菌核净·啶酰菌胺悬浮剂配方的研究与开发*
2022-04-11余文龙冯亚东焦艳晓
余文龙,冯亚东,焦艳晓,廖 永,彭 游
(1 九江学院化工学院,江西 九江 332005; 2 江西禾益化工股份有限公司,江西 九江 332700)
菌核净(Dimethachlon,N-(3,5-二氯苯基)丁二酰亚胺,图1A),也叫纹枯利,熔点是137.5~139 ℃,是上海联合化工厂20世纪90年代研发的有机杀菌剂[1]。纯品为白色鳞状结晶,易溶于THF、SOCl2、1,4-二氧六环、苯、CHCl3;可溶于MeOH、EtOH;难溶于正己烷、石油醚。菌核净有一定的内吸治疗作用,属于保护性杀菌剂,在水稻纹枯病、烟草赤星病以及油菜菌核病等的防治中经常用到[2-3]。
图1 菌核净(A)和啶酰菌胺(B)的结构式
啶酰菌胺(Boscalid,图1B)是烟酰胺类杀菌剂,可以抑制琥珀酸-辅酶Q还原酶,强效抑制孢子的萌发。属于广谱杀菌剂,无交互抗性,还能有效防治部分抗性菌,用在果树、大田作物和蔬菜等病害的防治中[4-5]。
悬浮剂(Suspension Concentrate,SC)是一种环境友好的,安全性能高、方便使用、高悬浮率、强附着力等特点绿色剂型6。其生产规模日益壮大,终端客户对其的接受度越来越高,是现代农药制剂的发展方向之一。本文对菌核净、啶酰菌胺组合进行了水悬浮剂配方的探索与研究,目前该组合产品还没有相关报道。
1 实验部分
1.1 试验设计
尽管该组合目前在国内无下证厂家,也无最佳比例相关报道,我们做了该组合对葡萄灰霉病的联合作用试验,结果表明28%菌核净+14%啶酰菌胺的比例防治作用最佳,因此确定对42%菌核净·啶酰菌胺悬浮剂的配方进行研究。
农药悬浮剂属于不稳定的分散体系,当不加入润湿分散剂或者分散的性能不对时,容易产生絮凝、沉淀等现象。随着时间的延长,体系中凝聚物越来越多,严重时导致分层、沉淀、结块、物料无法恢复等现象,这高含量悬浮剂中表现更为突出。
由于组合中有效成份含有特殊基团,贮存过程中不可避免会出现奥氏熟化(也叫晶体长大)的现象,致使产品最终联成一体而失效。针对上述问题,我们通过优化试验、筛选性能优异的润湿分散剂并复配出结构适当的42%菌核净·啶酰菌胺悬浮剂配方。
1.2 原材料及规格
原药:95%菌核净,江西禾益股份提供;啶酰菌胺,市购;润湿分散剂:亚甲基双甲基萘磺酸盐(MF)、聚羧酸盐润湿分散剂(SP-2728)、聚合型分散剂(2500)、木质素磺酸钠、润湿分散剂(SP-28F)、磷酸盐类阴离子(YUS-FS3000);增稠剂:黄原胶、硅酸镁铝、羧甲基纤维素钠(CMC);防冻剂:乙二醇、丙三醇、尿素、氯化钠;防腐剂:BIT;消泡剂:有机硅类消泡剂;去离子水。
1.3 仪器及设备
立式砂磨机、乳化剪切机、pH计、离心机、冰箱、粘度计、电热鼓风干燥箱、液相色谱仪、激光粒度测定仪、表面张力仪等。
1.4 加工工艺
42%菌核净·啶酰菌胺悬浮剂的加工工艺如图2所示。
图2 42%菌核净·啶酰菌胺悬浮剂加工艺图
1.5 配方的筛选
1.5.1 润湿分散剂的选择
润湿分散剂可以有效防止凝聚,维持悬浮剂稳定性,因此,选择合适的润湿分散剂对研制悬浮剂配方意义重大。
根据分散剂的性能特点,通过流点法对亚甲基双甲基萘磺酸盐(MF)、聚羧酸盐润湿分散剂(SP-2728)、聚合型分散剂(2500)、木质素磺酸钠、润湿分散剂(SP-28F)、磷酸盐类阴离子(YUS-FS3000)作为润湿分散剂进行初步筛选试验。将上述各类助剂配置成10%水溶液,将菌核净、啶酰菌胺原药按比例共5 g于100 mL烧杯中,用滴管将配好的助剂水溶液滴加到盛有原药的烧杯中,边滴边用玻璃棒搅拌,当玻璃棒提起药液形成的糊状物开始成液滴下滴时,称量所用助剂水溶液的量并记录,计算流点。根据流点法测得聚羧酸盐润湿分散剂(SP-2728)、聚合型分散剂(2500)、磷酸盐类阴离子(YUS-FS3000)的流点值最小,试验结果见表1。
表1 流点法测定润湿分散剂对应流点
对聚羧酸盐润湿分散剂(SP-2728)、聚合型分散剂(2500)、磷酸盐类阴离子(YUS-FS3000)以不同比例进行配比试验,观察试验样品的絮凝、沉淀和分层现象。筛选出理想的复配比例,并对试验样品进行全项指标检测,最终确定聚合型分散剂(2500)用量 1%,聚羧酸盐润湿分散剂(SP-2728)用量 2%,磷酸盐类阴离子(YUS-FS3000)用量2%。
1.5.2 防冻剂的选择
去离子水是水悬浮剂的介质,在其中加入防冻剂是为了防止在低温生产、贮存以及运输过程中出现结冻现象,并且能够提高低温稳定性。常用防冻剂有乙二醇、氯化钠、尿素、丙三醇等,这几种防冻剂对低温外观均无明显影响。但实验中发现在使用尿素时,热贮析水率较高;使用丙三醇时,制剂的粘度偏大,倾倒性较差,因此选择乙二醇是该悬浮剂最合适的防冻剂,结果见表2。
表2 防冻剂的筛选
1.5.3 消泡剂的选择
通常采用湿式多级砂磨法生产农药悬浮剂。大量的空气会被高速旋转的分散盘带入,接着形成极微小的气泡,悬浮剂体积因此会迅速膨胀。产品粘度、计量和包装都会受到影响,而且生产效率将显著降低。如果消泡不及时,则可能使塑流型变成胀流型流体。加入一定量的消泡剂,使制剂产品稳定,能同制剂的各组分很好地相容。
多种消泡剂的对比试验发现,对本制剂消泡效果明显的是有机硅消泡剂SAG-630,用量以0.2%为宜。
1.5.4 制剂优选配方
系统的筛选了润湿分散剂、增稠剂、防冻剂和消泡剂等各种助剂,最终确定42%菌核净.啶酰菌胺悬浮剂的优选配方如表3所示。
表3 42%菌核净.啶酰菌胺悬浮剂优选配方的确定
1.5.5 产品性能指标
通过上述配方得到的产品,进行冷贮、热贮合悬浮率等各种理化性能测试,结果见表4,发现其各项指标均符合悬浮剂要求。
表4 42%菌核净·啶酰菌胺悬浮剂各项指标
2 结 论
根据产品本身的性质和各项指标筛选了悬浮剂中的各种助剂,成功研发了一种42%菌核净.啶酰菌胺悬浮剂。该工艺操作简单,原料廉价易得,配制方法简单易懂,产品性能稳定、质量安全可靠、性价比高、储存运输中不易变质,并且环境友好,毒性小,对使用者不会造成健康威胁,是一种绿色环保的农药悬浮剂。