Состав водорастворимого пленкообразователя для предпосевной обработки семян и способ его получения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 44-54Остал ьн(71) Институт химии Башкирского научногоцентра Уральского отделения АН СССР(54) СОСТАВ ВОДОРАСТВОРИМОГОПЛЕНКООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И СПОСОБЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано в сельском хозяйстве, в качестве пленкообразователя в составе для инкрустации семян, используемых в предпосевной обработке семян.Цель изобретения - разработка зкономического, экологически безвредного и пожаробезопасного способа получения пленкообразователя и расширение ассортимента водорастворимых полимеров с повышеннойй удерживающей способностью.Цель достигается нейтрализацией в известном способе избытка моноэтаноламина в реакционной смеси ортофосфорной кислотой при мольном соотношении компонентов, соответст(з)з С 08 Е 220/18, 8/32, С 08 К 5/521,С 0 1 33 р 12, А 01 С 1/06//(С 08 Р 220/1 220:58, 220:06)(57) Использование: в сельском хозяйстве в качестве пленкообразователя в составе для протравливания семян. Сущность изобретения: состав пленкообразователя для предпосевнай обработки семян содержит мас,%: модифицированный полиметилметакрилат 20,0-24,0; двузамещенный ортофосфат этиламмония 44,0-54,0; вода остальное, да 100, Состав получают обработкой палиметилметакрилата моноэтаноламином в водной среде, нейтрализуют избыо манозтаналамина ортафосфорной кислотой. Компоне.ты реакции берут в следу,ощем соотношении, мас.,.: полиметилметакрилат 17-21, монозтаноламин 25-32, вода остальное, до 100. 2 с.п. ф-л ы, 1 табл,венно равном МЭА:НЗРО=-1:0.8-0,97, приэтом компоненты реакции взяты в следующем соотношении, мас,%:Полиметилметакрилат 17,0-21,0Монозтаноламин 25,0-32,0Ортофосфорная кислота 28,0-36,0Вода ОстальноеПродукт модификации ПУМА моноэтанолоамином в водной среде с последующенейтрализацией избытка МЭА ортофосфорной кислотой условно назван "Дэман-Р", Онпредставляет собой пленкообраэующуюсмесь, состоящую из, мас,%:МПММА 20-24Двузамещенныйортафасфат атилла,д,нияВода оеСущность изобретения состоит в следующем.В реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром, помеща 1 от исходные соединения: моноэтаноламин МЗА) и полиметилметакрилат (ПММА), который является Отходом производства органическо 1 О стекла, Без нагревания компонентов реакционную массу перемешивают до образования однородной массы без комков, После чего включают обогрев и ведут процесс модификации при перемешивании и температуре 100 С в течение 10 ч. По окончании процесса модификации при температуре 40-50 С, не допуская ее повышения, нейтрализуют избыток МЗА ортофосфорной кислотой с получением водорастворимой смеси, названнои Даман-РКоличество Ортофосфорной соы должно быть таким, чтобы реакционная масса не содержала свобоцного МЗА и была растворимой в воде. Для этой цели Ортофосфорную кислоту берут в следующем соОтношении к избытку МЗА, который не вступил в реакци,о модификации ПУМА, моль;НЗРОЛ:МЗА=0,8-0,97:1. При этом рН 1;ь-ных водных растворов 7,0-7,5. КоличестЬО НЗРОл, взятое для нейтрализации МЗА более 0,97 моль на 1 моль МЗА, приводит к Образованию нерастворимых в воде продуктов, а менее 0,8 моль на 1 моль изоы гка МЗА не позволяет полностью нейтрализовать избыток МЭА, котооый является токсичнымм ьеществом.В качестве ПМУА использовали о.гхад производства суспензионного оогстекла эмульсионный коагулят), который содержал 40-60% ПММА и воду; рН Отхода 1,7-2,2, Мол. масса 117400, МЭА - 61,08; 1 У 6-09-2447-71; ортофосфорная кислота ГОСТ 6552 58,При данном способе все вещества, взятые в реакционный процесс, переходят по завершении реакции нейтрализации избытка МЭА ортофосфорной кислотой в целевой продукт, нет вредных сточных жидкостей и выбросов в атмосферу,"Даман-Р" является малоопасным веществом (4 класс опасности) и может применяться в сельском хозяйстве для предпосевной обработки семян зерновых культур (смтаблицу),Из таблицы следует, что способность к удерживанию протравителя "Витавакс" на семенах озимо 1 о ячменя на 14,0-15,0; выше у "Дэман-Р" при меньшей(0,15 кг/т) дозе расхода.Сущность поясняется примерами конкретного выполнения,П р и м е р 1. В рватор, снабженныймешалкой, обратным холодильником и термометром, помещают 122,16 г моноэтаноламина МЭА, 200 г отхода полиметилме такрилата ПММА, содержащего 80 г ПММАи 120 г воды (40% ПММА и 60 воды). Без нагревания компоненты реакционной массы перемешивают до образования однородной массы без комков. После чего включают "0 обогрев и ведут процесс при перемешивании и температуре 100 С до образования водорастворимой, прозрачной, гомогенной массы в течение 10 ч, После этого ведут процесс еще 2 ч.15 По окончании процесса модификацииреакционную массу охлаждают до 30-40 С, отбирают пробу для дальнейшего анализа МПММА и начинают медленно, при перемешивании и не допуская подъема температу ры выше 40-50 С, приливать рассчитанноеколичество НзРОл в соотношении: на 1 моль МЭА - ОЯ моль НзРО 4 (128,5 г). Приводим соотношения компонентов реакции, мас.МЭА 27,2525 ПММА 1 1,72Н 20 26,56НзРО 4 28,47 При более высокой температуре возможно вспенивание реакционной массы, 30 Массу тщательно размешивают до однородного состояния густая, текучая масса), рН 1;ь-ного водного раствора этой массы равен 7,2, Продукт при температуре 40-50 С выгружают в полиэтиленовую, стек лянную или из нержавеющей сали тару.Расчет количества МЭА, которое необходимо нейтрализовать после получения МПММА.Количество УЭА, не вступившее в реак цию с ПУМА, и которое необходимо нейтрализовать НзРО 4, рассчитывают, исходя из анализа состава МПММА, выделенного из взятой пробы и анализируют на С, Н, М, С=54, Н=8,39, йамид=0,60, Маммон,=4,15, 45 Коба.=4,75 мас,Я, Состав МПММА рассчитывают по уравнению и находят массовую долю азотсодержащих звеньев. В данном случае она равна 0,45, Количество МЭА, которое необходимо нейтрализовать орто фосфорной кислотой, рассчитывают поформулеА- п 61 О - +С 1.-1 р 2 16 - .100122,16-21,99 - -100,17 г),100где А - количество УЭА, взятое а пелпню; пт - масса(г) навески ПМГ 1",. .1 РИ-.:ку 1825802лярная масса МЭА; 100 - м,м, ПММА, (Ьс) - массовая доля азотсодержащи" звеньев н МПММА. Т.о., необходимо нейтрализовать 100,17 г непрорезгировавшего МЭА.Расчет НзР 04, необходимый для нейт рзлизации МЭА,Установлено методом потенциометрического титрования, что для нейтрализации (р Н 7) 1 моль МЭА (61,08 г) необходимо О 8 моль (78,4 г) НзР 04, В результате чего пол учается соль МЭА и НЗРО 4 - двузамещенный ортофосфат этиламмония:+МНО, 0г онСН 2Состав соли подтвержден данными элементного анализа на С, Н, М, Р, По данным 20элементного анализа соль содержит, мас.%:С=16,96; Н=-5,62; И=9,90; Р=22,02; 0=45,50.Рассчитано: С=17,02; Н =-5,67; И=9,92;Р=-21,38; 0=45,41, В ИК-спектре двухззмещенного ортофосфора этиламмония содеркзтся следующие полосы, характерные дляотдельных компонентов, см; 1220 (Р=О);2660 (Р-ОН); 1040 (С-О-Р), 1575, 3000 (ЫНз).Таким образом, при нейтрализации100,07 г МЭА необходимо добавить НзРО 4, г: 3061,08 г - 78,4 г100,07 г - хх=-128,57 г,Анализ "Дэман-Р","Дэман-Р" анализируют на содержание 35фосфора. для того, чтобы рассчитать коллчесгно соли МЭА и НЗРО 4,Методом Фишера в продукте определяют воду. Количество МПММА н продукте определяют по разнице, вычитая из 100 40количество соли и воды.Количество соли рассчитывают, исходяиз того, что н ней теоретически содержится21,38% Р. По анализу фосфора определено9,40%. Значит, соли н продукте содержится 4544,0%,21,38% - 100%9,40% - хх=-44,0%,Количество воды, определенное методом Фишера, 36%. Следовательно, содержание МПММА в продукте равно 20,0%,100-44,0-36=20%,Пленкообразователь для предпосевнойобработки семян 55Состав "Дэмзн-Р", мзс.%:МПММА 20Двузамещенныйортофосфат зтиламмсния 44Вода 36 0,15 г состава "Дэмзн Р" растворяют н10 мл воды при комнатной температуре,вносят при перемешивании 2 г фунгицида и"Витаозс" и обрабатывают этой смесью 1кг с змян озимого ячменя, 100 г обработанных и осушенных семян промывают в 1 лводы при комнатной температуре.В промывной ооде методом нефейометрии определяют количество взвешенных частиц. Степень закрепления протранителя наповерхности семян ячменя составляет84,0%.П р и м е р 2, Отличается от примера 1тем, что для синтеза "Даман-Р" используютотход, содержащий 104 г ПУМА и 96 г воды(52% ПММА и 48% воды в отходе), моноэтаноламин н количестве 158,8 г, а ортофосфорной кислоты добавляют 171,2 г, гдесоотношение всех компонентов реакции составляет, мзс,МЭА 29ПММА 19,62Н 20 18,11НЗРО 4 32,31рН 1%-ного водноо раствора равен 7,2.Плен кообрззуюьций состав "Дэман-Р",мас %МПММА 220Днузамешенный ортофосфат этиламмония 51,0Вода 27,0Степснь закрепления протравителя составляет 84 74П р и м е р 3, Отличается от примера 1тем, что для синтеза "Даман-Р" используютотход, содержащий 120 г ПММА и 80 г воды(состав отхода: 60% ПММА и 40% воды),количество моноэтаноламина 183,2 г, а ортофосфорной кислоты добавляют 192,81 г,Соотношение всех компонентов реакциисоставляет, мас.%:МЭА 31,82ПММА 20,84Н 20 13,90НЗРО 4 33,44рН 1%-ного водного раствора равен 7,2.Пленкообразующий состав "Дэман-Р",мас%:МПММА 24,0Двузамещенный ортофосфат этиламмония 54,0Вода 22,0Степень закрепления протрзви еля насеменах составляет 85,2%,П р и м е р 4. Отличающийся от примера1 тем, что количестьо НзРО 4 беретсэ по отношению к избытку МЭА, в соотношении(МПММА) 0,97 1, а именно 156,79 . Соотношениевсех компонентов реакции сосгзнляет, мас.%:МЭА 25,66ПММА 16,67Н 2 О 25,00НЗРО 4 32,67рН 1-ного водного раствора 7,0.Пленкообразующий состав "Дэман-Р", мас,;МПММА 20,0Двузамещенный ортофосфат этиламмония 54,0Вода 26,0Степень закрепления протравителя на поверхности семян ячменя составляет 84,3;6,П р и м е р 5, Отличающийся от примера 1 тем, что количество НзР 04 берется по отношению к избытку МЭА в соотношении, моль; 0,92:1, а именно 148,7 г. Соотношение компонентов реакции составляет, мас, :МЭА 26,10ПММА 16,95Н 2 О 25,43НзРО 4 31,51рН 1;4-ного водного раствора равен 7,3.Пленкообразующий состав "Даман-Р", мас.,:МПММЛ 20,0Двузамещенный ортофосфат этиламмония 50,0Вода 30,0Степень закрепления протравителя "Витавакс" на семенах ячменя составляет 84,5.Технико-экономические преимущества состоят в следующем:разработаны условия получения водо- растворимой полимерной смеси "Дэман-Р", которая может быть использована в с/х в качестве водорастворимого пленкообразователя с удерживающей способностью на зернах протравителя, равной 84,0-.85,27 ь,Разработанные условия получения являются экологически и пожаробезопасными. Способ экономичен, т,к. в качестве28,0-36,0Остальное исходного ПММА используют отход производства суспензионного оргстекла - эмульсионный коагулят состава 40-60 ф, ПММА ивода,5 Формула изобретения1, Состав водорастворимого пленкообразователя для предпосевной обработкисемян, содержащий водорастворимыйполимер и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем,10 что, с целью повышения удерживающейспособности при сниженном расходе, вкачестве водорастворимого полимераон содержит модифицированный моноэтаноламином полиметилметакрилат и до 15 полнительно содержит двузамещенныйортофосфат этиламмония, при следующемсоотношении компонентов, мас. :Модифицированныймоноэтаноламином20 полиметилметакрилат 20,0-24,0Двузамещенный ортофосфат этиламмония 44,0-54,0Вода Остальное2, Способ получения состава водораст 25 варимого пленкообразователя для предпосевной обработки семян, взаимодействиемполиметилметакрилата с азотсодержащимсоединением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения пожароопасности спосо 30 ба, улучшения экологических условий и расширения ассортимента водорастворимыхпленкообразователей, в качестве азотсодержащего соединения используют моноэтаноламин, взаимодействие осуществляют35 в водной среде и после завершения реакцииизбыток моноэтаноламина нейтрализуютортофосфорной кислотой, причем компоненты берут в следующих соотношениях,мас,;40 Полиметилметакрилат 17,0-21,0Моноэтаноламин 25,0-32,0ОртофосфорнаякислотаВода1825802 Полимерная смесь "Даман-Р" для предпосевной обработки семян озимого ячменя П р и м е ч а н и е: норма расхода "Витавакс" равна 2 кг на 1 т зерна,Составитель Л, АнтоноваТехред М. Моргентал Корректор И. Шулла Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2306 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4 Ю