一种基于聚合物的种衣剂.pdf

一种促进生物活性成分——例如杀虫剂或杀菌剂——与种子粘合、并在种植过程中使被包衣的种子具有流动性的种衣剂，该种衣剂包括一种粘合剂、一种蜡、一种颜料以及一种或多种具有使悬浮液稳定的有效量的稳定剂。同时公开了一种包衣种子的方法以及由该方法获得的产品。

1.  一种种衣剂，包括：
a.一种粘合剂；
b.一种蜡；
c.一种颜料；以及
d.一种或多种具有使悬浮液稳定的有效量的稳定剂。

2.  权利要求1的种衣剂，其中所述粘合剂选自聚烯烃的聚合物和共聚物。

3.  权利要求1的种衣剂，其中所述粘合剂为一种选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯均聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸、丙烯酸、乙烯-氯乙烯、乙烯醚马来酸酐或丁二烯苯乙烯的聚合物。

4.  权利要求1的种衣剂，其中所述粘合剂为羧基化的苯乙烯-丁二烯分散体。

5.  权利要求4的种衣剂，其中所述羧基化苯乙烯-丁二烯分散体大约占该液体种衣剂重量的20％。

6.  权利要求1的种衣剂，其中所述蜡选自天然蜡、植物蜡、矿物蜡、合成蜡或其它润滑剂。

7.  权利要求6的种衣剂，其中所述天然蜡选自蜂蜡或羊毛脂。

8.  权利要求6的种衣剂，其中所述矿物蜡选自褐煤蜡或石蜡。

9.  权利要求6的种衣剂，其中所述植物蜡为巴西棕榈蜡。

10.  权利要求6的种衣剂，其中所述合成蜡选自聚乙烯(极性)、聚乙烯(非极性)、聚丙烯、费-托合成过程中得到的蜡或聚丁烯。

11.  权利要求6的种衣剂，其中所述其它润滑剂为聚四氟乙烯。

12.  权利要求1的种衣剂，其中所述蜡为一种微粉聚乙烯蜡。

13.  权利要求12的种衣剂，其中所述蜡占该液体种衣剂重量的10％至30％，优选15％。

14.  权利要求1的种衣剂，其中所述颜料为一种涂覆有颜料的云母。

15.  权利要求1的种衣剂，其中所述颜料为一种涂覆有二氧化钛的云母。

16.  权利要求15的种衣剂，其中所述涂覆有二氧化钛的云母占该液体种衣剂重量的0至15％，优选15％。

17.  权利要求1的种衣剂，其中所述稳定剂选自一种助悬浮剂和一种湿润剂。

18.  权利要求1的种衣剂，其中所述稳定剂选自一种助悬浮剂、一种湿润剂和一种生物杀伤剂。

19.  权利要求17的种衣剂，其中所述助悬浮剂选自凹凸棒粘土、膨润土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土、纤维素、黄多糖胶或瓜尔胶。

20.  权利要求18的种衣剂，其中所述生物杀伤剂为1，2-苯并异噻唑啉-3-酮。

21.  权利要求20的种衣剂，其中所述生物杀伤剂占该液体种衣剂重量的0.10至0.20％，优选0.20％。

22.  权利要求17的种衣剂，其中所述湿润剂为丙二醇。

23.  权利要求22的种衣剂，其中所述丙二醇占该液体种衣剂重量的2.4至4.9％，优选4.9％。

24.  权利要求1的种衣剂，其中所述种子选自玉米、小麦、大豆、油菜、向日葵、紫花苜蓿、食用豆、高粱、草坪草及饲草以及豌豆。

25.  权利要求1的种衣剂，其中所述种子为玉米。

26.  一种用生物活性成分包衣种子的方法，包括以下步骤：
a.将种子引入一个间歇处理体系中；
b.将一种或多种生物活性成分应用于该间歇处理体系中的种子；以及
c.向涂覆有生物活性成份的种子上应用一种液体种衣剂，该种衣剂包括一种粘合剂、一种蜡和一种颜料以及一种或多种稳定剂。

27.  权利要求26的方法，包括一个使种子着色的步骤。

28.  权利要求26的方法，其中各步骤之间均有1至60秒的干燥期。

29.  权利要求26的方法，其中所述生物活性成分选自一种或多种杀菌剂、杀虫剂或安全剂。

30.  权利要求29的方法，其中所述杀虫剂为噻虫胺。

31.  权利要求26的方法，其中所述粘合剂为一种选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯均聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸、丙烯酸、乙烯-氯乙烯、乙烯醚马来酸酐或丁二烯苯乙烯的聚合物。

32.  权利要求26的方法，其中所述粘合剂为羧基化的苯乙烯-丁二烯分散体。

33.  权利要求32的方法，其中所述羧基化苯乙烯-丁二烯分散体大约占该液体种衣剂重量的20％。

34.  权利要求26的方法，其中所述蜡选自天然蜡、植物蜡、矿物蜡、合成蜡或其它润滑剂。

35.  权利要求34的方法，其中所述天然蜡选自蜂蜡或羊毛脂。

36.  权利要求34的方法，其中所述植物蜡为巴西棕榈蜡。

37.  权利要求34的方法，其中所述矿物蜡为褐煤蜡或石蜡。

38.  权利要求34的方法，其中所述合成蜡为聚乙烯(极性)、聚乙烯(非极性)、聚丙烯、费-托合成过程中得到的蜡或聚丁烯。

39.  权利要求34的方法，其中所述其它润滑剂为聚四氟乙烯。

40.  权利要求34的方法，其中所述蜡为占该液体种衣剂重量的10至30％、优选15％的一种微粉聚乙烯蜡。

41.  权利要求26的方法，其中所述颜料为一种涂覆有颜料的云母。

42.  权利要求41的方法，其中所述颜料为占该液体种衣剂重量的0至15％的一种涂覆有二氧化钛的云母。

43.  权利要求26的方法，其中所述稳定剂选自一种助悬浮剂和一种湿润剂。

44.  权利要求26的方法，其中所述稳定剂选自一种助悬浮剂、一种湿润剂和一种生物杀伤剂。

45.  权利要求43的方法，其中所述助悬浮剂选自凹凸棒粘土、膨润土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土、纤维素、黄多糖胶或瓜尔胶。

46.  权利要求44的方法，其中所述生物杀伤剂为1，2-苯并异噻唑啉-3-酮。

47.  权利要求46的方法，其中所述生物杀伤剂占该液体种衣剂重量的0.10至0.20％，优选0.20％。

48.  权利要求43的方法，其中所述湿润剂为丙二醇。

49.  权利要求48的方法，其中所述丙二醇在占该液体种衣剂重量的2.4至4.9％范围内，优选占4.9％。

50.  权利要求26的方法，其中所述种子选自玉米、小麦、大豆、油菜、向日葵、紫花苜蓿、食用豆、高粱、草坪草和饲草以及豌豆。

51.  权利要求26的方法，其中所述种子为玉米。

52.  一种用生物活性成分包衣种子的连续法，包括以下步骤：
a.将以下成分于水浆中调合，包括
i.一种或多种生物活性成分；
ii.着色剂；以及
iii.一种液体种衣剂，包括一种蜡、一种粘合剂以及颜料连
同一种或多种稳定剂；以及
b.将种子引入该水浆中。

53.  权利要求52的方法，其中所述生物活性成分选自一种或多种杀菌剂、杀虫剂或安全剂。

54.  权利要求53的方法，其中所述杀虫剂为噻虫胺。

55.  权利要求52的方法，其中所述粘合剂为一种选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯均聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸、丙烯酸、乙烯-氯乙烯、乙烯醚马来酸酐或丁二烯苯乙烯的聚合物。

56.  权利要求52的方法，其中所述粘合剂为羧基化的苯乙烯-丁二烯分散体。

57.  权利要求56的方法，其中所述羧基化的苯乙烯-丁二烯分散体大约占该液体种衣剂重量的20％。

58.  权利要求52的方法，其中所述蜡选自天然蜡、植物蜡、矿物蜡、合成蜡或其它润滑剂。

59.  权利要求58的方法，其中所述天然蜡选自蜂蜡或羊毛脂。

60.  权利要求58的方法，其中所述植物蜡为巴西棕榈蜡。

61.  权利要求58的方法，其中所述矿物蜡为褐煤蜡或石蜡。

62.  权利要求58的方法，其中所述合成蜡为聚乙烯(极性)、聚乙烯(非极性)、聚丙烯、费-托合成过程中得到的蜡或聚丁烯。

63.  权利要求58的方法，其中所述其它润滑剂为聚四氟乙烯。

64.  权利要求52的方法，其中所述蜡为占该液体种衣剂重量的10至30％、优选15％的一种微粉聚乙烯蜡。

65.  权利要求52的方法，其中所述颜料为一种涂覆有颜料的云母。

66.  权利要求65的方法，其中所述颜料为占该液体种衣剂重量的0至15％的一种涂覆有二氧化钛的云母。

67.  权利要求52的方法，其中所述稳定剂选自一种助悬浮剂和一种湿润剂。

68.  权利要求52的方法，其中所述稳定剂选自一种助悬浮剂、一种湿润剂和一种生物杀伤剂。

69.  权利要求67的方法，其中所述助悬浮剂选自凹凸棒粘土、膨润土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土、纤维素、黄多糖胶或瓜尔胶。

70.  权利要求68的方法，其中所述生物杀伤剂为1，2-苯并异噻唑啉-3-酮。

71.  权利要求70的方法，其中所述生物杀伤剂在占该液体种衣剂重量的0.10至0.20％范围内，优选占0.20％。

72.  权利要求67的方法，其中所述湿润剂为丙二醇。

73.  权利要求72的方法，其中所述丙二醇在占该液体种衣剂重量的2.4至4.9％范围内，优选占4.9％。

74.  权利要求52的方法，其中该种子选自玉米、小麦、大豆、油菜、向日葵、紫花苜蓿、食用豆、高粱、草坪草及饲草以及豌豆。

75.  权利要求52的方法，其中所述种子为玉米。

76.  一种通过包括以下步骤的方法包衣种子而得到的产品，所述步骤为：
a.将以下成分于水浆中调合，包括
i.一种或多种生物活性成分；
ii.着色剂；以及
iii.一种液体种衣剂，包括一种蜡、一种粘合剂以及颜料连同一种或多种稳定剂；以及
b.将种子引入该水浆中。

77.  一种通过包括以下步骤的方法包衣种子而得到的产品，所述步骤为：
a.将种子引入一个间歇处理体系中；
b.将一种或多种生物活性成分应用于在该间歇处理体系中的种子；以及
c.向涂覆有生物活性成份的种子上应用一种液体种衣剂，该液体种衣剂包括一种粘合剂、一种蜡和一种颜料以及一种或多种稳定剂。

一种基于聚合物的种衣剂
发明背景
本发明涉及一种促进生物活性成分——例如杀虫剂或杀菌剂——与种子粘合、并在种植过程中使被包衣的种子具有流动性的种衣剂。
昆虫及相关节肢动物的防治对农业生产而言是极为重要的。在美国这些害虫预计每年毁坏15％的作物，在发展中国家更甚。这些损害中的一些是在种植后种子受到植物致病菌、昆虫及其它类似土传有害物的侵袭时在土壤中发生的。余下损害中的大部分是由根虫(rootworm)，以摄食或其它方式破坏植物根部的植物致病菌，以及切根虫(cutworm)、欧洲玉米螟(European corn borer)、及其它摄食或毁坏植株地上部分的有害物造成的。有害物对作物侵袭的类型和机理的总的描述由例如Metcalf，于Destructive and Useful Insects，(1962)中；以及Agrios，于Plant pathology，第三版，Academic Press(1988)中提供。
植物种子的萌发、发芽及植物的初始生长时期特别关键，因为生长中植物的根系和芽很小，即使小量损害也可能导致整个植株死亡。此外，在这一阶段一些天然的植物防御还没有完全发挥因而植物易受侵袭。可想而知，在植物生长早期对侵害种子和植株地上部分的有害物的防治是一个良好的农业发展领域。
目前，对侵染出苗后作物的有害物的防治主要包括将合成的有机农药施用至土壤，或通过叶面喷洒施用至正在生长的植物。因为人们关心化学农药对公众健康和环境的影响，故已经做出很多努力以减少化学农药的用量。
当在合适的时间以适当的方法使用杀虫剂——例如吡虫啉(imidacloprid)和噻虫胺(clothianidin)——等时，其对某些植株地上部分害虫非常有效。适当的农药可在种植时以表面条施、“T”型条施、或沟施的方式施用，但这些应用要求在播种的同时还要进行施用农药的操作。这会使种植操作复杂化，并且农药施用所额外需要的设备价格昂贵且需在使用期间加以维护和保养。此外，为获得最佳活性还必须注意将农药适当地混入土壤最上层。
通过将杀虫剂直接施用于植物种子而对害虫进行防治是公知的。例如，美国专利5,696,144公开了欧洲玉米螟对用1-芳基吡唑化合物以每公担(100公斤)种子500g的比例处理过的种子所长出的玉米植株所造成的摄食损害比对由未处理种子长出的对照植株所造成的损害小。另外，Turnblad等人的美国专利5,876,739(及其母专利美国专利5,849,320)公开了一种防治土传昆虫的方法，该方法包括用含有一种或多种聚合物粘合剂及一种杀虫剂的种衣剂对种子进行处理。该参考文献提供了许多确定可用于该种衣剂中的备选杀虫剂，同时给出了大量潜在的目标昆虫的名称。然而，尽管美国专利5,876,739说明用含一种特定杀虫剂的种衣剂处理玉米种子可保护玉米根部不受南瓜十二星叶甲(corn rootworm)伤害，但却并不能表明或以其它方式暗示该种衣剂在有助于将杀虫剂与种子粘合的同时也为种子的传播提供了便利以帮助农民最大化经济潜力。
作为润滑剂的滑石在种业中的使用是公知的。例如，参见AgronomyBulletin by Agrilance(April 9，2004)，其中提供了许多含有基于滑石的制剂的杀虫剂。石墨是另一可选的润滑剂，但常常被禁止用于某种种植设备中。
用杀虫剂处理的种子会造成株距问题，因为仅用杀虫剂包衣的种子与光滑的未处理过的种子相比具有卵石纹的粗糙表面。大多数播种机被设计用来处理具有光滑表面的种子。向真空播种机加入滑石或向通过指夹播种机(finger pickup planter)播种的种子加入石墨是一种解决方案。
发明概要
农民需要最大化产率，如果种子未被适当地润滑则每英亩种植的种子会不足。该产业中，通常每英亩大约30,000粒种子的目标被认为是理想的。使用一种或多种生物活性成分例如杀虫剂、杀菌剂或安全剂包衣的种子可被润滑以实现该潜在的种植目标。
本发明的具体描述
种子可以以间歇或连续的进料方式用聚合物种衣剂进行处理以利于种植。该聚合物种衣剂包括一种粘合剂、一种蜡和一种颜料以及一种或多种具有使悬浮液稳定的有效量的稳定剂。
所述粘合剂可为一种选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯均聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸、丙烯酸、乙烯-氯乙烯、乙烯醚马来酸酐或丁二烯苯乙烯的聚合物。也可使用其它类似的聚合物。
所述蜡可为天然蜡(蜂蜡或羊毛脂)、植物蜡(巴西棕榈蜡)、矿物蜡(褐煤蜡或石蜡)、合成蜡(聚乙烯(极性或非极性的)、聚丙烯、费-托合成过程中得到的蜡(Fischer-Tropsch)、或聚丁烯)；或其它润滑剂例如聚四氟乙烯。也可使用许多其它蜡。
所述稳定剂可为一种或多种以下类型的成分：助悬浮剂、湿润剂及生物杀伤剂。助悬浮剂可为凹凸棒粘土、膨润土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土、纤维素、黄多糖胶(xanthum gum)或瓜尔胶。
所含有的湿润剂可作为稳定剂以促进水分的保持，水是对种子的生存能力至关重要的要素。通常使用的典型湿润剂为丙二醇。许多其它湿润剂也可起到效果。
可加入的另一种稳定剂是生物杀伤剂。市售普通生物杀伤剂为1，2-苯并异噻唑啉-3-酮，其可从Avecia，Inc.以氢氧化钠和双丙甘醇的溶液的形式作为Proxel GXL获得。
以下实施例进一步详细说明了本发明组合物的制备和用途。在前述公开内容中阐明的本发明不限于这些实施例的主旨或范围内。本领域技术人员将容易理解，已知的以下制备工艺的条件与方法的变换方案可用于制备这些组合物。本领域技术人员应可理解，种衣剂的准确用量会随着待包衣的种子的尺寸而变化。除非另有说明，所有温度均为摄氏温度，且所有的份与百分比分别为重量份和重量百分比。
种衣剂中蜡的用量可为粘合剂总重量的约12.5％至30％，优选为15％。优选实施方案中的蜡为基于聚烯烃的微粒蜡粉，即本领域中已知的WAX 437(由Michelman获得)。颜料可占粘合剂重量的0至15％，且在优选实施方案中为占粘合剂总重量15％的涂覆有二氧化钛的云母(来自Stochem的Luster White FR2P)。聚烯烃聚合物通常占粘合剂重量的20％，且优选为一种羧化的苯乙烯-丁二烯分散体(占粘合剂总重量20％的来自BASF的 NX 6650 X)。
种衣剂中可加入一种或多种稳定剂。加入的助悬浮剂可占粘合剂重量的0.50％至1.00％。在优选实施方案中，助悬浮剂为占粘合剂总重量1.0％的Van Gel B(以5％溶液的形式，由R.T.Vanderbilt Company，Inc.获得)。湿润剂可由粘合剂总重量的2.4％变化至4.9％，在优选实施方案中所述湿润剂为占粘合剂总重量4.9％的丙二醇。加入的生物杀伤剂可在粘合剂总重量的0.10％至0.20％范围内，且在优选实施方案中为占粘合剂总重量0.20％的Proxel GXL(以氢氧化钠与双丙甘醇的溶液形式存在，由Avecia，Inc.获得)。所述粘合剂在水溶液中制备，且在优选实施方案中水的量约为40％。在优选实施方案中，还加入了占粘合剂总重量2％的Rhodoline 111(由Rhodia Novecare获得)，其不仅可用作一种阴离子分散剂而且可用作一种粘度稳定剂以延长贮存期限。在优选实施方案中还包括占粘合剂总重量1.5％的用作表面活性剂的Rhodafac RE610，其为一种磷化(phosphatized)的乙氧基化烷基酚(Rhone Poulenc的产品)。
在优选实施方案中，一批粘合剂如下制备。将28磅Van Gel B(1.0重量％)加入1109.9磅水(39.6重量％)中并将此混合物混合45分钟。向该溶液中加入3.4磅AF-10(0.122重量％)、42磅RE-610(1.5％)、以及14磅TRI6607(0.5％)和420磅Michem 437(15％)，然后将此溶液混合20分钟。然后将560.17磅Styrofan NX 6650(20％)与420磅Luster White FR2P(15％)再混合20分钟。最后另外加入稳定剂，该稳定剂含有2.8磅Kelzan(0.1％)、137.24磅丙二醇(4.9％)、及56磅Rhodoline 111(2.0％)，并向此混合物中加入6.999磅ProxelGXL(0.2499％)。
种子可采用间歇处理工艺进行包衣，其中将种子引入分批处理罐中，并然后加入一种或多种生物活性成分(例如Bayer的Poncho 600的未稀释溶液以及其它杀虫剂、杀菌剂和/或安全剂)。然后向被生物活性成分包衣的种子中加入液体粘合剂。而后可加入着色剂以符合各种对于已处理种子进行标识的规范性要求。或者可使用一种连续处理工艺将种子包衣，其中制备的水浆(water slurry)含有一种或多种生物活性成分、所述液体种衣剂以及如果需要一种使种子着色的着色剂。然后将种子引入该浆液中。所有情况下种子均需进行一段时间的干燥。通常将种子在一个碗状物(bowl)中旋转至少15秒以使其干燥。可能需要有不同长度的时间以适应由于天气或种子尺寸的不同引起的干燥条件的变化。