50%嘧菌酯水分散粒剂研发及产业化

姜成义，王金凤，王铁威

（海利尔药业集团股份有限公司，山东青岛 266109）

50%嘧菌酯水分散粒剂研发及产业化

姜成义，王金凤，王铁威

（海利尔药业集团股份有限公司，山东青岛 266109）

以嘧菌酯为例介绍了水分散粒剂的研发及工业化生产。通过试验，对50%嘧菌酯水分散粒剂的制备进行了研究，并研制出合格的水分散粒剂，产品各项指标符合水分散粒剂标准要求。对水分散粒剂工艺路线进行比较，选择合适的制粒工艺流化床制粒，并实现产品的产业化。

嘧菌酯；水分散粒剂；制备；流化床制粒

嘧菌酯是以strobilurin为先导开发而得的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂。其具有保护、治疗和铲除活性，耐雨水冲刷，持效期长，对子囊菌纲、担子菌纲、卵菌纲和半知菌类病害如白粉病、锈病、颖枯病、网斑病、霜霉病、稻瘟病等均有良好的活性，与目前已有杀菌剂无交互抗性［1］。嘧菌酯可采用茎叶喷雾、种子处理以及土壤处理，主要用于谷物、水稻、花生、葡萄、马铃薯、果树、蔬菜、咖啡、草坪等。

水分散粒剂具有分散性好，悬浮率高，贮运及使用安全，稳定性好和使用方便等优点，愈来愈受到欢迎和重视，成为目前剂型开发的热点，尤其是随着人们环境保护意识增强和各国环保法规更加严格和完善。水分散粒剂已成为替代传统剂型可湿性粉剂等的主要优良剂型，也是嘧菌酯主要加工剂型之一。通过对嘧菌酯性质、杀菌机理、药效、持效期、安全性等全面分析，开展了高含量嘧菌酯水分散粒剂加工技术、产品质量、环境行为等一系列问题的研究，研制出50%嘧菌酯水分散粒剂。

1 试验方法

1.1 工艺路线选择［2-4］

1.1.1 湿法制粒

湿法制粒又称喷雾制粒，是将原药、助剂、填料等以水为载体，经研磨（通常用砂磨机）达到一定细度后，再经喷雾干燥后形成细小颗粒，也就是平常说的干悬浮剂。农业部农药检定所2003年发布国标《农药剂型名称及代码》（GB/T 19378—2003），干悬浮剂不再作为标准剂型名称使用。加水后能迅速崩解并分散成悬浮液的粒状制剂统称为水分散粒剂。

1.1.2 干法制粒

与湿法制粒对应的是干法制粒。先将原药、助剂、填料等混合，经气流粉碎后，再进行制粒、干燥，筛分得到成品。这种制粒过程有多种形式，其对应的配方及产品性能差异较大。国内主要加工形式有：高速搅拌制粒、流化床制粒、挤压制粒。

高速搅拌制粒有立式、卧式2种，现以卧式高速混合制粒为主。卧式制粒在同一容器内完成混合、捏合、制粒，采用下旋式搅拌，搅拌桨安装在容器底部。搅拌桨使物料碰撞分散，从而达到充分混合。随着黏合剂的加入，物料逐渐被润湿，形成疏松软材，这些软材在位于容器壁水平轴切碎刀的作用下，逐步形成细小而均匀的混合颗粒。颗粒目数受物料特性、制料刀的转速和制粒时间等因素影响。

挤压制粒是在原药粉末中加入黏合剂或润湿剂先制成软材，然后将软材用强制挤压的方式过筛制粒。这种制粒设备分为螺旋挤压、旋转挤压、摇摆挤压式等。

流化床制粒是在流化床干燥工艺中辅助黏合剂喷雾工艺而成，在一台设备内完成混合、制粒、干燥过程，又称一步制粒。其利用气流作用，使粉末产生流态化而混合，黏合剂采用气流式定量喷雾在粉体上，使其凝集，并采用热风流动对物料进行气-固悬浮接触的质热传递，达到颗粒干燥的目的。

1.1.3 主要工艺特点

几种主要的制粒方式中，喷雾制粒工艺连续化程度高，生产过程中几乎无粉尘，产量较大，适合大吨位、单一品种的生产。由于喷雾制粒首先要将物料制成悬浮剂后再把其中的水干燥去除，其单位能耗较高；同时许多农药品种的熔点较低，不适合高温喷雾条件；此外，国内农药单品产量一般不大，设备清洗相对麻烦，这些都局限了其广泛应用。这也是多家企业进行了实验室研发，而仅有个别企业实现了产业化生产的原因。

高速搅拌制粒与传统挤压制粒相比，具有省工序，操作简单、快速等优点，在国内水分散粒剂生产早期应用较多，现在仍有少数厂家继续使用。

挤压制粒生产设备简单，产能较大，能耗较低，产品外观均匀，目前被广泛采用，是制剂加工企业主要加工方式。莠去津、草甘膦铵盐等除草剂也采用这种方式。这种方法制造的水分散粒剂具有优异的抗压性和较高的密度，但通常分散性较差，同时，由于生产环节较多，连续及密闭性程度不高。

流化床制粒制得的颗粒疏松多孔，硬度适中，崩解性能好，且流化床可与上、下游设备封闭连接，从而实现全封闭原料处理，是国内应用较多的加工方式之一。几种主要制粒方式工艺特点见表1。

表1 不同制粒方式工艺对比

1.2 配方研发

1.2.1 试验材料

原药：嘧菌酯（≥97%），浙江禾本科技有限公司。分散剂：Borresperse NA（木质素磺酸盐），鲍利葛公司；T/36（聚羧酸盐类），索尔维公司；Morwet D-425（萘磺酸盐类），阿克苏诺贝尔公司；GY-D06、GY-D800、GY-D900，北京广源益农化学有限责任公司；2700、2020，亨斯迈公司；NNO。润湿剂：K12（十二烷基硫酸钠）、TERWET 1004（阴离子型），亨斯迈公司；Morwet EFW，阿克苏诺贝尔公司；十二烷基苯磺酸钠；二丁基萘磺酸钠等。崩解剂：硫酸铵、淀粉、葡萄糖、羧甲基淀粉钠、硫酸钠。填料：元明粉、轻钙、高岭土、膨润土、硅藻土、陶土等。

1.2.2 试验仪器

超微气流粉碎机、流化床干燥造粒机、电热鼓风干燥箱（102A）、中药材粉碎机（QE-200）、电子天平（DT-500A）、液相色谱分析仪（安捷伦1260）、pH计（STARTER 3100）、水分测定仪、秒表、恒温水浴锅等。

1.2.3 制备方法

试验采用流化床制粒方法，将原药、助剂、填料等按一定配比混合，经过气流粉碎加工成超细可湿性粉剂，然后进行制粒、干燥、筛分，得到成品颗粒。其工艺流程见图1。

图1 流化床制粒工艺

2 试验结果

2.1 助剂、填料筛选结果

大多数农药都具有疏水性，需要加入润湿剂来降低水的表面张力，解决固-液表面的润湿问题。此外，润湿剂对水分散粒剂的崩解有至关重要的作用。以K12、TERWET 1004、Morwet EFW、十二烷基苯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠为润湿剂，加入量为2%，加工成水分散粒剂后进行崩解性能测定。润湿剂Morwet EFW具有较好的润湿崩解性能，因此选用Morwet EFW作为本产品的润湿剂。分别选择1%、2%、3%、5%的润湿剂进行用量筛选。结果显示，不同的用量对悬浮率的影响较小，对崩解时间影响较大。综合考虑，选择Morwet EFW的用量为3%。

分散剂吸附在微粒表面，起到静电排斥和空间位阻的作用，阻碍粒子间因相互吸引、碰撞而产生的凝聚，使药剂颗粒均匀稳定地分散在水中。试验选择Borresperse NA、T/36、Morwet D-425、GY-D06、GY-D800、GY-D900、2700、2020、NNO为分散剂，按不同的分散剂和分散剂组合在相同的用量下配制样品。结果显示，采用GY-D900+Morwet D-425与T/36+Morwet D-425这2种分散剂组合制得的水分散粒剂具有较高的悬浮率，较好的分散性，且热贮稳定性合格。因此，选用GY-D900+Morwet D-425混合助剂作为分散剂，用量为9%。

崩解剂主要是为了提高产品崩解速度，试验中选择硫酸铵、淀粉、葡萄糖、羧甲基淀粉钠、硫酸钠作为崩解剂进行产品崩解性测定与比较。结果显示，选用5%硫酸铵为崩解剂，产品入水崩解快。

在50%嘧菌酯水分散粒剂配方中选用元明粉、轻钙、高岭土、膨润土、硅藻土、陶土作为填料进行试验。结果显示，膨润土与高岭土混用效果较好，且经济。因此，选择膨润土与高岭土作为填料。

2.2 配方确定

通过对润湿剂、分散剂、崩解剂和填料的筛选，最后确定了50%嘧菌酯水分散粒剂最优配方，见表2。

表2 50%嘧菌酯水分散粒剂配方

2.3 中试及产业化

2.3.1 设备选型

流化床制粒按喷雾方法分为3种类型：底喷式流化床、侧喷式流化床、顶喷式流化床（见图2）。

在流化床设备分布板中央设置雾化器，即底喷流化床（也称Wurster系统）。其中带扩展室的物料床中心设置圆形导向筒，分布板在导向筒区域内具有较大的开孔率，以满足大部分风量通过，形成类喷泉式的流态化。粉粒从导向筒、分布板之间的环隙区域通过，形成循环，使物料具有高度的分散性。因而底喷工艺具有较好的重复性。

图2 流化床喷雾类型

侧喷式流化床是将流化床的分布板演变为一个旋转的转盘，并与床体形成一狭小的环隙，热风由此通过。物料在转盘上由于受离心力、自身重力和热空气的推动力作用呈螺旋状离心运动，制得的颗粒近球形，比较致密。

顶喷式流化床物料随机运动，呈不规则沸腾状态，颗粒的流动最为杂乱无章，制粒效果较差，但由于其产能最大，设备结构比较简单，成本相对较低，放大生产也相对容易。因此，顶端喷雾方式在制粒过程中应用广泛，我们选用的也是这种流化床。

3种不同类型的喷雾方法均可用于流化床制粒，各有特点。在流化床制粒过程中，应根据物料的性能和产量来选择喷雾方法。

2.3.2 工艺参数

工艺参数是影响产量、质量的主要因素，其中进风量、风速、喷液速率、雾化压力是影响制粒的关键因素。针对50%嘧菌酯水分散粒剂进行工艺参数调试。比较合适的工艺条件为：风机频率30 Hz、雾化压力2 MPa、进口温度45～50℃、蠕动泵转速300 r/min、最终物料温度32℃。

2.4 主要技术指标

采用流化床制粒法制得50%嘧菌酯水分散粒剂。产品润湿分散性好、崩解快、悬浮率高。检测指标见表3。

3 展望

制剂产品质量受到研发水平、助剂应用、制剂装备、生产管理水平等多方面影响。

表3 50%嘧菌酯水分散粒剂的性能指标

50%嘧菌酯水分散粒剂项目以国家“十二·五”科技支撑计划“新型助剂应用技术及其在环保剂型中的产业化示范”项目为基础，选用国产助剂为分散剂。产业化示范项目也带动了北京广源益农化学有限责任公司、上海是大高分子材料有限公司等公司的一大批高性能助剂的推广与应用。跨国公司也越来越重视国内农化助剂市场，巴斯夫、陶氏益农成立了专门的农化实验室。索尔维、亨斯迈、阿克苏诺贝尔、竹本油脂株式会社、英国禾大、美德维实伟克等公司也在逐年加强助剂应用研发与服务，这些都将促进助剂应用水平的提高。

有些人认为国内制剂产品廉价，质量差，实质上，在制剂研发方面，国内很多产品达到甚至超过了国外的水平。受制剂装备、生产管理水平等很多因素影响，制剂稳定性很难保证。目前农药制剂加工使用的砂磨机、气流粉碎机、制粒机等机械设备整体性能落后于国际先进水平，造成企业生产过程中出现许多问题。计量不准、渗漏、批次质量差异大等许多问题均出自于设备。生产环节受过多的人为及管理因素的影响，最终导致产品质量不稳定。目前制药行业及设备厂家越来越关注设备的研发改进，很多厂家在设备方面做了很多创新，为制剂的加工提供了更好的保障。

我国现代农药的生产已经告别了过去低成本时代，更加注重产品质量和效能。近几年，很多企业对流化床制粒进行研究，并实现了产业化。随着专利到期，海利尔药业集团全资子公司奥迪斯生物科技有限公司的新产品75%肟菌·戊唑醇WG已开发上市。吡唑醚菌酯因原药熔点较低，50%水分散粒剂开发难度较大，但本公司已经登记投产，产品在悬浮、扩散、崩解性等理化性能方面均具有优势。部分企业对喷雾制粒工艺进行了研究，但仅有个别企业的少数品种采用这种方法实现了产业化，如80%代森锰锌WG、5%甲维盐WG等。水分散粒剂的几种不同工艺各具特点，可以互为补充。随着国内产业政策的不断升级，这一剂型在未来的中国农药市场上必将大有作为。优秀的产品和服务是农药企业最核心的竞争力，在行业相关人员的共同努力下，国内企业会研制生产出更多的高性能制剂，满足不同客户的需求，实现环境影响最小化，药效最大化。

［1］刘长令.世界农药大全：杀菌剂卷［M］.北京：化学工业出版社，2006：122-126

［2］刘步林.农药制型加工技术［M］. 2版.北京：化学工业出版社，2001：296-299.

［3］李范珠.药物制粒技术［M］.北京：化学工业出版社，2007.

［4］刘广文.现代农药剂型加工技术［M］.北京：化学工业出版社，2013.

Formulation Research of Azoxystrobin 50%WP and Its Industrialization

JIANG Cheng-yi，WANG Jin-feng，WANG Tie-wei
（Hailir Pesticides and Chemicals Group，Shandong Qingdao 266109，China）

The development and industrial production of WG were introduced with azoxystrobin as an example. Through experiments，the preparation of azoxystrobin 50%WG was studied. The formulation was developed and all indexs conformed to the requirements of WG. The preparation process were compared，then the fluidized bed granulation technology was choosen to realize the industrialization of the products.

azoxystrobin；WG；preparation；fluidized bed granulation

TQ 450.6+3；TQ 455.4

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2016.02.006

2015-12-07

“十二·五”国家科技支撑计划项目（2011BAE06A06）

姜成义（1977—），男，山东省青岛市人，主要从事农药剂型加工及生产管理工作。E-mail：qingdaoshi-0532@163.com

柏亚罗）

◆研究与开发◆