8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂配方研究
2018-04-02刘君良李树柏李慧明
刘君良,李树柏,王 旭,李慧明
(青岛瀚生生物科技股份有限公司,山东青岛 266101)
氟唑磺隆(flucarbazone- sodium)为磺酰胺羰基三唑酮类除草剂,是防治小麦田禾本科杂草和一些重要的阔叶杂草的一种新型超高效选择性除草剂[1]。该剂由拜耳公司发现并开发,于1998年开始推广应用。氟唑磺隆可被杂草的根及茎叶吸收,通过抑制杂草乙酰乳酸合成酶的活性,造成支链氨基酸合成受阻,进而影响蛋白质的合成,最终导致杂草死亡。
甲基二磺隆(mesosulfuron-methyl)是拜耳公司开发的磺酰脲类超高效除草剂,通过杂草根和叶吸收,抑制杂草体内乙酰乳酸合成酶而致效,可有效防除小麦田的节节麦、雀麦等多种禾本科杂草和部分阔叶杂草。
近年来,由于小麦联合收割机远距离跨区作业和小麦新品种调运,致使麦田杂草迅速传播蔓延。尤其是禾本科杂草雀麦、节节麦、野燕麦、看麦娘等,其繁殖能力强,扩散速度快,危害重,已成为麦田的恶性杂草,造成小麦严重减产。氟唑磺隆和甲基二磺隆的合理复配可以较好地防除小麦田多种禾本科杂草和部分阔叶杂草。
可分散油悬浮剂是指将活性成分以细小颗粒(粒径1~5 μm)形式悬浮于油相分散介质中形成稳定的悬浮体系,是不溶于油的固体原药或不混溶液体原药在油中的分散体。可分散油悬浮剂一般主要以植物油或矿物油为载体,与环境有较好的相容性,且油类本身容易黏附于蜡质或光滑的叶面,具有黏着性和展着性好、耐雨水冲刷能力强等优点,从而提高了有效成分的利用率[2]。可分散油悬浮剂的加工制备可通过湿法研磨,制成高分散、连续相的悬浮液。本文通过大量的试验和摸索成功研制了8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂。
1 材料与方法
1.1 试剂与仪器
95%甲基二磺隆原药,山东滨农科技有限公司;95%氟唑磺隆原药,江苏瑞邦农药厂有限公司;分散介质:油酸甲酯、松基油、大豆油;分散剂: Morwet D-425(烷基萘磺酸盐缩聚物),阿克苏诺贝尔公司;分散剂N(亚甲基双萘磺酸钠),苏州荣亿达化工有限公司;SK-560EP(琥珀酸盐阴离子分散剂),星飞化工(上海)有限公司;Zephrym PD-2206(聚丙烯酸酯型分散剂),英国禾大(上海)有限公司;乳化剂:OP-4、OP-7(烷基酚聚氧乙烯醚类),邢台蓝天精细化工有限公司;农乳500(十二烷基苯磺酸钙)、EL-60、EL-80、BY-125(蓖麻油聚氧乙烯醚),江苏钟山化工有限公司;Tween-20(聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯),Span-20(失水山梨醇脂肪酸酯),辽宁奥克化学集团有限公司;HS-02(非离子表面活性剂混合物),无锡颐景丰科技有限公司;增稠剂:有机膨润土、气相法白炭黑。
ISSMJ0.1-1型立式砂磨机、锆珠d=1.2 mm,沈阳化工研究院有限公司;YP20002型电子天平,余姚市金诺天平仪器有限公司;PHS-3C精密pH计,上海雷磁仪器厂;ZK-82B型数显电热真空干燥箱,上海实验仪器有限公司;冰箱;BT-9300S型激光粒度分布仪,丹东百特仪器有限公司;1200高效液相色谱仪,安捷伦科技有限公司;NDJ-8S型旋转黏度计,上海精析仪器制造有限公司
1.2 试验方法
采用湿法研磨工艺,将准确称量的原药、表面活性剂、增稠剂、稳定剂及分散介质等各组分匀浆,用弗鲁克高剪切乳化机进行充分混合预分散后,将料浆注人ISSMJ0.1-1型立式砂磨机,按照浆料重量的1.2倍添加氧化锆珠(d=1.2 mm)研磨120~150 min,砂磨机转速1 400 r/min。砂磨完毕,取样,进行粒度和含量等相关指标的检测。各项指标检测合格后,进行过滤和灌装,即得产品。
1.3 可分散油悬浮剂理化性能的测定
热贮稳定性按GB/T 19136-2003的测定方法;冷贮稳定性按GR/T 19137-2003的测定方法;pH测定按NY/T 1860.1-2010的测定方法;黏度按NY/T 1860.21-2010的测定方法;有效成分悬浮率参照GB/T 14825-2006的悬浮率测定方法[3]。
2 结果与分析
2.1 分散介质的选择
可分散油悬浮剂中常用的分散介质有大豆油、菜籽油、松基油、油酸甲酯,矿物油等。对分散介质的要求是被悬浮的活性成分至少在50 ℃以下是不溶的[4]。本试验选用了挥发性低、价格比较便宜、对有效成分溶解性差的大豆油、油酸甲酯和松基油做分散介质。经过一系列试验,结果见表1。
表1 分散介质的选择
试验结果表明,分散介质选用大豆油、松基油或油酸甲酯,制剂的分散性、流动性良好,有效成分悬浮率均高于95%,但以大豆油为分散介质配制的制剂54 ℃热贮14 d后,有效成分分解率最低,因此,选用大豆油为分散介质。
2.2 乳化剂的筛选
可分散油悬浮剂是有效成分以细小颗粒悬浮于分散介质中,并形成稳定的悬浮体系,需要兑水喷雾使用,要求制剂用水稀释后能迅速乳化分散,形成相对稳定的悬浮分散体系。因此,乳化剂的筛选尤为重要。分别对Tween-20、OP-7等8种非离子乳化剂逐一进行试验。
由表2可知,从制剂的悬浮率、乳化分散性、热贮析油率性能看,使用单一的表面活性剂都不能获得性能优秀的配方。仅加入乳化剂HS-02或OP-7的制剂的悬浮率等指标相对较好。
常用的乳化剂有阴离子型和非离子型表面活性剂,而尤以非/阴离子复配应用最为普遍[5]。选择阴离子表面活性剂农乳500和指标相对良好的2种非离子表面活性剂HS-02和OP-7进行复配试验,进一步对乳化剂的用量和比例进行优化、调整,结果见表3。
表2 乳化剂单体的筛选
表3 乳化剂的复配筛选
由表3可知,当乳化剂总量增加到15%,并且为3%农乳500、8%HS-02和4%OP-7的复配比例时,乳化效果较好,入水后自发分散,形成稳定的白色乳液,配方的悬浮率和热贮析油率等性能指标也优于其他组合。因此,选择乳化剂比例是m(农乳500)∶m(HS-02)∶m(OP-7)为3∶8∶4的组合。
2.3 分散剂的筛选
在可分散油悬浮剂中,乳化剂虽也起到了一定的分散作用,但主要是对油相载体进行乳化分散。有效成分粒子间存在范德华引力,会自发地絮凝和聚沉。在砂磨过程中加入适量的分散剂,可在颗粒周围形成与范德华引力相抗衡的斥力,从而阻止颗粒絮凝,保证制剂在存储期间的稳定[6]。分别检测了加入分散剂SK-560EP、Morwet D-425、Zephrym PD-2206及分散剂N后制剂的分散稳定性和热贮析油率等性能指标,结果表明,加入2%的Zephrym PD-2206后配方的性能指标更优良(表4)。
2.4 增稠剂的选择
可分散油悬浮剂是一种热力学不稳定的分散体系,根据Stokes公式,粒子的沉降速度与粒子的细度、体系的黏度、粒子与液体间的密度差有关。为了阻止粒子沉降,需添加增稠剂来提高分散介质黏度,提高可分散油悬浮剂贮存稳定性。通过增稠剂筛选试验发现,选用有机膨润土和气相白炭黑复配对制剂产品贮存及使用效果最好,最佳用量为0.8%有机膨润土和1.5%气相法白炭黑。试验结果见表5。
表4 分散剂的筛选
表5 增稠剂及用量
2.5 优选配方的确定
经过多次试验筛选,确定的8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂的优选配方为:3%甲基二磺隆原药、5%氟唑磺隆酸原药、3%农乳500,8%HS-02,4%OP-7,2% Zephrym PD-2206,0.8%有机膨润土,1.5%气相法白炭黑,1%稳定剂,大豆油补足至100%。依此配方得到的8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂的性能指标检测结果见表6。
2.6 田间药效试验
为验证开发的8%甲基二磺隆·氟唑磺隆OD的田间药效,于2017年11月进行了8%甲基二磺隆·氟唑磺隆OD对冬小麦田间杂草的防除试验。以30 g/L甲基二磺隆OD和70%氟唑磺隆WDG为对照药剂,设置清水对照。试验结果见表7。
表6 8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂的控制指标及检测结果
表7 8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂对小麦田杂草防除效果
施药后20 d和40 d对小麦田杂草防效结果表明,8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂在有效成分用量为30 g/hm2时,对小麦田杂草的防除效果优于30 g/L甲基二磺隆可分散油悬浮剂和70%氟唑磺隆水分散粒剂。
3 结 论
经过一系列筛选试验获得的8%甲基二磺隆·氟唑磺隆可分散油悬浮剂配方,工艺简单易行,配方成本较低,质量可靠,具有良好的经时稳定性。该制剂采用植物油为分散介质,对环境污染小,对使用者安全,同时可提高有效成分在杂草叶片的附着量,提高了农药利用率。田间施药后对小麦田杂草有较好的防除效果,具有较强的市场竞争力和开发前景。
[1] 刘长令. 国外农药品种手册(增补本)[M]. 全国农业工业信息站, 296-299.
[2] 徐加利. 烟嘧磺隆的研制及其应用技术研究[D]. 山东: 山东农业大学, 2005.
[3] 中国石油和化学工业协会. GB/T 14825-2006农药悬浮率测定方法[S].北京: 中国标准出版社, 2006.
[4] 孔周. 久螨嗪油悬浮剂的研究[J]. 江苏农药, 2007, 10(4): 24-26.
[5] 郭武棣. 农药剂型加工丛书:液体制剂[M]. 3版.北京:化学工业出版社, 2004:146-147.
[6] 邢华, 蒋伟雁, 许乾, 等. 25%吡蚜·噻嗪酮悬浮剂配方筛选与剂型研究[J]. 现代农药, 2011, 10(2): 23-26.
[7] 于康平, 李泽方, 罗志会, 等. 20%丁吡吗啉油悬浮剂配方的研究[J].现代农药, 2014, 13(1): 15-18.