70%醚苯磺隆水分散粒剂配方的研制

2019-12-18陈怀祥张树鹏李文刚徐彬彬张明倩任天瑞

现代农药 2019年6期

陈怀祥，张树鹏，李文刚，徐彬彬，张明倩，任天瑞 *

（1.上海师范大学生命与环境科学学院教育部资源化学重点实验室，上海绿色能源化工工程研究中心，上海200234；2.贵州大学精细化工研究开发中心，贵阳 550025）

醚苯磺隆（triasulfuron）是一种磺酰脲类内吸型除草剂[1]，可通过杂草的根、叶吸收，迅速传导到分生组织，发挥杀草作用；适用于防除麦田一年生阔叶杂草和部分禾本科杂草，对猪殃殃、三色堇防效好[2]。常见剂型产品有10%醚苯磺隆可湿性粉剂[3]和70%醚苯磺隆水分散粒剂[2]。

目前，醚苯磺隆的施用已较普遍，但对醚苯磺隆具体制剂配方的研究还较少。可湿性粉剂成品呈粉状，容易造成粉尘污染且贮存易吸水结块。水分散粒剂成品呈颗粒状，无粉尘污染，包装运输简单，且有较高的活性，悬浮效果更好[4]，因此高含量的水分散粒剂产品具有更强的市场竞争力。本文采用不同高效能的表面活性剂，成功筛选和研制出了70%醚苯磺隆水分散粒剂的配方，为醚苯磺隆制剂配方的研发提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料和仪器

原药：醚苯磺隆原药（94%），江苏省激素研究所股份有限公司；分散剂：聚羧酸盐类分散剂SD-819、SD-816（纯度大于95%），磺酸盐类分散剂SD-610、SD-661（纯度大于95%），上海是大高分子材料有限公司；Tersperse 2700，美国亨斯曼公司；Morewet D-425，荷兰阿克苏诺贝尔有限公司；润滑剂：SR-05、SR-10（纯度大于95%），上海是大高分子材料有限公司；Morewet EFW，荷兰阿克苏诺贝尔有限公司；Terwet 1004，美国亨斯曼公司；K12；拉开粉；崩解剂：三聚磷酸钠、硫酸钠、硫酸铵、碳酸氢钠、尿素；填料：白炭黑、高岭土、轻钙、硅藻土、玉米淀粉、膨润剂。

YQ-50型气流粉碎机，上海赛山机械设备有限公司；UPR-Ⅱ型台式超纯水机，成都优普水处理工程有限公司；ZLB-80型旋转挤压造粒机，张家港市荣华机械制造有限公司；FG-1实验室沸腾干燥机，张家港市创城机械制造有限公司；FA2004型电子分析天平，上海良平仪器仪表有限公司；DHG-9101-OS烘箱，上海蓝凯仪器有限公司；LC-20A高效液相色谱仪，日本岛津公司；PHS-3C pH计，上海雷磁仪器厂。

1.2 工艺流程

70%醚苯磺隆水分散粒剂工艺流程见图1。

图1 水分散粒剂制备工艺流程

1.3 性能检测方法

悬浮率测定：参照《农药悬浮率测定方法》（GB/T 14825—2006）测定；润湿性测定：参照《农药可湿性粉剂润湿性测定方法》（GB/T 5451—2001）测定；崩解性测定：在250 mL量筒中加入100 mL水，倒入0.5 g 70%醚苯磺隆水分散粒剂，颗粒到达量筒底部1 min后，将混合物上下颠倒，上下一个来回记为颠倒1次，颗粒完全崩解时记录颠倒次数[4]；持久起泡性测定：参照《农药悬浮剂产品标准编写规范》（HG/T 2467.5—2003）测定；热贮稳定性：参照《农药热贮稳定性测定方法》（GB/T 19136—2003）测定。

2 结果与分析

2.1 分散剂和润湿剂的初筛

在水分散粒剂制备过程中，当原药经超细粉碎后，农药颗粒非常小，具有较大的比表面积，因而容易相互吸引、靠拢、团聚，不利于提高原药的使用效率。加入适量、合适的分散剂和润湿剂，对农药原药小颗粒进行包裹，保持粉粒分散，防止凝聚结团，可提高水分散粒剂的悬浮稳定性和原药的使用效率。试验采用流点法对润湿剂和分散剂进行初步筛选，结果见表1。

表1 分散剂和润湿剂流点测定结果

在实际配方中常采用羧酸盐和磺酸盐分散剂复配体系，两者的增效作用利于原药的分散，也能降低制剂成本。由表1可知，羧酸盐类分散剂中SD-816及Tersperse 2700的流点较低，但Tersperse 2700的价格较高，因此选用SD-816；而在磺酸盐类分散剂中SD-610的流点较低；因此采用SD-816和SD-610的复配分散体系。在润湿剂中，SR-05与Morewet EFW的流点较低，但Morewet EFW价格较高，因此选取性价比更高的SR-05作为润湿剂。

2.2 分散剂的复筛

分散剂能够包裹原药小颗粒，保持粉粒分散，防止凝聚结团，从而提高水分散粒剂的悬浮稳定性。但只单用一类分散剂，无法达到最佳分散效果，此时应考虑二元复配的分散体系，普遍认为分散效果：阴离子-阳离子＞阴离子-两性型＞离子型-非离子型等[5]。理论上，两种阴离子表面活性剂同带负电荷，静电斥力较强，不利于产生协同作用。但聚羧酸盐类分散剂SD-816是具有梳状结构和多点吸附位点的大分子分散剂，而磺酸盐类分散剂SD-610是两亲性都强的小分子分散剂，两者复配时，SD-610会穿插至SD-816的梳状结构中，形成更紧凑密质的三维粒子簇空间稳定结构[5]，从而提高分散性能。初步按照6%的分散剂总添加量，其他助剂保持不变，确定SD-610与SD-816的最佳配比，结果见表2。

表2 6%复配分散剂配比筛选

由表2可知，在SD-610配比量逐渐增加的过程中，悬浮率先减小后增加，再减小，主要是因为小分子SD-610在量少的情况下作用较小，形成的空间结构不均匀，不能提高分散性能，悬浮率下降；而当SD-610的量继续增加时，SD-610与SD-816发生有效的相互作用，形成稳定均匀的空间结构，因而悬浮率逐步上升；当SD-610过多时，打破了稳定的协同作用，因此悬浮率下降。在配比为1∶9和7∶3时，悬浮率均较高，分别为85.2%和84.3%，综合考虑成本，选择7∶3的配比。此外，分散剂的用量会影响分散效果，因此分散剂用量的确定非常重要[6]。按SD-610∶SD-816为7∶3的配比和其他助剂不变的情况下，分别测定了分散剂添加量6%、8%、10%、12%时的悬浮率，分别为84.3%、88.2%、93.7%、89.9%。

随着分散剂添加量的逐步增加，悬浮率不断提高。添加量为10%时，悬浮率最高；添加量大于10%时，悬浮率下降。最终确定二元复配分散剂总添加量为10%，SD-610与SD-816的质量比为7∶3。

2.3 润湿剂的复筛

在水分散粒剂中，润湿剂主要有两个方面的作用：①使水分散粒剂固体颗粒更容易被水润湿，迅速崩解；②能降低药液表面张力，更容易在叶面上铺展。但润湿剂过量时，也会相互影响，降低体系悬浮率。因此选取不同用量的SR-05，混合其他助剂和载体，制成水分散粒剂，测定悬浮率和润湿时间，结果见表3。

表3 润湿剂SR-05用量的筛选

随着SR-05用量的增加，润湿效果逐渐增强，但在达到2%添加量后，润湿效果开始减弱，直至维持19 s的润湿时间不变；悬浮率在2%添加量时达到最大值95.6%，再增加用量时，润湿剂SR-05可能发生缠结，导致悬浮率逐渐降低。遂选择SR-05 2%添加量。

2.4 载体的筛选

载体具有较大的比表面积和较强的吸附性能，是除分散剂、润湿剂以外，在水分散粒剂中必不可少的组分，主要作为填充剂来调节活性成分质量分数。载体对水分散粒剂的悬浮率、崩解性、雾化等性能有较大影响，尤其是填料占比较大的配方中影响更大[7]。本研究选用常用的白炭黑、高岭土、轻钙、硅藻土、玉米淀粉、膨润土作为填料补足进行研究，结果见表4。