25%吡唑醚菌酯水悬浮剂的配方研究

孙 倩，孙冬梅，叶进刚

（1.黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319；2.天津市汉邦植物保护剂有限责任公司，天津 301699）

关键字： 晶型；熔点；流点法；正交实验

吡唑醚菌酯自2002 上市以来，取得了相当大的成功，现已成为全球第二大杀菌剂[1]。自2015 年6 月巴斯夫专利产品吡唑醚菌酯在中国专利到期至今，国内吡唑醚菌酯产品登记如雨后春笋[2]。

目前，吡唑醚菌酯的剂型主要有乳油、可湿性粉剂、水分散粒剂和水悬浮剂。前3 个剂型相对工艺老旧，降解困难，对环境污染严重[3]，对人体伤害较大。水悬浮剂无粉尘危害，对操作者和环境安全；以水为分散介质，没有由有机溶剂产生的易燃和药害问题；在水中扩散良好，可直接制成喷雾液使用；比重大，包装体积小；分散性和展着性都比较好，悬浮率高，粘附在植物体表面的能力比较强，耐雨水冲刷，药效较可湿性粉剂显著且也比较持久；具有粒子小、活性表面大、渗透力强、配药时无粉尘、成本低、药效高等特点[4]，同时兼有可湿性粉剂和乳油的优点，可被水湿润，加水稀释后悬浮性好。国内目前有不少公司登记了吡唑醚菌酯水悬浮剂，但产品质量有缺陷，热贮后粒径变大现象较普遍，易发生膏化情况，因而研制吡唑醚菌酯的水悬浮剂更具有研究和实际应用价值。本文通过图像颗粒分析仪及恒温箱筛选出熔点高的原药，并通过流点法、正交实验确定其最优方案，制剂稳定性较好。

1 材料与仪器

1.1 实验材料 I#吡唑醚菌酯原药 （98%）；II#吡唑醚菌酯原药 （98%）；III#吡唑醚菌酯原药（98%）；IV#吡唑醚菌酯原药 （98%）；V#吡唑醚菌酯原药 （98%）；VI#吡唑醚菌酯原药（98%）；500# （烷基苯磺酸盐）；D-425 （烷基萘磺酸盐）；SK-33SC（磷酸酯）；AES （硫酸盐）；THB1 （磺酸盐复合物）；

NP-10 （烷基酚聚氧乙烯醚）；THB2 （聚羧酸盐）；8070 （EO/PO嵌段共聚物）；

NA（木质素类）；AF-9903 （有机硅消泡剂）；黄原胶 （市售）；抗冻剂：乙二醇，尿素，丙三醇均为市售。

1.2 实验仪器 AE240 电子天平；图像颗粒分析仪；BT-9003ST；NDJ-1 型旋转粘度计；PHS-3S 型PH计；DNP-9082 型恒温培养箱；SHLX-2 型离心机；冰箱；高效液相色谱仪HPLC-20A；砂磨机 SM-1L。

2 方法与分析

2.1 原药筛选 吡唑醚菌酯原药熔点为63.7 ～65.2℃[5]，存在多种晶态，晶型Ⅱ和晶型Ⅳ是其中能够稳定存在的两种晶型，但两种晶型的物化性质存在差异[6]。在吡唑醚菌酯悬浮剂生产过程中，由于吡唑醚菌酯晶型的不同，吡唑醚菌酯悬浮剂经常会产生膏化、絮凝等现象，破坏了吡唑醚菌酯悬浮剂的稳定性[7]，因此研制产品前需筛选原药。将6 个原药公司生产的原药称取1g置于60℃恒温箱中热贮24h 观察原药状态，每组设置3 个重复，并借助图像颗粒分析仪400 倍观察晶型状态，拍照 （如图1 ～图6），发现晶体呈棒状的原药无熔解情况，熔点＞60℃，适合加工成水悬浮剂，即I#的吡唑醚菌酯原药，因而选定I#原药用于25%吡唑醚菌酯水悬浮剂的开发 （表1）。

图1

图2

图3

图4

图5

图6

表1 6 个厂家吡唑醚菌酯恒温箱60℃24h后的熔解情况

续表

2.2 水悬浮剂的加工工艺 在量杯中称取余量的纯净水，将润湿分散剂称于量杯中，剪切搅拌均匀后，将原药、消泡剂、防冻剂等辅料加入，剪切搅拌均匀后置于砂磨罐中，称取料液1.75 倍镐珠置于砂磨罐中砂磨，砂磨至D90 ≤5 μm以下即可出料，过滤后，加入适当黄原胶剂消泡剂剪切均匀后即为所得样品，冷热贮观察，按照国标要求检测各项指标。

2.3 润湿分散剂的筛选 利用流点法筛选出合适的分散剂：木质素磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基萘磺酸盐甲醛缩合物、硫酸盐、羧酸盐、磺酸盐复合物、烷基酚聚氧乙烯醚、EO/PO嵌段非离子润湿分散剂分别配置成5%水溶液备用，称取5g（精确至0.001g） 吡唑醚菌酯原药与50mL烧杯中，连同钢铲一同称重，同时不断用钢铲搅拌成糊状直至糊状物能从钢铲上呈滴状自由滴下时，将烧杯和钢铲一起称重，记录滴加水溶液的重量，用滴加水溶液的重量除以原药重量既得该润湿分散剂对吡唑醚菌酯原药的流点 （重复5 次，取平均值），选用对于供试原药流点值较低的润湿分散剂进行下一步试验[8-9]（表2）。

实验编号 2，5，7，9 这 4 个助剂的流点值相对小 （表2），因而采用这4 种助剂分别实验，并对其常温、热贮 （54℃，14d）、冷贮 （0℃，7d） 及冻融 （54℃18h-0℃6h，4 个循环） 后的状态进行分析 （表3）。实验发现2#和3#相对更好，但均存在一项不合格，考虑将2#和3#实验所用助剂复配使用。

表3 4 种助剂的具体配方及结果

2.4 防冻剂的筛选 选用3 种不同的防冻剂，通过对比其常温、冷贮、热贮状态，发现使用尿素后冷贮样品几乎无流动性，热贮样品膏化，使用丙三醇的样品冷热贮均合格，但黏度大，常温流动性稍差，因此防冻剂选用乙二醇。

2.5 正交实验对配方的筛选 利用正交实验法将润湿分散剂用量确定在常用范围 （4% ～6%）以及黏度调节剂黄原胶 （0.1% ～0.2%） 和防冻剂乙二醇 （4% ～6%） 在配方中的含量进行了优化。设置三因素，每个因素设置3 个水平（表4），通过对制剂的常温、冻融、热贮状态、析水情况、悬浮率检测、分散性等确定最优配方。

表4 因素水平表

2.6 实验结果分析 RD＞RA＞RB＞RC，即制剂常温稳定性影响为D＞A＞B＞C（表5）；RA＞RD＞RC＞RB，即热贮稳定性影响为A＞D＞C＞B（表6）；RA＞RD＞RC＞RB，即冻融稳定性影响为A＞D＞C＞B（表7），综合考虑制剂的常温、热贮、冻融稳定性后，确定其最优方案为A1B2C2D2。

表5 正交实验法常温实验结果

表6 正交实验法热贮实验结果

表7 正交实验法冻融实验结果

2.7 加工温度的确定 吡唑醚菌酯是低熔点原药，对温度比较敏感，砂磨过程中镐珠之间的挤压碰撞、砂磨机电机都会使砂磨温度升高，从而导致大量结晶析出，乃至膏化无法出料。加工过程中设置3 个温度梯度，分别为 10℃ （冰水）、30℃ （常温水） 和 50℃（不通水），观察出料状态，，冷热贮观察样品状态，实验发现，砂磨温度越高样品出料黏度越大，50℃出料样品流动性差，热贮后观察，砂磨30℃和砂磨50℃样品热贮膏化，无流动性，因而确定其砂磨最优加工温度应为10℃以下。

2.8 最佳配方的性能测定 通过对25%吡唑醚菌酯水悬浮剂的综合性能评价，确定其最佳方案为 A1B2C2D2，即吡唑醚菌酯 25%，THB1 2%，THB 4%，乙二醇 5%，黄原胶 0.15%，AF-9903 0.3%，水补至 100%。，其性能测试结果 （表8），各项性能指标均合格。

表8 最佳配方的性能分析结果

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3 结论

通过恒温箱60℃热贮24h 和图像颗粒分析仪筛选出熔点相对高的吡唑醚菌酯原药，利用流点法和正交实验确定最优配方，制备过程中，严格控制砂磨温度，所制得的制剂分散性好、吸水率低、悬浮率高、热贮稳定性较好，药效更佳。