицида (или, для удобства, просто "концентраты") включают гербицидное соединение в кислотной форме, аминное поверхностно-активное вещество, необязательный разбавитель и неорганическую кислоту (предпочтительно концентрированную кислоту) и предпочтительно могут содержать не более, чем небольшое количество воды. Другие ингредиенты, такие как дополнительное поверхностно-активное вещество, эмульгатор, консерванты и т. п., применимые для композиции гербицида для нанесения (например, баковой смеси), также можно включить в небольших количествах.
Концентрат, содержащий неорганическую кислоту в количестве, достаточном для того, чтобы концентрат был "самобуферным" (с повышением концентрации кислоты он приобретает буферную способность, усиливающуюся при дальнейшем повышении концентрации кислоты), означает, что концентрат можно объединить с объемом воды (например, "воды для опрыскивания", использующейся для приготовления баковой смеси), кратным объему воды в концентрате, и полученная композиция будет обладать низким pH, например, pH, который меньше 5, 4, 3 или 2. Предпочтительный самобуферный концентрат можно объединить с объемом воды, кратным объему воды в концентрате (например, в 3, 5, 7, 10, 20 или 30 или большее количество раз превышающим объем содержащейся в нем воды), и объединенная вода и концентрат обладает pH, которое меньше pKa гербицида-кислоты, которая содержится в концентрате.
Неорганической кислотой может быть любая из множества подходящих неорганических кислот, способных образовать самобуферный концентрат при объединении с аминным поверхностно-активным веществом, гербицидом-кислотой и необязательным разбавителем. Неорганическая кислота (как ингредиент) может обладать любой подходящей концентрацией, такой как "концентрированная" кислота, но для уменьшения количества воды в концентрате или в предшественнике концентрата предпочтительной неорганической кислотой может быть кислота типа, называющегося "концентрированной кислотой", или, в противном случае, она может содержать относительно небольшое количество воды.
Предпочтительные композиции концентрата гербицида могут содержать небольшое количество воды, содержащейся в неорганической кислоте, содержать очень мало или не содержать воду, содержащуюся в аминном поверхностно-активном веществе, необязательном разбавителе и активном гербицидном соединении, и предпочтительно больше отдельно не добавляют воду в качестве части любого дополнительного ингредиента. Полученный концентрат предпочтительно может содержать не более 10, 5, 3, 2 или 1% воды в пересчете на полную массу концентрата. Она включает воду из любого источника, такую как вода, содержащаяся в жидком ингредиенте, таком как неорганическая кислота.
Концентрат, содержащий повышенное количество гербицида-кислоты, аминное поверхностно-активное вещество, необязательный разбавитель и количество неорганической кислоты, приводящее к тому, что концентрат является самобуферным, можно получить любым способом и путем объединения этих ингредиентов в любом подходящем порядке. В некоторых способах концентрат можно получить путем проводимого сначала объединения количества аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя с количеством гербицида-кислоты, эту стадию проводят в присутствии небольшого количества воды и при необязательном нагревании. В отдельных случаях гербицид-кислоту можно сначала растворить в аминном поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе в присутствии небольшого количества воды. В подходящих способах количество воды, содержащейся в аминном поверхностно-активном веществе, количество воды в разбавителе, количество воды, содержащейся в гербициде-кислоте, и количество воды, дополнительно включающейся при объединении этих ингредиентов, является небольшим количеством, например, минимальным количеством, и каждый ингредиент предпочтительно не содержит воду или почти не содержит воду. Затем, после объединения гербицида-кислоты и аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя неорганическую кислоту добавляют к комбинации аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и гербицида-кислоты.
В альтернативных способах концентрат можно получить путем проводимого сначала объединения количества аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя с количеством неорганической кислоты, эту стадию проводят в присутствии небольшого количества воды. В отдельных случаях неорганическую кислоту можно сначала объединить с аминным поверхностно-активным веществом и необязательным разбавителем в присутствии небольшого количества воды и получить раствор этих ингредиентов. В подходящих способах количество воды, содержащейся в аминном поверхностно-активном веществе, количество воды в разбавителе, количество воды, содержащейся в неорганической кислоте, и количество воды, дополнительно включающейся при объединении этих ингредиентов, является небольшим количеством, например, минимальным количеством, например, составляющим менее 10 или менее 5 мас.% в пересчете на полную массу всех ингредиентов. Каждое аминное поверхностно-активное вещество и необязательный разбавитель предпочтительно не содержит воду или почти не содержит воду. Неорганическая кислота предпочтительно может быть концентрированной кислотой. Затем, после объединения неорганической кислоты и аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, гербицид-кислоту и дополнительные ингредиенты, такие как дополнительный разбавитель, можно добавить к комбинации аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и неорганической кислоты.
В соответствии с этими вариантами осуществления установлено, что раствор, который образуется при объединении неорганической кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, обладает превосходными характеристиками при последующем объединении с другими органическими веществами. В отдельных случаях, когда полученный раствор (раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты) является сильно кислым и содержит концентрированную кислоту, можно объединить такой раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты с дополнительными органическими веществами без дополнительного разложения или чрезмерного разрушения органических веществ кислотой. Аминное поверхностно-активное вещество, например, таллоуамин, защищает добавленные после этого органические вещества, такие как разбавитель или гербицид-кислота, от неорганической кислоты и тем самым обеспечивает эффективное объединение раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты с добавленными органическими веществами, что дает концентрированную гербицидную композицию.
В одном объекте настоящее изобретение относится к композиции концентрата гербицида, которая содержит аминное поверхностно-активное вещество, неорганическую кислоту, гербицид-кислоту и менее 10 мас.% воды. Концентрат предпочтительно является самобуферным и предпочтительно может обладать высокой концентрацией гербицида-кислоты, такой как равная не менее 2, 2,5, 3, 3,5, 4 или 5 фунт/галлон, или более.
Другим объектом настоящего изобретения является композиция гербицида для нанесения, включающая композицию концентрата гербицида, описанную в настоящем изобретении, и от 2 до 30 галлонов добавленной воды на галлон композиции концентрата гербицида.
Другим объектом настоящего изобретения является способ получения композиции концентрата гербицида. Способ включает: получение аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, получение гербицида-кислоты, получение неорганической кислоты и объединение аминного поверхностно-активного вещества с гербицидом-кислотой и неорганической кислотой с получением композиции концентрата гербицида.
Другим объектом настоящего изобретения является раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, который включает: от 20 до 70 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества и от 20 до 70 мас.част. гербицида-кислоты в пересчете на 100 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества и гербицида-кислоты, раствор содержит не более 5 мас.% воды.
Еще одним объектом настоящего изобретения является раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, который включает: от 70 до 97 мас.част аминного поверхностно-активного вещества и от 3 до 30 мас.част. неорганической кислоты в пересчете на 100 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества и гербицида-кислоты, раствор содержит не более 10 мас.% воды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1, 2 и 3 приведены данные по эффективности и сравнительные данные по эффективности для описанных композиций.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Приведенные ниже описанные гербицидные композиции включают полученные в форме концентрата, а также полученные в форме композиции гербицида для нанесения, полученные из одного из описанных концентратов путем объединения концентрата с объемом воды, кратным объему воды в концентрате. Также описаны композиции предшественника, предпочтительно растворы, которые включают повышенные количества аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и гербицида-кислоты, или которые включают повышенные количества аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и неорганической кислоты.
При использовании в настоящем изобретении "концентрат" означает жидкую композицию, полученную из комбинации и содержащую комбинацию ингредиентов, который включает кислотную форму гербицидного соединения, аминное поверхностно-активное вещество, способное удерживать кислотную форму гербицида в растворе, неорганическую кислоту, необязательный разбавитель, другие необязательные вспомогательные вещества, содержащиеся в небольших количествах, и предпочтительно небольшое количество воды. Как более подробно описано в настоящем изобретении, предпочтительные концентраты представляют собой неводные растворы, которые в основном не содержат осадков, в основном не коагулированы, в которых не произошло разделение фаз, которые являются текучими (выливающимися и предпочтительно перекачиваемыми, например, при 72°F) и которые можно объединить с водой с образованием текучих (выливающихся, перекачиваемых и пригодных для опрыскивания, например, при 72°F) водных композиций, подходящих для нанесения путем опрыскивания на сельскохозяйственную культуру, растение или сорняк. Концентрат может быть прозрачным (бесцветным) или окрашенным и прозрачным, и не должен быть мутным, с разделенными фазами или не должен содержать кристаллы, нерастворенные твердые вещества или осадок. Предпочтительные концентраты стабильны при хранении в течение недель (до 12 недель) или месяцев (до 3, 4, 5 или 6 месяцев) при температуре окружающей среды (72°F) (предпочтительно до 90 или 100°F) без образования осадка, без коагуляции и остаются в форме, которая является текучей (выливающейся и перекачиваемой, например, при 72°F) и смешивающейся с водой.
Предпочтительный концентрат может обладать вязкостью, которая позволяет транспортировать концентрат с помощью шлангов и насоса, т. е. от является "перекачиваемым". При 70°F вязкость концентрата может быть меньше, чем у воды (1 сантипуаз (сП), в качестве эталона вязкостей в настоящем изобретении), но обычно может быть больше вязкости воды и меньше вязкости, равной 10000 сП (приближенная вязкость меда), меньше вязкости, равной 5000 сП (приближенная вязкость кукурузной патоки Каро), меньше вязкости, равной 1000 (касторовое масло), или меньше вязкости, равной 900 или 700 сП (приближенная вязкость моторного масла SAE 40 или глицерина), необязательно меньше вязкости, равной 600 или 500 сП. Предшественник концентрата, такой как раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты или раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты также необязательно может обладать вязкостью, которая делает раствор перекачиваемым, например, как специфицировано.
Кислотная форма гербицида (также называющаяся "гербицидом-кислотой" или "кислотной формой гербицидного соединения") представляет собой гербицидное соединение, которое включает кислотный атом водорода, который можно удалить или заместить в зависимости от pH среды. Одной характеристикой кислотной формы гербицидного соединения является pKa, что означает отрицательный логарифм (с основанием 10) константы равновесия K для реакции гербицидного соединения с переходом между его депротонированной формой и его нейтральной формой. Типичные гербицидные соединения, которые могут существовать в кислотной форме, могут обладать pKa, которые меньше примерно 6 или меньше примерно 5, 4 или 3, или 2. Гербициды-кислоты химически отличаются от солей и сложных эфиров в другом отношении сопоставимых гербицидных соединений, такие соли и сложные эфиры также являются типичными и хорошо известны для многих гербицидных соединений, которые могут существовать в кислотной форме. Примеры гербицидов-кислот известны в химии и агрохимии и описаны, например, в патенте U. S. 6906004.
Некоторые примеры пригодных гербицидных соединений, которые можно использовать в кислотной форме, включают следующие, часть которые или все имеются в продаже в их кислотной форме. Для гербицидных соединений, которые продаются в формах, не являющихся кислотной формой, таких как форма соли или сложного эфира, химик с общей подготовкой в данной области техники должен понимать, как превратить некислотную форму в кислотную для применения, описанного в настоящем изобретении.
Класс феноксильных гербицидов обычно включает гербициды, образованные из хлорированных фенолов, и включает гербицидные соединения, которые могут существовать в кислотной форме. Примеры включают хорошо известные гербициды 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислоту (известную под названием 2,4-D), 4-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислоту (MCPA-кислота), и 2(-2-метил-4-хлорфенокси)пропионовую кислоту (MCPP-кислота), а также другие.
Пиридиновые гербициды являются гербицидами, образованными из содержащих пиридиновое кольцо соединений, и включают гербицидные соединения, которые могут существовать в кислотной форме. Примеры включают 3,5,6-трихлор-2-пиридилоксиуксусную кислоту (триклопир-кислота) и флуроксипир (4-амино-3,5-дихлор-6-фтор-2-пиридилоксиуксусную кислоту), а также другие.
Гербицидные соединения на основе бензойной кислоты, включают бензойную кислоту или образованы из нее. Этот класс гербицидных соединений включает гербицидные соединения, которые могут существовать в кислотной форме. Одним примером является дикамба-кислота (3,6-дихлор-O-анисовая кислота), но в настоящем изобретении также можно использовать другие.
Гербицидные соединения на основе арилоксифеноксипропионовой кислот (иногда также называющиеся оксифеноксильными гербицидами) являются другим классом гербицидных соединений, которые могут существовать в кислотной форме. Примеры конкретных соединений включают флуазифоп-кислоту, хизалофоп-кислоту, а также другие.
Имидазолиноны являются еще одним классом гербицидных соединений, которые могут существовать в кислотной форме, и конкретные примеры включают имазетапир-кислоту, имазахин-кислоту, имазапир-кислоту, имазаметбенз-кислоту, имазапик-кислоту и имазамокс-кислоту.
В таблице 1 приведены некоторые примеры гербицидов-кислот и значения pKa.
Таблица 1
| Гербицид-кислота | pKa | Форма соли | Клопиралид | 2,3 | моноэтаноламин | |
| Бромоксинил | 4,06 | Фтороксипир | ||||
| Иоксинил | 3,96 | Хинклорак | 4,34 | |||
| Бентазон | ДН* | натрий | Хизалофоп-p | ДН | ||
| Дикамба | 1,87 | дигликольамин | Сетоксидим | 4,16 | ||
| диэтиламин | 2,4-D | 2,8 | натрий | |||
| Диклофоп | 3,57 | аммоний | ||||
| Феноксапроп | ДН | триэтаноламин | ||||
| Флуазифоп-p | 2,98 | диметиламин | ||||
| Фосамин | ДН | 2,4-DB | 4,8 | |||
| Глуфосинат | 2, 2,9 | аммоний | Дихлорпроп | 2,86 | Диметиламин- | |
| Глифосат | 2,6, 5,6 | изопропиламин | MCPA | |||
| Галоксифоп | 4,33 | Мекопроп (MCPP) | ||||
| Имазаметбенз | 2,9 | Клетодим | ||||
| Имазапир | 2,3 | изопропиламин | Сетоксидим | |||
| Имазахин | 3,8 | аммоний | Ацифлюорфен | 3,86 | натрий | |
| Имазамокс | Дактал | |||||
| Имазетапир | 3,9 | аммоний | Эндотал | |||
| Пиклорам | 2,3 | триизопропаноламин | Аланап | |||
| Триклопир | 2,68 | триэтиламин | Асулам | 4,82 |
*ДН - данных нет
(Если pKa не приведен, специалист в данной области техники может определить pKa.)
Гербицид-кислота может находиться в любой форме, пригодной для получения описанного концентрата, такой как форма твердой чешуйки, пеллеты или гранулы, которая обладает высокой концентрацией гербицида-кислоты и небольшим количеством воды, таким как составляющее менее 5, 2 или 1% воды в пересчете на полную массу гербицида-кислоты.
Концентрат содержит аминное поверхностно-активное вещество типа и в количестве, которое достаточно для растворения (например, им самим или необязательно в присутствии разбавителя) количества гербицида-кислоты, которое пригодно для образования описанного концентрата, растворение необязательно проводят при нагревании и предпочтительно при отсутствии воды или в присутствии не более, чем небольшого количества воды, как это описано.
При использовании в настоящем изобретении "поверхностно-активное вещество" означает органическое соединение, которое снижает поверхностное натяжение (или межфазное натяжение) между двумя жидкостями или между жидкостью и твердым веществом, обычно означает органическое амфифильное соединение, которое содержит гидрофобную группу (например, углеводородный (например, алкильный) "хвост") и гидрофильную группу. "Аминное поверхностно-активное вещество" означает поверхностно-активное вещество, которое содержит аминогруппу.
Типичные аминные поверхностно-активные вещества могут включать аминогруппу, такие как октиламин, лауриламин, стеариламин, олеиламин, таллоуамин, цетиламин, н-тетрадециламин, кокоамин, гидрированный таллоуамин, ди(гидрированный) таллоуамин, дикокоалкиламин, N-тридецилтридеканамин, N-метилстеариламин, дистеариламин и диалкил(C8-C20)амин.
Некоторые предпочтительные аминные поверхностно-активные вещества для применения в описанных концентратах включают катионогенные аминные поверхностно-активные вещества, что означает поверхностно-активные вещества, которые являются катионогенными при условиях (включая pH), наблюдающихся в композиции гербицида для нанесения. Примеры включают алкилдиметиламины.
Другие примеры аминного поверхностно-активного вещества включают таллоуаминное поверхностно-активное вещество, например, этоксилированный таллоуамин (например, полиоксиэтиленамин или POEA), и следующие.
Алкиламинные поверхностно-активные вещества известны и имеются в продаже и включают полиалкоксилированные аминные поверхностно-активные вещества, например, полиоксиэтиленаминные (POEA) поверхностно-активные вещества. См., например, патент U.S. № 5668085, выданный Forbes et al., полное содержание которого включено в настоящее изобретение в качестве ссылки, в котором описано полиоксиэтилен-C8-C22-алкиламинное поверхностно-активное вещество, содержащее в среднем примерно до 8 оксиэтиленовых звеньев в молекуле. Их можно описать формулой:
в которой R означает обладающую линейной или разветвленной цепью алкильную или алкенильную группу, содержащую от примерно 8 до примерно 22 атомов углерода, и n и m являются целыми числами, такими что n+m равно от примерно 2 до примерно 8, включая смеси таких аминов, содержащих разные группы R, среднее количество атомов углерода в группах R равно от примерно 8 до примерно 22, также включая смесь таких аминов, обладающих разными значениями n и m, n и m являются целыми числами, такими что среднее значение n+m в смеси равно от примерно 2 до примерно 8, R обладает одним значением или средним значением, как в смеси.
В патенте U.S. № 5317003, выданном Kassebaum & Berk (включен в настоящее изобретение в качестве ссылки), описаны композиции, которые содержат четвертичное полиоксиэтилен-C6-C14-диалкиламмониевое поверхностно-активное вещество, содержащее от примерно 5 до примерно 50 оксиэтиленовых звеньев в молекуле. В патенте U.S. № 5652197, выданном Claude et al. (также включен в настоящее изобретение в качестве ссылки), описаны четвертичные полиоксипропиленоксиэтилентри-(C1-C3-алкил)аммониевые поверхностно-активные вещества, содержащие от 2 до 20 оксипропиленовых звеньев в молекуле. В патенте U.S. № 5118444 (включен в настоящее изобретение в качестве ссылки), выданном Nguyen, описаны полиоксиэтилен-C6-C20-алкиламиноксидные поверхностно-активные вещества, содержащие от примерно 5 до примерно 25 оксиэтиленовых звеньев в молекуле. В патенте U.S. № 5750468, выданном Wright (включен в настоящее изобретение в качестве ссылки), описаны композиции, которые содержат полиоксиэтилен-третичный алкилпростой эфираминное, полиоксиэтилен-четвертичный алкилпростой эфираммониевое или полиоксиэтилен алкилпростой эфираминоксидное поверхностно-активное вещество.
Аминное поверхностно-активное вещество может находиться в форме ингредиента или его части, который является жидким при температуре окружающей среды, такой как равная от 20, 30 или 40 до 70, 90, 100, 120 или 140°F, обладает высокой концентрацией аминного поверхностно-активного вещества, такой как равная не менее 70, 80, 90 или 95% аминного поверхностно-активного вещества, и небольшим количеством воды, таким как составляющее менее 5, 2, или 1% воды в пересчете на полную массу аминного поверхностно-активного вещества. Химическую структуру аминного поверхностно-активного вещества можно выбрать так, чтобы оно было совместимо с выбранным гербицидом-кислотой, так чтобы гербицид-кислоту можно объединить при высокой концентрации с аминным поверхностно-активным веществом и необязательным разбавителем. Некоторые примеры аминного поверхностно-активного вещества можно объединить с гербицидом-кислотой в высокой концентрации с образованием раствора поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, описанного в настоящем изобретении, т. е. жидкого раствора жидкого аминного поверхностно-активного вещества (и необязательного разбавителя) и обладающую высокой концентрацией гербицид-кислоту, растворенную в жидком аминном поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе, жидкий раствор предпочтительно является стабильным. Альтернативно, предпочтительное аминное поверхностно-активное вещество можно объединить с обладающей высокой концентрацией неорганической кислотой с образованием раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, описанного в настоящем изобретении, т. е. жидкого раствора жидкого аминного поверхностно-активного вещества (и необязательного разбавителя) и обладающей высокой концентрацией неорганической кислоты, жидкий раствор предпочтительно является стабильным.
Количество аминного поверхностно-активного вещества в описанной композиции концентрата гербицида может быть любым количеством, эффективным (необязательно в комбинации с разбавителем) для получения описанного концентрата, предпочтительно обладающего высокой концентрацией гербицида-кислоты, и который является стабильным, текучим или выливающимся в диапазоне температур окружающей среды, и самобуферного. Типичные концентраты могут содержать аминное поверхностно-активное вещество в количестве, находящемся в диапазоне от 10 до 50 мас.част., например, не менее или более 15, 20, 30 или 40 мас.част. в пересчете на 100 мас.част. концентрата.
Описанный раствор или концентрат также может включать разбавитель в комбинации с аминным поверхностно-активным веществом. Разбавитель можно включать в виде жидкого ингредиента, который будет снижать вязкость описанного раствора, но сохраняя концентрат, который обладает формой раствора, который обладает стабильностью и самобуферной способностью. Разбавителем может быть любое органическое (не вода) вещество, которое при включении в раствор или концентрат, описанный в настоящем изобретении (например, комбинация аминного поверхностно-активного вещества, гербицида-кислоты и неорганической кислоты), снижает вязкость раствора или концентрата, в особенности делая раствор или концентрат текучим и перекачиваемым при температуре окружающей среды (например, 72°F), причем раствор или концентрат все же остается в форме стабильного раствора, не содержащего осадок и в котором не происходит разделение фаз.
Разбавителем может быть любое органическое вещество, которое может образовать описанный раствор или концентрат, не содержащий осадок или в котором не происходит разделение фаз, которое снижает вязкость раствора или концентрата, и которое позволяет полученному раствору или концентрату обладать высокой концентрацией растворенного гербицида-кислоты и желательными характеристиками стабильности и вязкости. Разбавитель может предпочтительно быть жидким при комнатной температуре и в диапазоне температур, составляющем от примерно 20, 30 или 40 до 70, 90, 100, 120 или 140°F. Предпочтительный разбавитель также обладает вязкостью, которая меньше вязкости аминного поверхностно-активного вещества (при сходных методиках измерения), так что присутствие разбавителя в концентрате или растворе, который содержит повышенное количество аминного поверхностно-активного вещества, приведет к уменьшению вязкости концентрата или раствора.
Примеры разбавителей включают жидкие масла, спирты (например, алкил спирты), полиолы (например, гликоли), неионогенные поверхностно-активные вещества и другие органические соединения, которые существуют в виде жидкости, которые обладают вязкостью, которые будут уменьшать вязкость раствора, описанного в настоящем изобретении, и которые при объединении с аминным поверхностно-активным веществом эффективны для растворения желательное большего количество гербицида-кислоты. Разбавитель может находиться в форме концентрированного ингредиента, который содержит один разбавитель или комбинацию двух или большего количества разбавителей, предпочтительно при отсутствии или в основном при отсутствии воды, например, разбавитель может предпочтительно содержать до или более 70, 75, 80, 90, 95, 98 или 99 мас.% материала разбавителя (одного типа или комбинацию двух или большего количества материалов разбавителя), предпочтительно менее 30, 25, 20, 10, 5, 2 или 1 мас.% материала неразбавителя, например, менее 10, 5, 2 или 1 мас.% воды.
Примеры масел в качестве разбавителей включают эфирные масла, концентраты растительного масла, минеральное масло, растительное масло, биодизельное топливо, метилированное масло из семян, этоксилированное масло, концентрат растительного масла пептоил, концентрат растительного масла DEG, концентрат природного масла (нефтяного) и т. п., любое из которых может быть частью большего ингредиента, который содержит масло в комбинации с поверхностно-активным веществом, эмульгатором или другим второстепенным ингредиентом, предпочтительно с небольшим количеством воды.
Примеры спиртовых и полиольных разбавители включают низшие алкиловые спирты, такие как C2-C8-спирты, которые могут быть линейными или разветвленными; алкиленгликоли и диалкиленгликоли, такие как глицерин, этиленгликоль, пропиленгликоль, и диэтиленгликоль; или комбинации двух или большего количества из них.
Количество разбавителя в описанной композиции концентрата гербицида может быть количеством, которое в комбинации с аминным поверхностно-активным веществом эффективно для получения описанного концентрата, предпочтительно обладающего высокой концентрацией гербицида-кислоты, и который также является стабильным, самобуферным и обладает желательной вязкостью. Типичные концентраты могут содержать разбавитель в количестве, находящемся в диапазоне от 1 или 2 до 25, или 30 мас.част. разбавителя, например, не менее или более 5, 10, 15 или 20 мас.част. разбавителя в пересчете на 100 мас.част. концентрата. Типичные концентраты могут содержать суммарное количество разбавителя и аминного поверхностно-активного веществ, находящееся в диапазоне от 10 до 50 мас.част., например, не менее или более 15, 20, 30 или 40 мас.част. разбавителя и аминного поверхностно-активного вещества в пересчете на 100 мас.част. концентрата. В соответствии с указанным выше типичные относительные количества разбавителя и аминного поверхностно-активного вещества в концентрате или растворе могут составлять примерно от 5 до 70, например, от 10 до 60 или от 20 до 50 мас.част. разбавителя на от 95 до 30, от 90 до 40 или от 80 до 50 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества в пересчете на 100 мас.част. суммарного количества разбавителя и аминного поверхностно-активного вещества в описанном растворе или концентрате.
Концентрат включает неорганическую кислоту в количестве, достаточном для того, чтобы концентрат был самобуферным. Неорганической кислотой может быть любая из множества подходящих неорганических кислот, способных образовать самобуферный концентрат при объединении с раствором поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты. Неорганическая кислота может обладать любой подходящей концентрацией, но для уменьшения количества воды в концентрате предпочтительной неорганической кислотой может быть кислота типа, называющегося "концентрированной кислотой", или, в противном случае, она может содержать относительно небольшое количество воды.
Концентрированные кислоты являются кислотами, которые содержат большое или максимальное количество кислоты в присутствии небольшого или минимального количества воды, возможного для конкретной кислоты, и которые не содержат существенное количество других веществ, например, составляющее менее 5, 3, 2 или 1% веществ, не являющихся кислотой и водой. Примеры известных концентрированных кислот включают концентрированные формы серной кислоты, фосфорной кислоты, хлористоводородной кислоты, азотной кислоты, уксусной кислоты (например, "ледяной" уксусной кислоты), хлорной кислоты и полифосфорной кислоты. Различные неорганические кислоты можно объединять с разными минимальными количествами воды в концентрированной форме. В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры кислот, считающихся концентрированными, и типичные молярные концентрации. См. таблицу 2.
Таблица 2
| Уксусная кислота, ледяная, 100% | 17 M |
| Хлористоводородная кислота, 37% | 12 M |
| Азотная кислота, 70% | 16 M |
| Фосфорная кислота, 85% | 15 M (45 н.) |
| Хлорная кислота, 71% | |
| Серная кислота, 96% | 18 M (36 н.) |
Чтобы считаться "концентрированной" или считаться иным образом содержащей относительно небольшое количество воды в соответствии с настоящим описанием кислота не должна содержать абсолютно минимальные количества воды, которые могут содержаться в конкретном типе кислоты. Напротив, кислота считается концентрированной или содержащей относительно небольшое количества воды, если количество воды в кислоте находится в диапазоне, который приближается к минимальному количеству, которое может содержаться, например, отличающееся на 5, 10 или 20 процентных пунктов от минимального (минимальное количество является таким же, как концентрация воды в "концентрированной" форме кислоты). В качестве примера для иллюстрации значения этих диапазонов количество воды, которое иногда считается минимальным в серной кислоте составляет 2 или 4% (т. е. в 96 или 98% концентрированной серной кислоте). Серная кислота, содержащая количество воды, которое на 20 или 10 процентных пунктов отличается от этого минимального содержания воды, включает серную кислоту, содержащую до 22 или 24% воды (т. е. 76 или 78% серная кислота), и серную кислоту, содержащую до 12 или 14% воды (т. е. 86 или 88% серная кислота) соответственно.
Примеры кислот, которые также считаются "концентрированными кислотами", включают воду, объединенную с кислотой при следующих концентрациях кислоты: серная кислота, которая обладает концентрацией, равной более 90%, хлорная кислота, которая обладает концентрацией, равной более 50%, йодистоводородная кислота, которая обладает концентрацией, равной более 40%, бромистоводородная кислота, которая обладает концентрацией, равной более 50%, хлористоводородная кислота, которая обладает концентрацией, равной более 25%, и азотная кислота, которая обладает концентрацией, равной более 60%.
Другими словами, неорганическая кислота может быть концентрированной, если она включает минимальное количество воды для этого типа кислоты, или может быть концентрированной кислотой, которую разбавляют некоторым количеством воды, например, с помощью 10, 20, 25 или 30 мас.% воды в пересчете на полную массу концентрированной кислоты и воду добавляют для разбавления. Количество воды, добавленной к концентрированной кислоте, не должно быть столь большим, чтобы вода оказывала неблагоприятное влияние на концентрат гербицида, полученный путем объединения (содержащей воду) неорганической кислоты с поверхностно-активным веществом и гербицидом-кислотой.
Можно получить раствор или концентрат, предлагаемый в настоящем изобретении, который включает предшественники описанной композиции концентрата гербицида, включающий комбинацию двух или большего количества следующих: аминного поверхностно-активного вещества, разбавителя, неорганической кислоты и гербицида-кислоты. Различные способы получения композиции концентрата гербицида могут включать объединение различных ингредиентов в любом порядке. Таким образом, при получении концентрата некоторые варианты осуществления растворов, описанных в настоящем изобретении могут находится в форме жидкого аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, объединенного с гербицидом-кислотой с образованием комбинации (т. е. раствора), которая содержит большое количество гербицида-кислоты и большое количество аминного поверхностно-активного вещества, разбавителя, или их обоих, с небольшими количествами других ингредиентов и небольшим или очень небольшим количеством воды. Эту комбинацию гербицида-кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя в настоящем изобретении называют, как "раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты".
В соответствии с некоторыми такими вариантами осуществления растворов, описанных в настоящем изобретении, жидкое (при температуре окружающей среды) аминное поверхностно-активное вещество и необязательного разбавитель можно выбрать так, чтобы они могли растворять (необязательно с подводом тепла к аминному поверхностно-активному веществу) относительно большое количество гербицида-кислоты в аминном поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе с образованием раствора поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, который содержит не менее 10, 20, 30, 40, 50, 60 или 70 мас.част. гербицида-кислоты на 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80 или 90 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, такое до или более 30, 40 или 50 мас.част. гербицида-кислоты на 20, 30, 40, 50 или 60 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества и разбавителя.
Типичные растворы поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты могут содержать гербицид-кислоту (один или комбинации двух или большего количества), растворенный в аминном поверхностно-активном веществе (одном или большем количестве) и необязательном разбавителе, и это означает, что не содержится ингредиент кроме гербицида-кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя (допустимы небольшие количества примесей, которые могут содержаться в каждом из этих ингредиентов). Другие типичные растворы поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты могут состоять в основном из гербицида-кислоты, растворенного в аминном поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе, и это означает, что раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты содержит не менее 90, 95, 98, 99 или 99,5 мас.% гербицида-кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, и всего менее примерно 5 мас.%, например, менее 3 или 2 мас.%, или менее 1 или 0,5 мас.% других ингредиентов (таких как вода). Предпочтительные растворы поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты содержат небольшое количество воды, такое как составляющее менее 5, 2, 1 или 0,5 мас.% воды. Эти числа также характеризуют небольшие количества примесей, которые могут содержаться в ингредиенте, который содержит гербицид-кислоту или поверхностно-активное вещество, примеси являются остаточными веществами, содержащимися вследствие проведения промышленного способа изготовления и обработки ингредиента.
Пример. Растворы поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты
| Ингредиент | Пример ингредиента | Типичные диапазоны (мас.част. в пересчете на 100 мас.част. этих перечисленных ингредиентов) | |
| Аминное поверхностно-активное вещество | Таллоуамин | от 25 до 70 | от 30 до 60 |
| Разбавитель | Гликоль, например, диэтиленгликоль | от 1 до 35 | от 5 до 30 |
| Гербицид-кислота | 2,4-D | от 30 до 75 | от 35 до 60 |
| Всего этих перечисленных ингредиентов | 100 | 100 |
В некоторых способах получения композиции концентрата гербицида путем проводимого сначала получения раствора поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты можно объединить с желательным количеством и типом неорганической кислоты с получением композиции концентрата гербицида.
Различные другие способы получения композиции концентрата гербицида могут включать стадию непосредственного объединения аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя с неорганической кислотой. Таким образом, во время получения концентрата, некоторые варианты осуществления растворов, описанных в настоящем изобретении, могут находиться в форме жидкого аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, объединенного с неорганической кислотой (например, концентрированной неорганической кислотой, такой как концентрированная серная кислота). Этот раствор предпочтительно содержит большое количество аминного поверхностно-активного вещества, разбавителя или их обоих и меньшее количество неорганической кислоты с небольшими количествами других ингредиентов и воды. Эта комбинация гербицида-кислоты и аминного поверхностно-активного вещества в настоящем изобретении называется, как "раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты".
В соответствии с родственными характеристиками этих растворов и способов было установлено, что неорганическую кислоту, например, концентрированную кислоту, такую как концентрированная серная кислота, можно объединить с повышенным количеством аминного поверхностно-активного вещества (например, таллоуаминного поверхностно-активного вещества) и необязательного разбавителя (например, гликоля, такого как диэтиленгликоль), путем медленного добавления кислоты к поверхностно-активному веществу и необязательному разбавителю в присутствии небольшого количества воды, например, составляющего менее 20, 15, 10, 5, 2 или 1 мас.% воды в пересчете на полное количество воды в поверхностно-активном веществе, разбавителе и неорганической кислоте. Было установлено, что полученный кислый раствор можно объединить с добавленными органическими веществами, такими как гербицид-кислота или другие разбавители, поверхностно-активное вещество или эмульгатор, причем кислота не оказывает неблагоприятного влияния на добавленное органическое вещество или не разрушает его.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления растворов поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, описанных в настоящем изобретении, жидкое (при температуре окружающей среды) аминное поверхностно-активное вещество можно выбрать так, чтобы оно могло объединяться с (необязательно при подведении тепла к аминному поверхностно-активному веществу) неорганической кислотой с образованием раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, который содержит от примерно 3 или 5 до 30, например, от 7 до 20 или от 10 до 15 мас.част. неорганической кислоты на от 70 до 97 или от 95, 80 до 93 или от 85 до 90 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя в пересчете на 100 мас.част. суммарного количества неорганической кислоты, поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя.
Типичные растворы поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты могут содержать неорганическую кислоту, аминное поверхностно-активное вещество (одно или большее количество) и необязательный разбавитель и это означает, что не содержится ингредиент кроме неорганической кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя (допустимы небольшие количества примесей, которые могут содержаться в каждом из этих ингредиентов, и некоторое количество воды в неорганической кислоте, но очень небольшие количества воды в аминном поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе). Другие типичные растворы поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты могут состоять в основном из неорганической кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и разбавителя и это означает, что раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты содержит не менее 90, 95, 98, 99 или 99,5 мас.% неорганической кислоты (включая всю воду в этом ингредиенте), аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя и всего менее примерно 5 мас.%, например, менее 3 или 2 мас.%, или менее 1 или 0,5 мас.% других ингредиентов (таких как добавленная вода). Предпочтительные растворы поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты содержат небольшое количество всей воды из любого источника, такое как составляющее менее 10, 5, 2, 1 или 0,5 мас.% воды. Эти числа описывают небольшие количества (не являющихся водой) примесей, которые могут содержаться в неорганической кислоте, аминном поверхностно-активном веществе или разбавителе, примеси являются остаточными веществами, содержащимися вследствие проведения промышленного способа изготовления и обработки ингредиента.
Пример. Растворы поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты
| Ингредиент | Пример ингредиента | Типичные диапазоны (мас.част. в пересчете на 100 мас.част. этих перечисленных ингредиентов) | |
| Аминное поверхностно-активное вещество | Таллоуамин | от 70 до 97 | от 75 до 96 |
| Разбавитель | Гликоль, например, диэтиленгликоль | от 1 до 45 | от 5 до 35 |
| Концентрированная кислота | Концентрированная серная кислота | от 3 до 30 | от 4 до 25 |
| Всего этих перечисленных ингредиентов | 100 | 100 |
В некоторых способах получения композиции концентрата гербицида путем проводимого сначала получения раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты затем можно объединить с желательным количеством и типом гербицида-кислоты, при желании с дополнительным разбавителем и вспомогательными веществами (например, эмульгатором) с получением композиции концентрата гербицида.
Если неорганическую кислоту объединяют с другими ингредиентами с образованием композиции концентрата гербицида или его предшественника (например, раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты), например, объединяют с аминным поверхностно-активным веществом и необязательным разбавителем или объединяют с раствором поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, например, способами, описанными в настоящем изобретении, которые включают наличие не более, чем небольшого количества воды, неорганическая кислота не должна оказывать существенное или чрезмерное неблагоприятное влияние на полученный раствор или концентрат, включая следующее: неорганическая кислота не должна взаимодействовать с другим ингредиентом композиции, таким как гербицид-кислота или аминное поверхностно-активное вещество, таким образом, который приводит более, чем к несущественной степени разложения; неорганическая кислота не должна приводить к образованию и осаждению твердого вещества; неорганическая кислота не должна приводить к коагуляции твердых веществ; неорганическая кислота предпочтительно не должна приводить к длительному помутнению; и неорганическая кислота не должна приводить к чрезмерному увеличению вязкости, образованию смолы или другому изменению реологических характеристик, которое исключит плавное течение полученного раствора или концентрата, например, во время перекачки при температуре окружающей среды (например, 72°F). Предпочтительно, если полученный жидкий концентрат может быть не мутным, прозрачным и бесцветным или может быть не мутным и прозрачным, но обладать небольшой окраской, например, окраской от светло-коричневой до коричневой.
Количество неорганической кислоты в описанном концентрате может быть количеством, которое достаточно (в соответствии с типом и концентрацией кислоты) для обеспечения того, чтобы концентрат гербицида был самобуферным, т. е. количеством, которое, если концентрат объединен с объемом воды, кратным объему воды в концентрате (например, с 2, 5, 10 или большим количеством объемов воды в концентрате), даст композицию гербицида для нанесения, обладающую pH, которое меньше pKa гербицида-кислоты, содержащегося в концентрате, например, pH менее 5, 4,5, 4,0, 3,5, 3,0, 2,0 или менее.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления описанных концентратов, которые включают 2,4-D-кислоту в качестве гербицида-кислоты, количество неорганической кислоты в концентрате может быть достаточным для получения жидкой (водной) композиции гербицида для нанесения, которая обладает pH менее примерно 2,8, например, менее примерно 2,6 или менее примерно 2,4. И, если неорганической кислотой в этих концентратах является серная кислота, например, концентрированная серная кислота, количество кислоты (включая воду, содержащуюся в кислоте), содержащейся в концентрате, может находиться в диапазоне от 2 до 12 или 15 мас.част. концентрированной серной кислоты или от 3 до 8 мас.част. концентрированной серной кислоты в пересчете на 100 мас.част. концентрата; например, от 2 до 10 мас.част.% концентрированной серной кислоты или от 4 до 8 мас.% концентрированной серной кислоты в пересчете на 100 мас.част концентрата. При использовании в настоящем изобретении указанные количества неорганической кислоты означают количество всей неорганической кислоты, включая количество самой кислоты и количество любой воды, содержащейся в неорганической кислоте.
Количество неорганической кислоты (включая всю содержащуюся в ней воду) в концентрате в пересчете на количество аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и гербицида-кислоты может быть любым относительным количеством пригодным для получения желательного описанного концентрата, например, который является самобуферным, текучим, не содержащим осадка и т. п. В предпочтительных концентратах неорганическая кислота (включая всю воду, содержащуюся в неорганической кислоте) может содержаться в количестве, находящемся в диапазоне от примерно 2 до 20, от 3 до 18, от 4 до 15 или от 5 до 8, 10 или 12 мас.част. неорганической кислоты на от 20 до 50 или от 25 до 40 мас.част. суммарного количества аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя на от 40 до 70 или от 42 до 60 мас.част. гербицида-кислоты в пересчете на 100 мас.част. неорганической кислоты, аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и гербицида-кислоты.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления концентрата, который содержит 2,4-D в качестве гербицида-кислоты и серную кислоту (например, концентрированную серную кислоту) в качестве неорганической кислоты, количество серной кислоты в концентрате может находиться в диапазоне от примерно 2 или 3 до примерно 8 или 10 мас.част. серной кислоты (например, концентрированной серной кислоты); на от 15 или 20 до 50, например, от 25 до 40 мас.част. аминного поверхностно-активного вещества (например, таллоуаминного поверхностно-активного вещества); на от 2 до 20 или от 5 до 15 мас.част. разбавителя (например, диэтиленгликоль); на не менее 25 или 30 мас.част. гербицида-кислоты, например, от 25 до 55 или от 30 до 50 мас.част. гербицида-кислоты в пересчете на 100 мас.част. неорганической кислоты, аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и гербицида-кислоты.
Концентрат при необходимости или желании может включать второстепенные ингредиенты, такие как противовспенивающий агент, консервант, антифриз, противомикробное средство, эмульгатор, дополнительное поверхностно-активное вещество, ингибитор коррозии и т. п., которые известны. Если они содержатся, то их можно включать в концентрат в таких количествах, чтоб суммарное количество этих второстепенных ингредиентов составляло менее 15, 10, 5, 3, 2 или 1 мас.% в пересчете на полную массу концентрата.
Типичные концентраты могут содержать гербицид-кислоту, аминное поверхностно-активное вещество, необязательный разбавитель и неорганическую кислоту. Такой концентрат не будет содержать другие добавленные ингредиенты, включая отсутствие добавленной воды, но может содержать воду, которая содержится в одном из этих ингредиентов, если ингредиент добавляют к другим ингредиентам с образованием концентрата. Предпочтительно, если такие концентраты могут не содержать воду или содержать небольшое количество воды, такое как составляющее менее 10, 5, 3, 2 или 1 мас.% воды в пересчете на полную массу концентрата, из любого источника.
Другие типичные концентраты могут содержать в основном гербицид-кислоту, аминное поверхностно-активное вещество, необязательный разбавитель и неорганическую кислоту и это означает, что концентрат содержит не менее 85, 90, 95, 98, 99 или 99,5 мас.% гербицида-кислоты, аминного поверхностно-активного вещества, необязательного разбавителя и неорганической кислоты (включая любое количество воды, содержащейся в неорганической кислоте и другие примеси, содержащиеся в этих ингредиентах) и всего менее примерно 15, 10, 5 мас.%, например, менее 2 мас.% или менее 1 или 0,5 мас.% других ингредиентов (которыми могут быть добавленная вода или другой ингредиент). Предпочтительно, если такие концентраты могут не содержать воду кроме любого небольшого количества воды, содержащейся в гербициде-кислоте, аминном поверхностно-активном веществе, разбавителе, или неорганической кислоте, использующихся для образования концентрата, например, менее 5, 3, 2 или 1, мас.% воды в пересчете на полную массу концентрата, из любого источника.
Установлено, что концентраты, предлагаемые в настоящем изобретении, и способы получения концентратов, предлагаемых в настоящем изобретении, пригодны для получения концентрата композиций, содержащего относительно большое количество (концентрацию) гербицида-кислоты в самобуферном, жидком концентрате гербицида-кислоты, предпочтительно, если концентрат также находится в форме стабильного раствора, который является перекачиваемым и текучим при температуре окружающей среды. Типичные концентраты могут содержать не менее примерно 2, например, 2,5 фунтов гербицида-кислоты (например, 2,4-D) в пересчете на галлон концентрата, предпочтительно не менее примерно 3,0, 3,5, 3,8 или до или более примерно 4, 5 или 6 фунтов гербицида-кислоты (например, 2,4-D) в пересчете на галлон концентрата.
Описанный концентрат можно получить любым способом, который найден пригодным, включая новые и предлагаемые в настоящем изобретении способы, которые выявлены и описаны в настоящем изобретении. Эти новые способы обеспечивают успешное получение концентрата гербицида, который содержит большое количество (т. е. концентрацию) кислотной формы гербицида и самобуферное количество неорганической кислоты. До настоящего изобретения попытки включения обладающего высокой концентрацией подкисляющего ингредиента (например, неорганической кислоты для снижения pH композиции для нанесения, полученной разбавлением концентрата) в жидкий концентрат гербицида не привели к успешному получению концентрата, который содержит количество кислоты, достаточное для уменьшения pH разбавленного концентрата до значения, которое меньше pH гербицида-кислоты в концентрате. Предшествующие попытки не дали концентраты гербицида, которые обладают высокой концентрацией гербицида-кислоты (например, не менее 2,5 или 3 фунт/галлон, или более), которые являются самобуферными и которые являются текучими, и которые предпочтительно являются стабильными при хранении.
Таким образом, в соответствии с некоторыми способами, выявленными, как пригодные для получения обладающего таким большим содержанием концентрата гербицида-кислоты, обладающего высокой концентрацией гербицида-кислоты и количеством кислоты, достаточным, чтобы концентрат был самобуферным, аминное поверхностно-активное вещество и необязательный разбавитель можно сначала объединить с гербицидом-кислотой в присутствии небольшого количества воды, например, гербицид-кислоту сначала растворяют в аминном поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе в присутствии не более, чем небольшого или очень небольшого количества воды.
В подходящих способах количество воды, содержащейся в поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе, количество воды, содержащейся в гербициде-кислоте, и количество воды, дополнительно включающейся при объединении гербицида-кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя, являются небольшими количествами и каждый ингредиент предпочтительно не содержит воду или почти не содержит воду. В соответствии с типичными стадиями этого способа, жидкое безводное концентрированное аминное поверхностно-активное вещество и необязательный жидкий безводный разбавитель можно объединить с твердым безводным гербицидом-кислотой (таким как чешуйка, гранула, пеллета и т. п.), предпочтительно в присутствии не более, чем небольшого количества других ингредиентов или при отсутствии других ингредиентов. Полное количество воды, содержащейся в аминном поверхностно-активном веществе и разбавителе, и гербициде-кислоте, является очень небольшим, и при смешивании дополнительную воду не требуется добавлять отдельно или в виде части любого другого ингредиента. Полное количество воды, содержащейся в объединенных ингредиентах, составляет менее примерно 5, 3, 2, 1 или 0,5 мас.% в пересчете на полную массу объединяемых ингредиентов.
Стадию объединения гербицида-кислоты, аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя можно провести при температуре окружающей среды или при нагревании, достаточном для того, чтобы твердая гербицид-кислота растворилась в жидком аминном поверхностно-активном веществе и необязательном разбавителе, например, при нагревании аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя до температуры не ниже 90, 100, 110 или 120°F. Полученный раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты содержит гербицид-кислоту, растворенную в жидком аминном поверхностно-активном веществе, необязательном разбавителе и необязательных небольших количествах других ингредиентов, и менее примерно 5, 3, 2 или 1 мас.% воды из всех источников. Раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты не должен содержать коагулированное вещество, оставшееся (нерастворенное) твердое вещество, осадившееся твердое вещество и предпочтительно может быть прозрачным и не мутным (прозрачным и бесцветным или необязательно с небольшим окрашиванием). Предпочтительные растворы поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты не содержат продукты коагуляции, не являются мутными и не содержат осадившиеся твердые вещества в течение недель (например, 3, 6 или 12 недель) или месяцев (например, 3, 6 или 8 месяцев) при хранении в закрытом контейнере при температуре окружающей среды (например, при 72°F) без перемешивания.
После образования раствора поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, неорганическую кислоту добавляют к раствору поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты. Эту стадию можно провести с перемешиванием при температуре окружающей среды и нормальном давлении, и путем введения кислоты в раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты таким образом, который обеспечивает равномерное перемешивание.
Любые второстепенные ингредиенты, которые желательно включать в концентрат, можно добавить к раствору поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты перед добавлением неорганической кислоты к раствору поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, или, альтернативно, можно добавить к концентрату после объединения неорганической кислоты с раствором поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты.
Полученный раствор концентрата содержит гербицид-кислоту, растворенную в жидком аминном поверхностно-активном веществе, необязательных количествах других второстепенных ингредиентов, и предпочтительно может содержать менее 15, 10, 5, 3, 2 или 1 мас.% воды (из всех источников) в пересчете на полную массу концентрата. Концентрат не должен содержать коагулированное вещество, оставшееся (нерастворенное) твердое вещество, осадившееся твердое вещество и предпочтительно является немутным, прозрачным (бесцветным или немного окрашенным). Характеристики вязкости и текучести концентрата позволяют выливать его или обрабатывать путем перекачки, и он смешивается с водой.
В других способах, найденных пригодными для получения обладающего большим содержанием концентрата гербицида-кислоты, который обладает высокой концентрацией гербицида-кислоты и количеством кислоты, делающим концентрат самобуферным, аминное поверхностно-активное вещество и необязательный разбавитель сначала объединяют с неорганической кислотой в присутствии небольшого количества воды, например, гербицид-кислоту сначала растворяют в поверхностно-активном веществе в присутствии не более, чем небольшого или очень небольшого количества воды.
В подходящих способах количество воды, содержащейся в аминном поверхностно-активном веществе, необязательном разбавителе, количество воды, содержащейся в неорганической кислоте, и количество воды, дополнительно включающейся при объединении этих ингредиентами является небольшим количеством. В соответствии с такими предпочтительными стадиями этого способа жидкое безводное концентрированное аминное поверхностно-активное вещество можно объединить с необязательным жидким безводным разбавителем, и концентрированной неорганической кислотой. Полное количество воды, содержащейся в ингредиентах, является очень небольшим и дополнительную воду не требуется добавлять отдельно или в виде части любого другого ингредиента. Полное количество воды, содержащейся в объединенных ингредиентах составляет менее примерно 10, 5, 3, 2 или 1 мас.% в пересчете на полную массу объединяемых ингредиентов.
Стадию объединения ингредиентов можно провести при температуре окружающей среды или при нагревании, например, при нагревании до температуры не ниже 90, 100, 110 или 120°F. Полученный раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты содержит неорганическую кислоту, жидкое аминное поверхностно-активное вещество и необязательный разбавитель, необязательные небольшие количества других ингредиентов, и менее примерно 10, 5, 3, 2 или 1 мас.% воды из всех источников. Раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты не должен содержать коагулированное вещество, оставшееся (нерастворенное) твердое вещество, осадившееся твердое вещество и предпочтительно может быть немутным, прозрачным (бесцветным или немного окрашенным). Предпочтительные растворы поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты не содержат коагулированное вещество, помутнения и осадившиеся твердые вещества в течение недель (например, 3, 6 или 12 недель) или месяцев (например, 3, 6 или 8 месяцев) при хранении в закрытом контейнере при температуре окружающей среды (например, при 72°F) без перемешивания.
После образования раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты гербицид-кислоту добавляют к раствору поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты. Необязательно также можно добавить дополнительный разбавитель и второстепенные ингредиенты. Эту стадию можно провести при перемешивании при температуре окружающей среды и нормальном давлении, и путем введения гербицида-кислоты и необязательного добавления разбавителя в раствор поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты таким образом, который обеспечивает равномерное перемешивание. Эту стадию необязательно можно провести при нагревании, достаточном для растворения твердого гербицида-кислоты в растворе поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, например, путем нагревания аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя до температуры не ниже 90, 100, 110 или 120°F.
Любые второстепенные ингредиенты, которые желательно включать в концентрат, можно добавить к раствору поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты перед добавлением гербицида-кислоты к раствору поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, или, альтернативно, можно добавить к концентрату после объединения гербицида-кислоты с раствором поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты.
Полученный раствор концентрата содержит гербицид-кислоту, растворенную в жидком аминном поверхностно-активном веществе, неорганической кислоте, необязательном разбавителе, необязательных количествах других второстепенных ингредиентов, и предпочтительно может содержать менее 15, 10, 5, 3, 2 или 1 мас.% воды (из всех источников) в пересчете на полную массу концентрата. Концентрат не должен содержать коагулированное вещество, оставшееся (нерастворенное) твердое вещество, осадившееся твердое вещество и предпочтительно может быть немутным, прозрачным (бесцветным или немного окрашенным). Характеристики вязкости и текучести концентрата позволяют выливать его или обрабатывать путем перекачки, и он смешивается с водой.
Предпочтительные концентраты, полученные любым способом, могут обладать стабильностью в течение недель или месяцев без чрезмерной коагуляции, увеличения вязкости или осаждения. Например, предпочтительные концентраты стабильны при хранении в течение недель (до 12 недель) или месяцев (до 3, 4, 5 или 6 месяцев) при температуре окружающей среды (72°F) без образования осадка, без коагуляции и остаются в форме, которая остается текучей (выливающейся и перекачиваемой).
Растворы типичных концентратов
| Ингредиент | Пример ингредиента | Типичные диапазоны (мас.част. в пересчете на 100 мас.част. этих перечисленных ингредиентов) | |
| Аминное поверхностно-активное вещество | Таллоуамин | от 15 до 40 или 50 | от 20 до 35 |
| Разбавитель | Гликоль, например, диэтиленгликоль | от 1 до 15 | от 5 до 12 |
| Разбавитель | Линейный спирт | от 1 до 30 | от 5 до 25 |
| Концентрированная кислота | Концентрированная серная кислота | от 2 до 12 | от 2 до 10 |
| Гербицид-кислота | 2,4-D | от 25 до 55 | от 30 до 45 |
| Эмульгатор | До 6 | До 5 | |
| Всего этих перечисленных ингредиентов | 100 | 100 |
Концентрат можно объединить с водой с образованием водной композиции гербицида для нанесения. Композиция гербицида для нанесения может находиться в любой подходящей форме и некоторыми предпочтительными формами являются форма раствора, эмульсии, микро эмульсии или другая форма текучей жидкости, которую можно получить в баке путем объединения концентрата с водой. Полученную композицию гербицида для нанесения можно нанести на поле или на растение, или на участок с растениями путем опрыскивания посредством пропускания композиции через сопло под давлением. Композицию гербицида для нанесения предпочтительно можно получить путем объединения концентрата с водой и другими вспомогательными веществами (например, поверхностно-активным веществом, эмульгатором), активными ингредиентами или вспомогательными веществами для приготовления препаратов и без добавления кислоты в сколько-нибудь значительном количестве. Желательно, чтобы количество кислоты в концентрате было достаточным для уменьшения pH композиции гербицида для нанесения до желательного значения, меньшего pKa активного гербицидного соединения. При получении композиции гербицида для нанесения предпочтительно, чтобы для уменьшения pH композиции гербицида для нанесения не требовалось добавление к концентрату и воде дополнительного количества кислоты. В предпочтительных способах получения композиции для нанесения кислоту отдельно не добавляют к концентрату для уменьшения pH композиции для нанесения до значения, которое меньше pKa активного гербицидного соединения, например, не более 0,5, 1 или 2 мас.% дополнительной кислоты (в пересчете на массу концентрата и воды) добавляют к концентрату и воде, использующейся для образования композиции гербицида для нанесения.
Количество воды, объединенной с концентратом, может быть любым подходящим количеством и его можно выбрать с учетом таких факторов, как концентрация гербицида-кислоты в концентрате, концентрация и сила неорганической кислоты (так чтобы композиция гербицида для нанесения обладала pH, меньшим pKa гербицида-кислоты), методика нанесения (например, опрыскивание), желательная концентрация гербицида-кислоты в композиции гербицида для нанесения, норма расхода и наличие дополнительных гербицидов или удобрения в композиции гербицида для нанесения. Примеры подходящих относительных количеств воды, которые можно объединить с концентратом могут находиться в диапазоне примерно от 1 до 100 об. част. (например, галлонов) воды на 1 об. част. (например, галлон) концентрата, например, до или более 5, 8, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 или 90 об. част. (например, галлонов) воды на 1 об. част. (например, галлон) концентрата. В некоторых вариантах осуществления концентрат можно объединить с водой в количестве, находящемся в диапазоне от 0,5 или 1 до 10, 20 или 25 об. част. (например, галлонов) воды в пересчете на 1 объем (галлон) концентрата.
Описанную композицию гербицида для нанесения можно прямо использовать для борьбы с растительностью посредством контактного уничтожения путем нанесения композиции гербицида для нанесения на растения. Композиция гербицида для нанесения может содержать подходящее количество гербицида-кислоты с учетом факторов эффективности и безопасности и т. п. Аналогичным образом, количество композиции гербицида для нанесения, наносимой на растения или поле легко определить специалист в данной области техники с учетом, например, желательной эффективности, дозы, безопасности и экологических факторов.
Количество гербицида-кислоты в композиции гербицида для нанесения может быть желательным с учетом таких факторов, которые известны и описаны выше, и, в частности, от конкретного гербицида-кислоты. Было установлено, что некоторые предпочтительные композиции гербицида для нанесения, предлагаемые в настоящем изобретении, при нанесении при pH, которое меньше pKa гербицидного соединения, можно наносить в меньшей дозе (т. е. при меньшей норме расхода и это означает нанесение меньшего количества гербицидного соединения в пересчете на растение или на акр), чем композиции гербицида для нанесения, содержащей то же активное гербицидное соединение, но не в кислотной форме, или чем композиции гербицида для нанесения, которая содержит тот же активный гербицид в кислотной форме, но композиция не обладает pH, которое меньше pKa гербицидного соединения. Например, увеличенная активность единицы 2,4-D-кислоты по сравнению с солью 2,4-D с амином (примерно удвоенная активность у 2,4-D-кислоты) приведет к использованию нормы расхода 2,4-D-кислоты, уменьшенной на 25-50% по сравнению с количеством активного ингредиента, необходимого при нанесении в виде соли с амином.
Типичные дозы гербицида-кислоты при нанесении на растение или поле, когда композиция для нанесения обладает pH, которое меньше pKa гербицида-кислоты (например в пересчете на неорганическую кислоту содержащуюся в концентрате) могут быть любыми подходящими дозами, например, дозой, находящейся в диапазоне от примерно 1/100 или 1/10 до примерно 10 фунтов гербицида-кислоты на акр, и дозы, находящиеся в диапазоне от примерно 1/100 или 1/10 до примерно 6 фунтов гербицида-кислоты на акр иногда являются предпочтительными, например, от примерно 0,03 до 0,5 или 1 фунта на акр. Для более стойких растений могут потребоваться более высокие концентрации или более высокие нормы расхода.
При желании концентрат необязательно можно объединить в композицию гербицида для нанесения, которая содержит один или большее количество дополнительных активных ингредиентов, таких как дополнительный гербицид, пестицид или удобрение. Предпочтительные концентраты можно смешать в баке для опрыскивания или в другом баке со многими или большинством других пестицидов (кислотная форма гербицидов или некислотная форма гербицидов) с образованием раствора для опрыскивания. Предпочтительные концентраты могут быть особенно подходящими для смешивания в баке с активным гербицидом или пестицидом, который является гербицидом-кислотой (т. е. не солью или сложным эфиром). Например, соль 2,4-D с амином предпочтительно не следует смешивать в баке с концентратом, описанным в настоящем изобретении.
Большинство сульфонилмочевиновых гербицидов следует наносить не позже. чем через 24 ч после смешивания в баке с концентратом, предлагаемым в настоящем изобретении. В противном случае может произойти некоторая потеря сульфонилмочевины вследствие опосредуемого кислотой гидролиза. Все известные сульфонилмочевиновые гербициды стабильны в течение не менее 48 ч в смеси с концентратом, описанным в настоящем изобретении. Большинство других пестицидов образуют баковую смесь с описанным концентратом. Многие анионогенные гербициды, такие как глифосат, глуфосинат и имидазолиноны могут обладать повышенной гербицидной активностью при смешивании с концентратом, описанным в настоящем изобретении.
Предпочтительные концентраты также можно смешивать с удобрением UAN (мочевина и нитрат аммония) с образованием столь же хороших или, предпочтительно, лучших препаратов, чем другие 2,4-D препараты. Может быть предпочтительно, чтобы композицию гербицида для нанесения, содержащая UAN и разбавленный описанный концентрат не выдерживали в течение более 12 или 24 ч, например, в течение ночи. Можно рассматривать ожоги удобрением, содержащим UAN, вследствие потенциально большого содержания поверхностно-активного вещества в концентрате или композиции гербицида для нанесения, описанной в настоящем изобретении. Возможность ожога удобрением и его тяжесть можно определить путем проведения исследований.
Описанный концентрат предпочтительно может образовывать хорошую баковую смесь с наборами микроудобрений, поскольку гербицид-кислота (например, кислотная форма 2,4-D) является нейтральной молекулой и не связывает катионы микроудобрения.
Описанные концентраты и композиции гербицида для нанесения можно использовать для немедленной и длительной борьбы с самой различной растительностью, включая обычно находящуюся на сельскохозяйственных полях, такой как кустарники, астра эриковидная, виноградники и другие сорняки. Иллюстративная растительность, с которой можно бороться этими способами, сильно зависит от конкретного активного гербицидного соединения и включает следующие: горчица черная (brassica nigra), щавель курчавый (rumex crispus), крестовник обыкновенный (senecio vulgaris), ромашка пахучая (matricaria matricarioides), горец земноводный (бурая водоросль) (polygonum coccineum), салат дикий (lactuca scariola), физалис угловатый (physalis lanceifolia), осот огородный (sonchus oleraceus), гулявник ирио (sisymbrium irio), амзинкия помежуточная (amsinckia intermedia), паслен волосатый (solanum sarrachoides), пастушья сумка обыкновенная (capsella bursa-pastoris), подсолнечник (helianthus annus), горец птичий (polygonum aviculare), щирица запрокинутая (amaranthus hybridus), мелколепестник канадский (conyza canadensis), яснотка стеблеобъемлющая (lamium amplexicaule), дурнишник (xanthium strumarium), мальва мелкоцветковая (malva parviflora), марь белая (chenopodium album), трибулус террестрис (tribulus terrestris), портулак огородный (portulaca oleracea), молочай полегающий (euphorbia supina), гетеротека крупноцветковая (heterotheca grandiflora), моллюго мутовчатая (mollugo verticillata), василек солнечный (centaurea solstitialis), молочный чертополох (silybum marianum), пупавка полевая (anthemis cotula), крапива жгучая (urtica urens), лебеда раскидистая (atriplex patula), звездчатка средняя (stellaria media), очный цвет (anagallis arvensis), амарант метельчатый (amaranthus retroflexus), клейтония пронзеннолистная (montia perfoliata), еремокарпус щетинконосный (eremocarpus setigerus), марь пристенная (chenopodium murale), щирица маскированная (amaranthus blitoides), паслен лохолистный (solanum elaeagnifolium), кардария обыкновенная (cardaria draba), повилика неукрашенная (cuscuta indecora), люцерна полиморфная (medicago polymorpha), триантема портулаковая (trianthema portulacastrum), вьюнок полевой (Iconvolvulus arvensis), горчак ползучий (centaurea repens), мелколепестник буэносайресский (conyza bonariensis), редька посевная (raphanus sativus), амарант белый (amaranthus albus), стефаномерия скудная (stephanomeria exigua), капуста полевая (brassica campestris), тыква вонючая (cucurbita foetidissima), коровяк обыкновенный (verbascum thapsus), одуванчик аптечный (taraxacum officinale), дурнишник колючий (xanthium spinosum), цикорий (cichorium intybus), фенхель обыкновенный (foeniculum vulgare), донник индийский (melilotus indica), болиголов пятнистый (conium maculatum), аистник широколистный (erodium botrys), аистник мускатный (erodium moschatum), аистник цикутовый (erodium cicutarium), ипомея плющевидная (ipomea hederacea), гиршфельдия (brassica geniculata), подорожник ланцетолистный (plantago lacenolata), ясколка скученноцветковая (cerastium viscosum), ежевика гигантская (rubus procerus), вероника иноземная (veronica peregrina), марь амброзиевидная (chenopodium ambrosioides), лядвенец (lotus purshianus), котула австралийская (cotula australis), золотарник (solidago californica), цитрон (citrullus lanatus), гулявник восточный (sisymbrium orientale), паслен черный (solanum nodiflorum), дурман устрашающий (datura ferox), горлюха синяковидная (picris echioides), бодяк обыкновенный (cirsium vulgare), осот колючий (sonchus asper), марь низкая (chenopodium pumilio), марь душистая (chenopodium botrys), физалис мимозолистный (physalis acutifolia), физалис овощной (physalis philadelphica), молочай огородный (euphorbia peplus), огурец многоплодный (cucumis myriocarpus), индейский дикий табак (nicotiana bigelovii), ипомея пурпурная (ipomoea purpurea), частуха простая (alisma triviale), водяной перец (polygonum lapathifolium), осот шероховатый (sonchus asper), сыть съедобная (cyperus esculentus), сыть круглая (cyperus rotundus), люпин (lupinus formosus) и grasses of the family злаковые, такие как райграс однолетний, голубянка, горчица полевая, просо куриное, бермудская трава, овсяница, ковыль, джонсонова трава и т. п.
Предпочтительные концентраты и композиции гербицида для нанесения, описанные в настоящем изобретении, могут обладать дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что они являются относительно нелетучими по сравнению с другими гербицидными композициями. Специалисту в области химикатов-гербицидов известно преимущество нелетучей гербицидной композиции. Нелетучая гербицидная композиция после нанесения на растения или поле обладает тем преимуществом, что она не уносится воздухом или уносится в уменьшенной степени. Уменьшенная летучесть уменьшает вероятность непреднамеренного взаимодействия гербицида с соседними или близлежащими полезными растениями. На практике эта полезная характеристика позволяет наносить описанную композицию гербицида для нанесения на нежелательную растительность при большей норме расхода или на более близком расстоянии от полезной надземной растительности.
Композиция гербицида для нанесения, предлагаемая в настоящем изобретении, содержащая гербицид-кислоту и неорганическую кислоту (содержащуюся только в концентрате) в количестве, обеспечивающем образование самобуферного концентрата, предпочтительно может приводить к степени повреждения нецелевой сельскохозяйственной культуры, уменьшенной по сравнению с используемыми в настоящее время гербицидами, содержащими аналогичное гербицидное соединение в некислотной форме. В частности, у композиции, содержащей 2,4-D-кислоту, давление пара 2,4-D-кислоты меньше, чем у соли с амином 2,4-D-кислоты, и намного меньше, чем у низколетучих сложных эфиров - препаратов 2,4-D. См. ниже таблицу 3.
Таблица 3. Давление пара для разных форм 2,4-D
| Активный ингредиент | Давление пара |
| Изооктиловый эфир 2,4-D | 3,6×10-6 мм рт. ст. при 25°C |
| Соль 2,4-D с диметиламином | <1×10-7 мм рт. ст. при 26°C |
| 2,4-D-кислота | 1,425×10-7 мм рт. ст. при 25°C |
ПРИМЕРЫ
ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРА ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА-ГЕРБИЦИДА-КИСЛОТЫ
Концентраты композиций, которые содержат гербицид-кислоту, аминное поверхностно-активное вещество и неорганическую кислоту, можно приготовить с относительно высокой концентрацией активной кислотной гербицидной композиции, включая концентрации 2,4-D, которые являются неожиданно высокими, чем в предшествующих способах получения концентратов гербицида 2,4-D-кислоты.
В одном способе образец концентрата получали путем объединения чешуек 2,4-D-кислоты по 4 фунт/галлон в аминном поверхностно-активном веществе при температуре, равной примерно 120°F (48°C). Нагретая комбинация поверхностно-активного вещества и гербицида-кислоты (т. е. раствор поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты) была в форме прозрачной жидкости янтарного цвета. При охлаждении до комнатной температуры раствор оставался прозрачным и стабильным без осаждения или гелеобразования. Препарат оставался прозрачным, без гелеобразования и без осаждения или разделения фаз в течение года при хранении при комнатной температуре (например, 72°F) без перемешивания.
ЛЕТУЧЕСТЬ
Данные по летучести описанных композиций гербицида для нанесения, содержащих 2,4-D-кислоту, получены с помощью биологического исследования в пластмассовой контейнерной системе. Использующиеся для биологического исследования растения, томаты, соя или они оба выращивали в горшках в теплице. Затем использующиеся для биологического исследования растения после обработки с помощью 2,4-D помещали в пластмассовый контейнер.
Для сравнения также готовили образцы с использованием соли 2,4-D с диметиламином (DMA); соли 2,4-D с диметиламином (DMA) в комбинации с AMS (сульфат аммония); сложного эфира 2,4-D; и 2,4-D-кислоты (имеющаяся в продаже форма без подкисляющего реагента).
Аликвоты по 20 миллилитров (мл) каждого типа баковой смеси 2,4-D помещали в стеклянные чашки Петри. Затем в каждый контейнер помещали одну чашку Петри. 20 миллилитров раствора для опрыскивания, содержащего 2,4-D, смешивали с таким объемом воды, чтобы получить объем для опрыскивания, равный 20 галлон/акр, и норму расхода, равную 0,25 фунтов кислотного эквивалента на акр для каждого аминного и активного кислотного гербицидного препарата. Для амина, использующегося в комбинации с AMS, нанесение имитировало 17 фунтов на 100 галлонов.
Использующиеся для биологического исследования растения помещали в контейнер рядом с чашкой Петри. В этих пластмассовых контейнерах растения в течение 24 ч выдерживали рядом с чашками Петри, содержащими каждую из различных смесей 2,4-D, затем удаляли от чашек Петри давали расти. Визуальную оценку проводили через 2 дня после обработки (ДПО) и 8 ДПО. Эпинастию, повреждение растений, визуально оценивали по шкале 0-10, 10 является показателем наибольшего повреждения. Эпинастию использующихся для биологического исследования растений считали повреждением, вызванным парами 2,4-D при обработке в чашке Петри.
По данным этой методики исследования препарат 2,4-D LV6 (имеющаяся в продаже сложноэфирная форма) всегда приводил к значительному повреждению, эпинастии вследствие воздействия паровой фазы. Препараты солей с амином всегда приводили к некоторой эпинастии, небольшой эпинастии или не приводили к эпинастии. Композиции гербицида для нанесения, полученные из концентрата, описанного в настоящем изобретении, всегда приводили к небольшой эпинастии. Количества исследований, которые приводили к эпинастии или не приводили к эпинастии в для разных типов препаратов и диапазоны показателей эпинастии приведены в таблице 4:
Таблица 4.
| Тип препарата | Всего исследований | Исследования с эпинастией | Исследования без эпинастии | Диапазон показателей эпинастии* |
| 2,4-D DMA | 16 | 8 | 8 | 0-1 |
| 2,4 D DMA+AMS | 12 | 11 | 1 | 1-3 |
| 2,4-D LV6 (сложный эфир 2,4-D) | 11 | 11 | 0 | 5-8 |
| 2,4-D-кислота, имеющаяся в продаже | 9 | 8 | 1 | 0-1 |
| 2,4-D-кислота (из предлагаемого в настоящем изобретении концентрата) | 7 | 2 | 5 | 0-0,25 |
Как показано в таблице 4, сложноэфирный гербицид LV6 (сложный эфир 2,4-D) приводит к наибольшим повреждениям парами. Повреждения наблюдались во всех 11 исследованиях и наименьший показатель (5) был больше, чем любой из показателей для других препаратов. Показатели для примеров, в которых использовали соль 2,4-D с амином (DMA) были небольшими и близкими к показателям для содержащих 2,4-D-кислоту препаратов. Наименьшее количество повреждений парами наблюдали для композиций гербицида для нанесения, полученных путем объединения воды с самобуферным концентратом, описанным в настоящем изобретении. Это показывает, что содержащие кислоту препараты в действительности являются менее летучими, о чем свидетельствуют их давления пара (таблица 3). Это более показательно вследствие различий активностей соли 2,4-D с амином и содержащих 2,4-D-кислоту препаратов, соль 2,4-D с амином обладает меньшей активностью, чем 2,4-D-кислота.
Гербицидная активность (или эффективность) предлагаемой в настоящем изобретении композиции гербицида для нанесения, полученной путем объединения воды с самобуферным концентратом, описанным в настоящем изобретении, может быть примерно вдвое (в два раза) большей, чем у соли 2,4-D с DMA. Таким образом, на практике использующаяся норма расхода композиции гербицида для нанесения, предлагаемой в настоящем изобретении, содержащей 2,4-D-кислоту при низком pH, при выражении в эквивалентах кислоты будет на 25% - 50% меньше, чем для соли 2,4-D с DMA. В целом в этих исследованиях установлено, что сложный эфир 2,4-D приводил к наибольшей степени эпинастии, меньшая (например, небольшая) степень эпинастии проявлялась при использовании солей 2,4-D с DMA и наименьшая степень эпинастии (например, отсутствие повреждения) проявлялась при использовании композиций гербицида для нанесения, полученных путем объединения воды с самобуферным концентратом, описанным в настоящем изобретении с получением обладающей низким pH содержащей 2,4-D-кислоту композиции гербицида для нанесения.
Аналогичные типичные препараты гербицидов изучали в отдельных исследованиях для моделирования нормы расхода, равной 0,75 фунтов (ЭК - эквивалент кислоты) на акр, также наносимой по 20 галлонов на акр. Степень повреждения при использовании препарата соли 2,4-D с амином была намного больше, чем наблюдающаяся при меньшей норме расхода (0,25 или 0,5 фунтов (ЭК) на акр по 20 галлонов на акр). При повышенной норме расхода в случае опрыскивания раствором использовали двойное или тройное количество (концентрацию) активного 2,4-D. Степень повреждена парами также увеличивалась. Увеличение степени повреждения было намного более значительным при использовании соли 2,4-D с DMA и это показывало, что соль 2,4-D с DMA более склонна к улетучиванию, чем 2,4-D-кислота в самобуферных содержащих 2,4-D-кислоту препаратах, предлагаемых в настоящем изобретении.
Следует отметить, что содержащие кислоту самобуферные концентраты гербицида, описанные в настоящем изобретении, обладают повышенной эффективностью (например, могут быть вдвое более активными или эффективными) по сравнению с солью с DMA (при сопоставлении эффективности для одной и той же концентраций активного гербицидного соединения) при непосредственном нанесении на большинство растений. Однако неизвестно, какая химическая форма 2,4-D находится в паровой фазе при использовании соли с DMA или самобуферных препаратов кислоты, описанных в настоящем изобретении. На основании результатов этих проведенных исследований можно заключить, что при использовании препарата соли с DMA в паровой фазе содержится больше 2,4-D, чем при использовании описанных самобуферных содержащих кислоту препаратов.
Согласно теории оба типа обработки, вероятно, приводят к выделению отрицательно заряженной 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. Однако при использованных нормах расхода по данным о наблюдавшихся степенях повреждения для разных препаратов вероятное количество 2,4-D, переносимой из раствора для опрыскивания в паровую фазу, в случае соли 2,4-D с DMA очень намного больше, чем в случае описанного самобуферного содержащего 2,4-D-кислоту препарата. Это не является неожиданным, поскольку давление пара 2,4-D-кислоты намного меньше, чем давление пара сложного эфира 2,4-D, и также меньше, чем давление пара соли 2,4-D с амином. Результаты этих исследований не включены в таблицу 4 вследствие использования других норм расхода.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Преимуществом использования 2,4-D в кислотной форме является его повышенная гербицидная активность по сравнению с другими химическими формами 2,4-D (например, формы соли или сложного эфира). Задачей является приготовление препарата 2,4-D-кислоты для согласованного нанесения кислоты на растения. Описанные самобуферные концентраты, содержащие гербицид-кислоту (например, 2,4-D-кислоту) и неорганическую кислоту, не только являются кислотной формой гербицида (например, 2,4-D-кислота), но и содержат количество кислоты, необходимое для поддержания pH разбавленного раствора равным меньше pKa 2,4-D-кислоты, повышения эффективности гербицида-кислоты. Самобуферность является важной для поддержания постоянных рабочих характеристик путем обеспечения желательного низкого pH после перемешивания и во время использования. Для других содержащих 2,4-D-кислоту препаратов, которые являются несамобуферными, необходимо добавление подкисляющего вспомогательного вещества для поддержания активности единицы 2,4-D-кислоты. Это может привести к изменчивости pH при нанесении.
Сопоставление гербицидных активностей предлагаемых в настоящем изобретении самобуферных содержащих 2,4-D-кислоту гербицидных композиций следует проводить с учетом того, что его экологический профиль близок к профилю солей 2,4-D с аминами, а не сложных эфиров 2,4-D. Профиль летучести описанных самобуферных содержащих 2,4-D-кислоту гербицидных композиций ниже, чем у композиций солей 2,4-D с аминами, и профиль почвы будет очень близким к профилю при нанесении соли с аминов. Поскольку самобуферные содержащие 2,4-D-кислоту гербицидные композиции и препараты солей 2,4-D занимают сходные экологические ниши, важно сопоставление активностей этих двух типов препаратов. Экологический профиль будет определять нормативы при нанесении и активность будет определять нормы расхода. Гербицидная активность описанной самобуферной содержащей 2,4-D-кислоту гербицидной композиции ("предлагаемой в настоящем изобретении") обычно может быть вдвое выше, чем для препаратов соли 2,4-D с амином. См. фиг. 1.
Как показано на фиг. 1, для трех исследованных видов при одной и той же норме расхода, равной 0,5 фунтов ЭК/акр, гербицидная активность (повреждение в процентах) описанных (предлагаемых в настоящем изобретении) самобуферных содержащих 2,4-D-кислоту гербицидных композиций больше, чем у препарата 2,4-D DMA. В этом исследовании гербицидная активность описанных (предлагаемых в настоящем изобретении) самобуферных содержащих 2,4-D-кислоту гербицидных композиций также является немного более высокой, чем для LV6 (сложный эфир 2,4-D). Эти результаты указывают на ключевое преимущество предлагаемых в настоящем изобретении самобуферных содержащих гербицид-кислоту препаратов, по меньшей мере когда гербицидом-кислотой является 2,4-D-кислота, таким образом предлагаемая в настоящем изобретении композиция может обладать такими же экологическими характеристиками соли с амином при намного большей активности. Активность 2,4-D-кислоты в предлагаемой в настоящем изобретении композиции может быть такой же или большей, чем активность низколетучих сложных эфиров.
На фиг. 2 представлена гербицидная активность (повреждение в процентах) для диапазона норм расхода. Активность предлагаемого в настоящем изобретении препарата превышает активность соли 2,4-D с амином при всех нормах расхода.
На фиг. 3, показано, что характеристики имеющегося в продаже препарата 2,4-D с добавлением подкисляющего агента (AA) и предлагаемого в настоящем изобретении препарата больше, чем активность препарата соли с амином, и сходна с активностью низколетучего сложного эфира. Благоприятно, что для предлагаемого в настоящем изобретении препарата не требуется добавление подкисляющего агента к баковой смеси.
1. Композиция концентрата гербицида, содержащая:
от 10 до 50 масс.ч. аминного поверхностно-активного вещества,
по меньшей мере 2 масс.ч. концентрированной неорганической кислоты,
гербицид-кислоту, и
менее 10 масс.ч. воды,
в пересчете на 100 масс.ч. концентрата,
где концентрат гербицида является самобуферным, и где концентрат представляет собой гомогенный раствор, который по существу свободен от коагуляции, преципитации и разделения фаз.
2. Композиция концентрата гербицида по п. 1, содержащая разбавитель, эффективный для снижения вязкости концентрата композиции.
3. Композиция концентрата гербицида по п. 2, обладающая вязкостью менее 500 сП.
4. Композиция концентрата гербицида по п. 2 или 3, в которой разбавителем является масло, неионогенное поверхностно-активное вещество, алкиловый спирт, полиол или гликоль.
5. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-4, содержащая:
от 25 до 40 масс.ч. аминного поверхностно-активного вещества,
от 0 до 20 масс.ч. разбавителя,
от 2 до 12 масс.ч. неорганической кислоты, и
не менее 30 масс.ч. гербицида-кислоты, и
менее чем 10 масс.ч. воды,
в пересчете на 100 масс.ч. концентрата.
6. Композиция концентрата гербицида по п. 5, содержащая от 25 до 40 масс.ч. суммарного количества аминного поверхностно-активного вещества и разбавителя.
7. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 2-6, в которой аминным поверхностно-активным веществом является талловый амин поверхностно-активное вещество и разбавителем является гликоль.
8. Композиция концентрата гербицида по п. 7, в которой гликолем является диэтиленгликоль.
9. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-8, содержащая от 2 до 6 фунтов гербицида-кислоты на галлон (от 256 г до 804 г на литр).
10. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-9, в которой аминным поверхностно-активным веществом является таллоуаминное поверхностно-активное вещество.
11. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-10, в которой неорганической кислотой является концентрированная серная кислота.
12. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-11, в которой гербицид-кислоту выбирают из группы, включающей 2,4-D, дикамба и их комбинации.
13. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-12, содержащая не менее 3,8 фунт/галлон (460 г/л) гербицида 2,4-D-кислоты.
14. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-13, где композицию можно добавлять в воду в соотношении 1 галлон (3,785 л) концентрата на 2-20 галлонов (7,571-75,71 л) воды с образованием композиции гербицида для нанесения, имеющей pH, который меньше pKa гербицида-кислоты.
15. Композиция концентрата гербицида по любому из пп. 1-14, где композицию можно хранить при 70°F (21,1°С) в течение 3 месяцев без образования в композиции твердого осадка.
16. Композиция гербицида для нанесения, содержащая
композицию концентрата гербицида по любому из пп. 1-13, и
от 2 до 30 галлонов (от 2 до 30 л) добавленной воды на галлон (литр) композиции концентрата гербицида.
17. Композиция гербицида для нанесения, содержащая
композицию концентрата гербицида по любому из пп. 1-13, и
от 5 до 25 галлонов (от 4,83 л до 25 л) добавленной воды на галлон (литр) композиции концентрата гербицида.
18. Композиция гербицида для нанесения по п. 16 или 17, где композиция для нанесения имеет pH, который меньше pKa гербицида-кислоты.
19. Композиция гербицида для нанесения по любому из пп. 16-18, в которой гербицидом-кислотой является 2,4-D и pH равен менее 2,8.
20. Композиция гербицида для нанесения по любому из пп. 16-19, где композиция для нанесения достигает pH, который меньше pKa гербицида-кислоты вследствие только неорганической кислоты, содержащейся в концентрате.
21. Способ получения композиции концентрата гербицида по любому из пп. 1-15, где способ включает
получение аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя,
получение гербицида-кислоты,
получение концентрированной неорганической кислоты, и
объединение аминного поверхностно-активного вещества с гербицидом-кислотой и неорганической кислотой с получением самобуферной композиции концентрата гербицида, где концентрат представляет собой гомогенный раствор, который по существу свободен от коагуляции, преципитации и разделения фаз.
22. Способ по п. 21, включающий
получение аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя,
получение гербицида-кислоты,
объединение аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя с гербицидом-кислотой с получением раствора поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты, и
объединение раствора поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты с неорганической кислотой.
23. Способ по п. 21, включающий
получение аминного поверхностно-активного вещества,
получение необязательного разбавителя,
получение неорганической кислоты,
объединение аминного поверхностно-активного вещества и необязательного разбавителя с неорганической кислотой с получением раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты, и
объединение раствора поверхностно-активного вещества-неорганической кислоты с гербицидом-кислотой.
24. Способ по любому из пп. 21-23, в котором гербицид-кислота, аминное поверхностно-активное вещество и необязательный разбавитель все содержат менее 3 мас.% воды.
25. Способ по любому из пп. 21-24, в котором неорганической кислотой является серная кислота, содержащая менее 10 мас.% воды.
26. Способ по любому из пп. 21-25, в котором композиция концентрата гербицида содержит менее 5 мас.% воды в пересчете на полную массу композиции.
27. Способ по любому из пп. 21-26, в котором аминным поверхностно-активным веществом является таллоуаминное поверхностно-активное вещество.
28. Способ по п. 27, в котором необязательным разбавителем является гликоль.
29. Способ по любому из пп. 21-28, в котором гербицид-кислоту выбирают из группы, включающей 2,4-D, дикамба и их комбинации.
30. Способ по любому из пп. 24-29, включающий объединение:
от 20 до 70 масс.ч. жидкого аминного поверхностно-активного вещества, с
от 20 до 70 масс.ч. гербицида-кислоты,
в пересчете на 100 масс.ч. суммарного количества жидкого аминного поверхностно-активного вещества и гербицида-кислоты,
с образованием раствора, который содержит жидкое аминное поверхностно-активное вещество, гербицид-кислоту и не более 2 мас.% воды.
31. Способ по п. 30, в котором аминное поверхностно-активное вещество является жидким и гербицид-кислота является твердой, способ включает нагревание жидкого аминного поверхностно-активного вещества до температуры не ниже 90°F (32,2°С)и растворение твердого гербицида-кислоты в нагретом жидком аминном поверхностно-активном веществе с образованием раствора поверхностно-активного вещества-гербицида-кислоты.
