ES2609587T3

ES2609587T3 - Revestimiento polimérico de secado rápido

Info

Publication number: ES2609587T3
Application number: ES10729504.0T
Authority: ES
Inventors: John Larry Sanders; Grigory Mazo; Jacob Mazo
Original assignee: Specialty Fertilizer Products LLC
Current assignee: Specialty Fertilizer Products LLC
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2017-04-21
Anticipated expiration: 2030-01-07
Also published as: IL213986A; UA105200C2; US9249062B2; AR075007A1; US9255039B2; DOP2011000219A; US8025709B2; NZ601545A; US20120090368A1; US20100175444A1; UY32378A; CR20110395A; CA2749161A1; RU2532905C2; NZ593945A; AP2011005809A0; PE20120605A1; AU2010203590B2; PL2376572T3; CA2749161C

Abstract

Producto fertilizante para su aplicación al suelo, que comprende: una cantidad de un fertilizante sólido; y un residuo seco de una composición que contiene polímero sobre dicho fertilizante, incluyendo dicha composición que contiene polímero un copolímero sustancialmente soluble en agua que contiene unas cantidades individuales de restos maleicos e itacónicos, agua, un agente de secado de compuesto orgánico y 0,5 a 5% en peso de boro como ácido bórico, siendo dicho producto fertilizante preparado formulando inicialmente dicha composición que contiene polímero acuosa, aplicando a continuación la composición que contiene polímero formulada a dicho fertilizante y permitiendo a continuación que dicho agente de secado y una parte sustancial del agua presente en la composición se evaporen para dejar dicho residuo seco de dicha composición que contiene polímero sobre dicho fertilizante, de manera que el producto fertilizante no incluye dicho agente de secado o agua en ningún grado sustancial.

Description

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DESCRIPCION

Revestimiento polimerico de secado rapido.

Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La presente invencion se refiere, en terminos generales, a composiciones de revestimiento de uso agrfcola de secado rapido mejoradas y a procedimientos en los que las composiciones incluyen una o mas sales de polfmero policarboxilado y un agente de secado organico volatil. Mas particularmente, la presente invencion se refiere a composiciones y procedimientos en los que un copolfmero que contiene cantidades respectivas de restos maleicos e itaconicos se complementa con un agente de secado volatil, que puede mezclarse con solidos o aplicarse sobre los mismos, tales como un fertilizante nitrogenado solido. En otro aspecto de la presente invencion, se alcanzan mejores tiempos de secado mediante la adicion de boro, especialmente junto con un polfmero o polfmeros vinflicos en los que la mayorfa de los grupos funcionales colgantes son alcoholes y que contienen opcionalmente fracciones polimericas de peso molecular (PM) relativamente bajo y fracciones polimericas de peso molecular relativamente alto, a las composiciones de copolfmero y agente de secado organico.

Descripcion de la tecnica anterior

La patente US n° 6.515.090 describe una clase de copolfmeros muy util, que se han utilizado con buenos resultados en diversas aplicaciones agrfcolas. Por ejemplo, la patente '090 da a conocer copolfmeros constituidos por porcentajes variables de restos maleicos e itaconicos, y sales de los mismos, que se pueden aplicar a fertilizantes solidos para alcanzar un aumento sorprendente del rendimiento. En la practica normal, se aplica una mezcla acuosa de copolfmero por pulverizacion u otros medios sobre fertilizantes solidos para obtener composiciones de fertilizante y polfmero.

La empresa Specialty Fertilizer Products, LLC, de Leawood, Kansas, comercializa una serie de copolfmeros bajo la patente '090. Uno de estos polfmeros, el Nutrisphere-N® para fertilizantes nitrogenados granulares, esta especialmente disenado para ser aplicado a una variedad de fertilizantes nitrogenados solidos o granulares, tales como urea, sales de amonio, MAP o DAP. Este producto es una dispersion acuosa con aproximadamente el 40% en peso de solidos de un copolfmero de sal de calcio parcial 1:1 de restos maleicos e itaconicos, con un pH de aproximadamente 3,25-3,75.

Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que, dependiendo principalmente del contenido de humedad del fertilizante solido, los procedimientos de aplicacion en el campo no optimos o las condiciones ambientales adversas, tales como una humedad muy alta o temperaturas bajas, la aplicacion satisfactoria de las composiciones mencionadas anteriormente puede presentar problemas. Especfficamente, las composiciones se pulverizan o se depositan de otro modo sobre las superficies exteriores de los fertilizantes solidos y se deja evaporar el agua por transferencia de masa, dejando un revestimiento de residuo de polfmero solido. Sin embargo, si el tiempo de secado de la composicion es excesivo, lo que provoca un secado incompleto de las composiciones, los productos recubiertos pueden ser diffciles de manejar y de aplicar. De hecho, en algunos casos, los fertilizantes solidos relativamente humedos con un copolfmero acuoso aplicado sobre los mismos pueden crear aglomeraciones en los equipos de aplicacion al campo, dificultando o incluso imposibilitando la distribucion uniforme de las composiciones a traves de los campos.

Se conocen mezclas de determinados polfmeros policarboxilados y disolventes organicos; vease la patente US n° 5.868.964, por ejemplo, polfmero de acido poliacrflico mas metanol. Sin embargo, debido al tipo de polfmero utilizado y/o a la concentracion de disolvente organico, el polfmero y el disolvente son esencialmente incompatibles, lo que da lugar a precipitados viscosos inadecuados para su uso en composiciones fertilizantes. Las sales de polfmero de policarboxilato no suelen forman soluciones estables en presencia de concentraciones significativas de disolventes organicos, tales como el metanol. Ademas, el documento WO 02/071086 A1 da a conocer un producto fertilizante que comprende un fertilizante en contacto fntimo con un polfmero que comprende subunidades polimericas recurrentes, formada cada una de ellas, por lo menos, por dos restos diferentes que comprenden, por ejemplo, unidades derivadas de monomeros de anhfdrido maleico y acido itaconico. El polfmero se aplica a un fertilizante para formar un producto fertilizante.

En consecuencia, en la tecnica existe la necesidad de disponer de productos agrfcolas mejorados, tales como fertilizantes solidos en contacto con polfmeros policarboxilados de secado rapido, a fin de aliviar los problemas de revestimiento y secado del polfmero, sin renunciar a las ventajas con respecto al rendimiento que se obtienen debido a la utilizacion de dichos polfmeros.

Sumario de la invencion

La presente invencion supera los problemas expuestos anteriormente y da a conocer productos fertilizantes

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mejorados, procedimientos de formacion de composiciones fertilizantes y procedimientos de fertilizacion del suelo para mejorar el crecimiento de las plantas utilizando dichos productos fertilizantes.

Asf, la presente invencion da a conocer un producto fertilizante para su aplicacion al suelo, que comprende: una cantidad de un fertilizante solido; y

un residuo seco de una composicion que contiene polfmero sobre dicho fertilizante,

donde dicha composicion que contiene polfmero incluye un copolfmero sustancialmente soluble en agua, que contiene cantidades individuales de restos maleicos e itaconicos, agua, un agente de secado de tipo compuesto organico y del 0,5% al 5% en peso de boro en forma de acido borico,

donde dicho producto fertilizante se prepara formulando inicialmente dicha composicion acuosa que contiene polfmero, aplicando a continuacion la composicion que contiene polfmero formulada a dicho fertilizante y, posteriormente, permitiendo que dicho agente de secado y una parte sustancial del agua presente en la composicion se evapore, dejando asf dispuesto dicho residuo secado de dicha composicion que contiene polfmero sobre dicho fertilizante, de tal modo que el producto fertilizante no incluye dicho agente de secado ni agua en un grado sustancial.

Ademas, la presente invencion da a conocer un procedimiento de fertilizacion del suelo que comprende la etapa de aplicar dicho producto fertilizante al suelo.

Ademas, la presente invencion da a conocer un procedimiento de formacion de una composicion fertilizante, que comprende las siguientes etapas:

aplicar inicialmente una composicion que contiene polfmero sobre cierta cantidad de fertilizante solido, donde dicha composicion que contiene polfmero comprende agua, un copolfmero soluble en agua que contiene cantidades individuales de restos maleicos e itaconicos, un agente de secado de tipo compuesto organico y del 0,5% al 5% en peso de boro en forma de acido borico, y evaporar a continuacion dicho agente de secado y una parte sustancial de dicha agua de dicho fertilizante solido, dejando el residuo de dicho copolfmero sobre dicho fertilizante solido, de tal modo que la composicion fertilizante no incluye dicho agente de secado ni agua en un grado sustancial.

En lfneas generales, los productos fertilizantes de la presente invencion, tambien denominados composiciones fertilizantes en el presente documento, incluyen una cantidad de un fertilizante solido y una composicion que contiene polfmero en contacto con el fertilizante solido. La composicion que contiene polfmero, tal como se formula inicialmente y se pone en contacto con el fertilizante, incluye una sal de un polfmero policarboxilado, concretamente una sal de un copolfmero que contiene cantidades individuales de restos maleicos e itaconicos, junto con un agente de secado o disolvente organico volatil. A continuacion, el agente de secado se evapora, junto con una parte sustancial del agua presente, de manera que la composicion fertilizante, tal como se aplica a un campo normalmente, no contiene estos componentes en un grado sustancial, sino que mas bien esta constituida por el fertilizante mas el residuo de sal de copolfmero. Sorprendentemente, se ha descubierto que las sales de polfmeros seleccionadas se pueden mezclar con concentraciones muy altas de agente de secado organico para producir composiciones que contienen polfmero lfquidas y estables, que no presentan los problemas de incompatibilidad de la tecnica anterior. La composicion fertilizante final se puede preparar aplicando una composicion que contiene polfmero de este tipo directamente sobre la superficie del fertilizante solido en cantidades que mejoran el crecimiento de las plantas y las caracterfsticas de rendimiento de las composiciones completas de fertilizante, provocando al mismo tiempo la rapida evaporacion del exceso de humedad de las composiciones fertilizantes. Esto garantiza que las composiciones fertilizantes se pueden aplicar al campo utilizando esparcidores normales, sin las dificultades que se experimentan con las composiciones fertilizantes de la tecnica anterior.

Los procedimientos de uso de las composiciones fertilizantes comprenden la aplicacion de las composiciones sobre el suelo adyacente a las semillas plantadas o a plantas en crecimiento en cantidades normales de nitrogeno.

Los resultados mejorados se alcanzan cuando las composiciones polimericas de revestimiento descritas anteriormente se complementan con una cantidad menor de boro (habitualmente en forma de acido borico). Resulta aun mas ventajosa la utilizacion de boro en combinacion con un polfmero vinflico, preferentemente alcohol polivinflico (PVA), con la mayorfa de sus grupos funcionales colgantes en forma de alcohol. Aun mas preferentemente, el aditivo de polfmero vinflico se encuentra en forma de polfmero bimodal que tiene fracciones respectivas de polfmero vinflico de alto PM y de bajo PM.

Se ha descubierto que las composiciones fertilizantes de la presente invencion proporcionan un aumento significativo del rendimiento de los cultivos y que la presencia de agentes de secado organicos y otros ingredientes no impiden ni alteran en ningun aspecto dicha mejora del rendimiento.

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Descripcion detallada de las formas de realizacion preferidas

La presente invencion se basa en el descubrimiento de que los productos solidos de uso agrfcola, tales como fertilizantes, se pueden mejorar mediante la utilizacion de composiciones polimericas de secado rapido que incluyen agua, un copolfmero soluble en agua que contiene cantidades individuales de restos maleicos e itaconicos, un agente de secado de tipo compuesto organico y del 0,5% al 5% en peso de boro en forma de acido borico, las cuales se anaden a los productos solidos o se aplican sobre los mismos. Dichos agentes de secado facilitan y potencian la evaporacion de la humedad de los productos, lo que les confiere facilidad de uso.

Practicamente cualquier fertilizante se puede tratar con las composiciones polimericas de la presente invencion con el objetivo de reducir la formacion de polvo y mejorar la eficiencia de los fertilizantes. En formas preferidas, sin embargo, segun la presente invencion se mejoran fertilizantes que contienen nitrogeno o nitrogenados. Por ejemplo, la urea, el sulfato de amonio, el nitrato de amonio y las mezclas de los mismos son los principales candidatos para su utilizacion en la presente invencion, y pueden presentarse en cualquier forma solida, tal como perlas o granulos. El fertilizante solido unico mas preferente es la urea granular.

Como se ha mencionado anteriormente, los polfmeros policarboxilados de la presente invencion se seleccionan entre el grupo que comprende copolfmeros en forma acida o como sales parciales que contienen cantidades respectivas de restos maleicos e itaconicos. Estos polfmeros existen preferentemente en forma de sales parciales y pueden incluir mezclas de diferentes sales. Practicamente cualquier especie cationica que se desee puede utilizarse en la formacion de las sales polimericas a partir de polfmeros acidos de partida, particularmente las de metales alcalinos, metales alcalinoterreos, amoniaco y alquilaminas (por ejemplo, alquilaminas C1-C6, tales como trietilamina). Preferentemente, las sales polimericas de la presente invencion se encuentran en forma de dispersiones acuosas, aunque tambien se pueden utilizar dispersiones organicas no acuosas.

Los copolfmeros basicos se describen en la patente US n° 6.515.090. En general, las sales de copolfmeros deben contener, deseablemente, el 10-90% de restos maleicos (mas preferentemente, el 25-75%) y, correspondientemente, el 90-10% de restos itaconicos (mas preferentemente, el 75-25%). Los copolfmeros tambien pueden contener otros restos aparte de los restos maleicos e itaconicos, tales como restos vinflicos. Sin embargo, dichos otros restos deben estar presentes solo hasta una cantidad del 7%, es decir, los copolfmeros deben contener el 93% de restos maleicos e itaconicos. Preferentemente, los copolfmeros consisten esencialmente en restos maleicos e itaconicos. Una sal de copolfmero particularmente preferente de esta clase es el Nutrisphere-N®, descrito anteriormente, para fertilizantes nitrogenados solidos. En terminos mas generales, dichas sales de copolfmero se forman, preferentemente, mediante la adicion de un material basico (por ejemplo, Ca, Mg, K, Na en forma de oxidos, hidroxidos o carbonatos) para alcanzar el pH deseado en la mezcla acuosa, habitualmente comprendido en el intervalo 1-4.

El agente de secado organico volatil puede estar compuesto por uno o mas compuestos organicos y se selecciona preferentemente entre el grupo que comprende alcoholes y cetonas organicos, y en particular los alcoholes de alquilo C1-C4. Por razones de coste, facilidad de uso y caracterfsticas de presion de vapor, el metanol es el agente de secado mas preferente. Sin embargo, en terminos mas generales, el agente de secado se puede seleccionar entre el grupo que comprende uno o mas compuestos organicos con una presion de vapor de, por lo menos, 40 mmHg en condiciones normales de presion y temperatura (STP). Esto comprende muchos de los alcoholes inferiores preferentes, tales como metanol (16,932 x 103 Pa), ((127 mmHg)), etanol (7,866 x 103 Pa) ((59 mmHg)) e isopropanol (5,693 x 103 Pa) ((42,7 mmHg)).

Preferentemente, el agente de secado y la sal de polfmero seleccionados se mezclan para formar una composicion que contiene polfmero disenada para ser aplicada a productos solidos, tales como fertilizantes nitrogenados. En este caso, la composicion que contiene polfmero comprende habitualmente la sal de polfmero disuelta, en suspension o dispersada en una fase lfquida que comprende agua y el agente de secado. Habitualmente, el agente de secado se utiliza en una cantidad del 5-60% en peso (mas preferentemente, el 30-50% en peso, y de la forma mas preferente el 35-45% en peso) de la composicion que contiene polfmero completa. La utilizacion de cantidades mas elevadas de agente de secado con la presencia simultanea de una concentracion alta de solidos polimericos puede requerir la eliminacion parcial o esencialmente total del agua por evaporacion u otro medio conocido a partir del material acuoso de sal de copolfmero de partida. Por lo tanto, una composicion que contiene polfmero preferente puede incluir el 20-70% en peso de sal de copolfmero (mas preferentemente, el 30-60% en peso), el 30-50% en peso de agente de secado (mas preferentemente, el 35-45% en peso) y el 10-50% en peso de agua (mas preferentemente, el 10-25% en peso). Un ejemplo de dicha composicion que contiene polfmero puede incluir el 40% en peso de sal de copolfmero maleico-itaconico, el 45% en peso de metanol y el 15% en peso de agua, y puede tener un pH de 1-4 y un punto de inflamacion de 23,3°C (74°F). En general, las composiciones polimericas deben tener un punto de inflamacion mayor de 22,7°C (73°F).

Se obtienen ventajas adicionales cuando las composiciones, tal como se han descrito anteriormente, se complementan con boro solo, y mas preferentemente en combinacion con polfmeros vinflicos bimodales que contienen fracciones de alto PM y de bajo PM. Tal como se utiliza en el presente documento, “polfmero vinflico” se refiere a cualquier polfmero o copolfmero en el que una pluralidad de los grupos repetitivos son restos de alcohol

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vinflico. Generalmente, el polfmero vinflico de bajo peso molecular se utiliza en una cantidad mayor que los materiales de alto peso molecular, habitualmente en relaciones comprendidas entre 1:2 y 1:20, mas preferentemente entre 1:4 y 1:12, de los materiales de alto PM con respecto a los de bajo PM.

El paradigma de polfmero vinflico es el PVA. Estan disponibles comercialmente una gran variedad de PVA, y habitualmente se distinguen por el peso molecular y el nivel de hidrolisis, variando ambos de “bajo” a “alto”. Los PVA de bajo peso molecular tienen un peso molecular promedio en numero Mn de hasta 15.000 (por ejemplo, de 7.00013.000) y un peso molecular promedio en peso Mw de hasta 25.000 (por ejemplo, de 13.000-23.000). Estos materiales tambien tienen valores de hidrolisis del 98,0-98,8% en moles y una viscosidad de 3,5-4,5 cps (como soluciones acuosas al 4% a 20°C). Los PVA de alto PM tienen un Mn de 70.000-101.000 y un Mw de 145.000 y mayor (por ejemplo, de 146.000-186.000), un valor de hidrolisis del 99,3+% en moles y una viscosidad de 62-72 cps (como soluciones acuosas al 4% a 20°C).

Normalmente, los pesos moleculares del PVA u otros polfmeros de productos comerciales tienen una distribucion de pesos moleculares comprendida dentro de un intervalo. Esta distribucion puede ser relativamente amplia o bastante estrecha, dependiendo de las caracterfsticas especfficas del producto en concreto. Por lo tanto, estos materiales de mezclas se describen a menudo mediante diversos pesos moleculares promediados (promedio en numero o en peso), y esto resulta util para comprender las propiedades de los productos, ya que un porcentaje muy grande de todas las moleculas presentes en la muestra y una gran fraccion del peso de la muestra tienen un peso molecular cercano a los promedios. Tambien es habitual representar las distribuciones de peso molecular de los polfmeros mediante un diagrama que presenta el peso molecular a lo largo del eje horizontal y la abundancia relativa de las moleculas a lo largo del eje vertical. En la mayorfa de las composiciones polimericas, dichos diagramas tienen generalmente forma de joroba, presentando habitualmente un unico pico cuyo vertice representa el peso molecular mas abundante dentro de la composicion de polfmero; este peso molecular suele denominarse “peso molecular de pico”, que hace referencia al peso de la fraccion mas abundante de moleculas de polfmero y no al peso molecular mas alto de la composicion. Sin embargo, una composicion polimerica vinflica bimodal segun la presente invencion presenta dos jorobas o picos en un diagrama de peso molecular de este tipo. Si se lleva a cabo una medicion del peso molecular promedio en un sistema bimodal de este tipo, pueden obtenerse resultados muy enganosos, ya que habra relativamente pocas moleculas cercanas a un valor “promedio” de este tipo. Asf, una composicion polimerica bimodal y una composicion polimerica unimodal pueden tener el mismo peso molecular “promedio”, pero presentar propiedades ffsicas muy diferentes.

En la presente invencion, se descubrio que podfan obtenerse mejores resultados utilizando composiciones polimericas vinflicas bimodales con fracciones de alto PM y de bajo PM en comparacion con una composicion normal con el mismo peso molecular promedio. La utilizacion de composiciones bimodales ofrece las mejores caracterfsticas de los polfmeros de alto peso molecular y de los polfmeros de bajo peso molecular.

El PVA bimodal preferido esta compuesto por cantidades individuales de PVA de bajo PM y de PVA de alto PM, estando presente el PVA de bajo PM en una cantidad del 0,5-10% en peso de la composicion total de revestimiento de fertilizante y estando presente el PVA de alto PM en una cantidad del 0,1-4% en peso. Normalmente, la fraccion de PVA de bajo PM esta presente en una cantidad mayor que la de la fraccion de PVA de alto PM, siendo aplicables las relaciones de alto PM/bajo PM indicadas anteriormente.

Es bien conocido que los PVA son polfmeros solubles en agua muy biodegradables que presentan una serie de propiedades, tanto en forma pura como en solucion. Dichas propiedades pueden dificultar la formulacion de mezclas en determinadas situaciones. Asf, se sabe que los PVA son, en el mejor de los casos, muy poco solubles en soluciones que contienen cantidades significativas de disolventes organicos y precipitan en su presencia. Esto es especialmente cierto para los PVA con un grado de nivel de hidrolisis alto o superalto, que simplemente no se disuelven en soluciones que tienen niveles significativos de disolventes organicos ademas de agua. Tambien se sabe que el PVA reacciona rapidamente con los boratos, formando lo que se denomina convencionalmente masilla “silly putty” o “masilla caliza”, que son materiales plasticos reticulados insolubles.

Los PVA con niveles altos o superaltos de hidrolisis se pueden utilizar para crear revestimientos lisos y no higroscopicos. Desafortunadamente, dichos PVA tienen viscosidades muy altas y tienden a dar lugar a formulaciones que se gelifican en reposo. Por consiguiente, estos materiales son en sf mismos poco practicos para aplicaciones de revestimiento de fertilizantes. Por otra parte, los PVA con niveles bajos de hidrolisis tienen viscosidades bajas, pero presentan propiedades higroscopicas relativamente altas.

Inesperadamente, se ha descubierto que las combinaciones de boro con PVA seleccionados evitan la formacion de sustancias insolubles a la vez que mantienen la mayor parte de la resistencia al agua de los PVA de alto PM y las propiedades de viscosidad baja de los PVA de bajo PM. En este contexto, son particularmente preferidas las composiciones de PVA bimodales.

Las composiciones polimericas completas de secado rapido preferentes incluyen: (1) el 20-50% en peso de uno o mas de los copolfmeros maleico-itaconicos descritos anteriormente (mas preferentemente, el 35-45% en peso), ventajosamente en forma de copolfmero de sal de calcio parcial preferente, con una sustitucion de los carboxilatos

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por calcio en cantidades del 1-35% (mas preferentemente, del 10-30%) de los carboxilatos presentes y un pH correspondiente de 2,35-3,75 cuando el copolfmero se encuentra en dispersion acuosa; (2) un disolvente organico volatil, preferentemente metanol, en una cantidad del 5-60% en peso (mas preferentemente del 35-50% en peso); (3) PVA de bajo PM en una cantidad del 0,5-10% en peso (mas preferentemente, del 2-6% en peso); (4) PVA de alto PM en una cantidad del 0,1-4% en peso (mas preferentemente, del 0,2-2% en peso); (5) una relacion de PVA de alto PM con respecto a PVA de bajo PM comprendida entre 1:2 y 1:20 (mas preferentemente, entre aproximadamente 1:4 y 1:12); (6) acido borico en una cantidad del 0,5-5% en peso (mas preferentemente, del 2-4% en peso); y (7) agua como resto de la composicion. Una composicion de revestimiento preferente de este tipo tiene habitualmente un porcentaje de solidos del 25-55% en peso, mas preferentemente del 35-50% en peso.

En general, el PVA bimodal se mezcla con el copolfmero maleico-itaconico con calentamiento a una temperatura de 80-110°C y agitacion durante un penodo suficiente para asegurar que las fracciones de PVA se disuelven. A continuacion, se anade el agente de secado organico con agitacion adicional, seguido de la adicion de acido borico. En los procedimientos de preparacion preferentes, se introduce una mezcla acuosa de copolfmero maleico-itaconico con un contenido de solidos del 35% p/p en un reactor a temperatura ambiente y se agita vigorosamente. A continuacion, se anaden los PVA de bajo PM y de alto PM, y la mezcla se calienta a 97°C con agitacion continua vigorosa. Esta mezcla se deja cocer durante 45 minutos a 97°C para asegurar que todos los materiales de PVA se disuelven. A continuacion, se inicia la destilacion al vado de la mezcla, hasta que se alcanza una concentracion de solidos deseada de aproximadamente el 60-70% p/p, tras lo cual la mezcla se deja enfriar a temperatura ambiente. A continuacion, se anade metanol con agitacion vigorosa hasta que la mezcla se vuelve homogenea. Finalmente, se anade acido borico con agitacion adicional hasta su disolucion completa. La composicion polimerica completa contiene aproximadamente el 40% p/p de solidos.

Las composiciones polimericas compuestas por una sal de copolfmero acuosa y un agente de secado, con o sin polfmero vimlico bimodal y boro, se pueden aplicar a productos solidos de uso agncola, tales como fertilizantes solidos, por cualquier medio adecuado, tal como pulverizacion o inmersion. Las composiciones polimericas preferidas resultaron ser inesperada y sorprendentemente compatibles, y no se separan ni precipitan solidos. En general, las composiciones que contienen polfmero se aplican en una cantidad de 0,378-3,78 l (0,1-1 galones) de composicion que contiene polfmero por tonelada de fertilizante u otro producto solido (mas preferentemente, en una cantidad de 1,14-3,03 l (0,3-0,8 galones)).

Aunque, en las formas preferidas, los ingredientes de las composiciones de revestimiento se mezclan para formar productos completos antes de la aplicacion sobre un fertilizante solido, es posible aplicar por separado la sal de copolfmero, el agente de secado y otros ingredientes, especialmente si se hace de forma sustancialmente simultanea o en rapida sucesion. En estos casos, la proporcion de aplicacion es la misma que la indicada anteriormente, teniendo en cuenta la composicion de las dos sustancias aplicadas diferentes. Por otra parte, las composiciones polimericas de la invencion se pueden utilizar en una variedad de productos de uso agncola, tales como semillas o acondicionadores del suelo.

Las composiciones de secado rapido de la presente invencion tambien se pueden formular con inclusion de diversos tintes, pigmentos, colorantes, agentes de trazado, etc. Dichas practicas son bien conocidas en las tecnicas agncolas. Es conocido que muchos tintes tienen una compatibilidad baja con formulaciones totalmente acuosas con una fuerza ionica alta. Sin embargo, se ha descubierto que las presentes composiciones, que contienen componentes organicos volatiles apreciables, se pueden complementar mas facilmente con dichos colorantes, y que su eficacia para impartir color a fertilizantes solidos aumenta por la presencia del PVA preferido.

Los siguientes ejemplos describen composiciones de secado rapido que contienen polfmero preferentes segun la presente invencion y aplicaciones de las mismas. Sin embargo, cabe entender que este ejemplo se proporciona a modo ilustrativo y que ningun aspecto del mismo debe ser tomado como una limitacion del alcance global de la presente invencion.

Ejemplo 1 (no segun la presente invencion)

Se preparo una composicion de fertilizante aplicando una composicion que contema polfmero lfquida sobre urea granular en una proporcion de 1,89 l (1/2 galon) de la composicion que contema polfmero lfquida por tonelada de urea (urea + Nutrisphere-N® en agua-metanol). La composicion que contema polfmero estaba compuesta por la sal de copolfmero Nutrisphere-N® descrita anteriormente.

Se preparo otra composicion fertilizante utilizando el producto Nutrisphere-N® acuoso aplicado en la misma proporcion indicada anteriormente sobre urea granular, pero sin el agente de secado metanol (urea + Nutrisphere- N® acuoso).

El ultimo fertilizante de prueba fue simplemente urea sin revestir (urea no revestida).

Estas tres composiciones fertilizantes se probaron sobre campos para determinar el efecto del agente de secado metanol en el rendimiento. La prueba se realizo en Courtland, Kansas, en suelo franco-limoso de Crete, pH 6,5,

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materia organica 2,2%, Bray P1 desde 19 ppm, prueba de potasio del suelo 380 ppm de K extrafble con acetato de amonio. Se sembro mafz de regadfo sin labranza (2 de mayo) a razon de 32.000 plantas/4.047 m2 (plantas/acre) en 6 parcelas de ensayo. El mafz sembrado recibio un iniciador de fertilizante lfquido (10-34-0) en una proporcion de 30,28 l por 4.047 m2 (8 galones por acre), con aplicacion de banda 2 x 2 junto a cada hilera. Se suministro agua de riego por aspersion procedente del Lovewell Reservoir, situado en la parte norte central de Kansas.

Las respectivas composiciones fertilizantes solidas se aplicaron en dos proporciones de 72,58 kg y 108,86 kg (160 libras y 240 libras) de nitrogeno por 4.047 m2 (un acre) mediante aplicacion al voleo inmediatamente despues de la siembra del mafz. Las 6 parcelas de ensayo fueron: urea no revestida/72,58 kg (160 libras) N/A; urea + Nutrisphere- N acuoso/72,58 kg (160 libras) N/A; urea + Nutrisphere-N en agua-metanol/72,58 kg (160 libras) N/A; urea no revestida/108,86 kg (240 libras) N/A; urea + Nutrisphere-N acuoso/108,86 kg (240 libras) N/A; y urea + Nutrisphere- N en agua-metanol/108,86 kg (240 libras) N/A. No hubo incorporacion de N en el suelo, excepto la que se produjo a traves del riego por aspersion.

Las parcelas de ensayo se cosecharon el 2 de noviembre con una cosechadora, recogiendose las dos hileras centrales de cada parcela. Los datos de rendimiento se indicaron al 15,5% de humedad.

Las respuestas en el rendimiento de mafz a los respectivos fertilizantes solidos fueron coherentes y estadfsticamente muy significativas (95% de intervalo de confianza). La magnitud del aumento del rendimiento en el mafz sin labranza que recibio urea + Nutrisphere-N en agua-metanol frente a la urea no recubierta era similar a la de la urea + polfmero Nutrisphere-N acuoso (tabla 1).

Estos datos indican que el revestimiento de la urea con una sal de copolfmero de alta densidad de carga tiene efectos significativos sobre el uso de N por el mafz con, con aumentos del rendimiento de mafz y de la rentabilidad potencial para el cultivador. Ademas, estos datos confirman que la presencia del agente de secado no tiene efectos perjudiciales sobre el rendimiento de la urea recubierta de polfmero.

Tabla 1

Mejora de la disponibilidad de N para mafz de regadfo

Tratamientos kg (libras) N/A: Forma de N Rendimiento de grano bu/A

72,58 (160): Urea no recubierta 173 b*

72,58 (160): Urea + Nutrisphere-N® 193 a

72,58 (160): Urea + formulacion experimental 196 a

108,86 (240): Urea no recubierta 180 b

108,8 (240): Urea + Nutrisphere-N® 196 a

108,86 (240): Urea + formulacion experimental 197 a

LSD 05: 11

CV%: 3,8

*Promedios separados por la prueba de rangos multiples de Duncan

Ejemplo 2

En este ejemplo, se llevaron a cabo una serie de ensayos de secado utilizando diversas composiciones que inclufan Nutrisphere-N® para los fertilizantes nitrogenados granulares (designados “polfmero” en la siguiente tabla 2) descritos anteriormente.

Las formulaciones inclufan diversas cantidades de metanol y algunas contenfan pequenas cantidades de acido borico. Ademas, se anadio PVA de bajo peso molecular y de alto peso molecular a algunas de las formulaciones. El PVA de bajo peso molecular (Celvol 103, comercializado por Celanese Chemical) tenia un peso molecular variable, una hidrolisis del 98,4 ± 0,4% en moles y una viscosidad de 4,0 ± 0,5 cps (solucion al 4%). El PVA de alto peso molecular (Celvol 165, comercializado por Celanese Chemical) tenia un peso molecular variable, una hidrolisis del 98,4 ± 0,4% en moles y una viscosidad de 67 ± 5,0 cps (solucion al 4%).

En cada ensayo, se coloco una gota de la correspondiente formulacion polimerica en una placa de Petri y se agito con la punta de una pipeta hasta que la formulacion estaba completamente seca. Las formulaciones y los tiempos de secado se indican en la tabla 2.

Tabla 2

Formulacion n.°: Polfmero % p/p Metanol % p/p Acido borico % p/p PVA de bajo PM % p/p PVA de alto PM % p/p Agua % p/p Solidos totales % p/p Tiempo de secado (min)

1: 40,8 0,0 0,0 0,0 0,0 59,2 40,8 4,1

2: 40,0 44,0 0,0 0,0 0,0 16,0 40,0 3,0

3: 39,0 43,0 3,0 0,0 0,0 15,0 42,0 2,4

4: 35,0 35,0 0,0 4,5 0,5 25,0 40,0 4,5

5: 36,2 38,1 2,9 3,3 0,5 19,0 42,9 1,0

Los datos anteriores demuestran que se alcanzaron tiempos de secado mejorados en las formulaciones 2, 3 y 5, en 5 comparacion con el Nutrisphere-N® basico de la formulacion 1. Sorprendentemente, la adicion de acido borico (formulacion 3) tambien hizo disminuir significativamente los tiempos de secado en comparacion con la formulacion 2. Los mejores tiempos de secado se obtuvieron utilizando la formulacion 5, que incluye el uso de PVA bimodal. Este hecho constitufa un resultado inesperado, ya que la formulacion 5 contiene significativamente mas agua que las formulaciones 2 y 3, con un contenido de solidos similar. Se ha postulado la teorfa de que se obtiene un efecto 10 sinergico por la formacion de un aducto de polfmero-boro-PVA, que presenta tiempos de secado muy cortos.

Puesto que los productos fertilizantes nitrogenados granulares convencionales suelen recubrirse para volverlos duros y resistentes a la absorcion de humedad, los resultados en placas de Petri de esta prueba predicen en un sentido relativo los tiempos de secado de las formulaciones cuando se aplican a los fertilizantes nitrogenados 15 solidos.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Producto fertilizante para su aplicacion al suelo, que comprende: una cantidad de un fertilizante solido; y

un residuo seco de una composicion que contiene polfmero sobre dicho fertilizante,

incluyendo dicha composicion que contiene polfmero un copolfmero sustancialmente soluble en agua que contiene unas cantidades individuales de restos maleicos e itaconicos, agua, un agente de secado de compuesto organico y 0,5 a 5% en peso de boro como acido borico,

siendo dicho producto fertilizante preparado formulando inicialmente dicha composicion que contiene polfmero acuosa, aplicando a continuacion la composicion que contiene polfmero formulada a dicho fertilizante y permitiendo a continuacion que dicho agente de secado y una parte sustancial del agua presente en la composicion se evaporen para dejar dicho residuo seco de dicha composicion que contiene polfmero sobre dicho fertilizante, de manera que el producto fertilizante no incluye dicho agente de secado o agua en ningun grado sustancial.
2. Producto fertilizante segun la reivindicacion 1, conteniendo dicho copolfmero desde 10 a 90% de restos maleicos y desde 90 a 10% de restos itaconicos, o consistiendo dicho copolfmero esencialmente en restos maleicos e itaconicos, o encontrandose dicho copolfmero en una forma de sal parcial y presentando por lo menos 93% de restos itaconicos y maleicos.
3. Producto fertilizante segun la reivindicacion 1, siendo dicho agente de secado seleccionado de entre el grupo que consiste en alcoholes y cetonas organicos, en particular de entre el grupo que consiste en alcoholes C1-C4.
4. Producto fertilizante segun la reivindicacion 1, estando dicho agente de secado organico presente en una cantidad desde 5 a 60% en peso en dicha composicion que contiene polfmero.
5. Producto fertilizante segun la reivindicacion 1, comprendiendo dicha composicion que contiene polfmero desde 20 a 70% en peso de dicho copolfmero en forma de sal parcial, desde 5 a 60% en peso de metanol y desde 10 a 50% en peso de agua, estando en particular dicha sal de copolfmero presente en una cantidad desde 30 a 60% en peso, desde 30 a 50% en peso de metanol y desde 10 a 25% en peso de agua.
6. Producto fertilizante segun la reivindicacion 1, incluyendo la composicion que contiene polfmero una cantidad de polfmero de vinilo bimodal en la misma, incluyendo dicho polfmero de vinilo bimodal unas fracciones individuales de polfmero de vinilo de peso molecular alto y bajo, siendo preferentemente dicho polfmero de vinilo el alcohol polivinflico (PVA), siendo la razon de dicho PVA de PM alto respecto a dicho PVA de PM bajo de 1:2 a 1:20, siendo mas preferentemente dicha razon de 1:4 a 1:12.
7. Producto fertilizante segun la reivindicacion 1, siendo dicho fertilizante seleccionado de entre el grupo que consiste en urea, sulfato de amonio, nitrato de amonio y mezclas de los mismos, en forma de granulos o perlas.
8. Producto fertilizante segun la reivindicacion 1, aplicandose dicha composicion que contiene polfmero a la superficie de dicho fertilizante en una cantidad desde 0,3785 a 3,7854 l (0,1-1 galones) de dicha composicion que contiene polfmero por tonelada de dicho fertilizante solido.
9. Procedimiento de fertilizacion de suelo, que comprende la etapa de aplicar al suelo un producto fertilizante segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Procedimiento de formacion de una composicion fertilizante que comprende las siguientes etapas:

aplicar inicialmente una composicion que contiene polfmero sobre una cantidad de fertilizante solido, incluyendo dicha composicion que contiene polfmero agua, un copolfmero soluble en agua que contiene unas cantidades individuales de restos maleicos e itaconicos, un agente de secado de compuesto organico y 0,5 a 5% en peso de boro como acido borico, y evaporar a continuacion dicho agente de secado y una parte sustancial de dicha agua de dicho fertilizante solido, dejando el residuo de dicho copolfmero sobre dicho fertilizante solido, de manera que la composicion fertilizante no incluye dicho agente de secado ni agua en ningun grado sustancial.
11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, conteniendo dicho copolfmero desde 10 a 90% de restos maleicos y desde 90 a 10% de restos itaconicos, o consistiendo dicho copolfmero esencialmente en restos maleicos e itaconicos, o encontrandose dicho copolfmero en una forma de sal parcial y presentando por lo menos 93% de restos itaconicos y maleicos.
12. Procedimiento segun la reivindicacion 10, siendo dicho agente de secado seleccionado de entre el grupo que

consiste en alcoholes y cetonas organicos, en particular de entre el grupo que consiste en alcoholes C1-C4.
13. Procedimiento segun la reivindicacion 10, estando dicho agente de secado organico presente en una cantidad desde 5 a 60% en peso en dicha composicion que contiene polfmero.

5
14. Procedimiento segun la reivindicacion 1, comprendiendo dicha composicion que contiene polfmero desde 20 a 70% en peso de dicho copolfmero en forma de sal parcial, desde 5 a 60% en peso de metanol y desde 10 a 50% en peso de agua, estando en particular dicha sal de copolfmero presente en una cantidad desde 30 a 60% en peso, desde 30 a 50% en peso de metanol y desde 10 a 25% en peso de agua.

10
15. Procedimiento segun la reivindicacion 10, incluyendo la composicion que contiene polfmero una cantidad de polfmero de vinilo bimodal en la misma, incluyendo dicho polfmero de vinilo bimodal unas fracciones individuales de polfmero de vinilo de peso molecular alto y bajo, siendo preferentemente dicho polfmero de vinilo el alcohol polivinflico (PVA), siendo la razon de dicho PVA de PM alto respecto a dicho PVA de PM bajo de 1:2 a 1:20, siendo

15 mas preferentemente dicha razon de 1:4 a 1:12.
16. Procedimiento segun la reivindicacion 10, siendo dicho fertilizante seleccionado de entre el grupo que consiste en urea, sulfato de amonio, nitrato de amonio y mezclas de los mismos, en forma de granulos o perlas.

20 17. Procedimiento segun la reivindicacion 10, aplicandose dicha composicion que contiene polfmero a la superficie

de dicho fertilizante en una cantidad desde 0,3785 a 3,7854 l (0,1-1 galones) de dicha composicion que contiene polfmero por tonelada de dicho fertilizante solido.