侯建宇,汪建良,劉燕君
(浙江省化工研究院有限公司 國(guó)家南方農(nóng)藥創(chuàng)制中心浙江基地,浙江 杭州 310023)
水分散粒劑(water dispersible granule)是20世紀(jì)80年代在可濕性粉劑(WP)和懸浮劑(SC)基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種農(nóng)藥新劑型,被認(rèn)為是2l世紀(jì)最具發(fā)展前景的劑型之一。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越來激烈,特別是人們對(duì)自身安全以及環(huán)境保護(hù)意識(shí)提高,對(duì)農(nóng)藥的要求也越來越高,水分散粒劑已成為替代傳統(tǒng)劑型可濕性粉劑等的主要優(yōu)良劑型,和懸浮劑等劑型已成為農(nóng)藥的常規(guī)主打劑型,各國(guó)農(nóng)藥公司都熱衷于研究、開發(fā)和生產(chǎn)水分散粒劑。
茚蟲威是美國(guó)杜邦公司開發(fā)生產(chǎn)的一種噁二嗪類殺蟲劑,具有獨(dú)特的作用機(jī)理,不可逆阻斷昆蟲體內(nèi)的神經(jīng)沖動(dòng)傳遞,使神經(jīng)細(xì)胞喪失功能,導(dǎo)致害蟲運(yùn)動(dòng)失調(diào)、不能進(jìn)食、麻痹并最終死亡??捎行Х乐渭Z、棉、果、蔬等作物上的多種害蟲,并對(duì)各齡期幼蟲都有效。茚蟲威熔點(diǎn)88.1℃,開發(fā)難度較大,且目前國(guó)內(nèi)很少有關(guān)于其水分散粒劑的研究報(bào)道,為此筆者通過大量試驗(yàn)研制出了安全環(huán)保的30%茚蟲威水分散粒劑。
原藥:95%茚蟲威原藥;潤(rùn)濕劑:K-12,terwet 1004,EFW,LXC;分散劑:木質(zhì)素磺酸鈉,木質(zhì)素磺 酸 鈣 ,Tersperse 2700,SP-2836,MorwetD 245,NNO;崩解劑:硫酸銨,尿素,無水硫酸鈉;填料:玉米淀粉,高嶺土,輕質(zhì)碳酸鈣。
電子天平、超微氣流粉碎機(jī)、擠壓造粒機(jī)、pH計(jì)、BT-9300S激光粒度分布、電熱恒溫干燥箱、高效液相色譜分析儀、中草藥粉碎機(jī)、卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀、秒表。
水分散粒劑的加工方法主要有濕法造粒和干法造粒。濕法造粒又稱噴霧造粒,是將原藥、助劑、填料等按比例稱量好以水為載體,經(jīng)過砂磨達(dá)到一定細(xì)度后,再噴霧干燥后形成細(xì)小顆粒。該方法工藝連續(xù)化程度高,生產(chǎn)過程中幾乎無粉塵,產(chǎn)量較大。由于噴霧塔很高,清洗麻煩,而國(guó)內(nèi)農(nóng)藥單品產(chǎn)量都較小,導(dǎo)致在國(guó)內(nèi)僅有個(gè)別企業(yè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
干法造粒是先將原藥、助劑、填料等按比例稱量好,混合,經(jīng)氣流粉碎后,再進(jìn)行造粒、干燥、篩分得到成品。國(guó)內(nèi)主要加工形式有:擠壓造粒、流化床造粒。流化床造粒崩解性能良好,但產(chǎn)能較小,制粒率較低,粉塵過濾設(shè)備清洗相對(duì)麻煩;擠壓造粒相比噴霧造粒和流化床造粒崩解性能稍差些,但造粒成品率高,設(shè)備清洗方便,產(chǎn)能較大,成品抗壓強(qiáng)。擠壓制粒在國(guó)內(nèi)農(nóng)藥企業(yè)使用最廣。我們決定采用擠壓造粒加工工藝研制30%茚蟲威水分散粒劑。
有效成分含量測(cè)定采用高效液相色譜法;粒徑測(cè)定采用BT-9300S激光粒度分布儀測(cè)定;pH值測(cè)定按農(nóng)藥pH值的測(cè)定方法GB/T 1601-1993測(cè)定;懸浮率測(cè)定按GB/T 14825-2006測(cè)定;水分測(cè)定采用卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀測(cè)定;熱穩(wěn)定性測(cè)定按農(nóng)藥熱穩(wěn)定性測(cè)定方法GB/T 19136-2003測(cè)定。
絕大多數(shù)農(nóng)藥原藥是疏水的,水分散粒劑崩解的過程首先需要含原藥的顆粒被水潤(rùn)濕,則需要加入能降低固-液表面張力,使其潤(rùn)濕或加速潤(rùn)濕的潤(rùn)濕劑。在其他助劑相同的情況下,添加不同種類的潤(rùn)濕劑,比較潤(rùn)濕時(shí)間篩選出經(jīng)濟(jì)合適的潤(rùn)濕劑,最后選擇K-12作為潤(rùn)濕劑。
水分散粒劑兌水使用時(shí),在水中分散的固體粒子,是個(gè)不穩(wěn)定的分散體系,為了保證在使用完之前分散體系保持相對(duì)均勻穩(wěn)定,則需要加入在粒子周圍形成電荷或空間位阻,減緩或阻礙分散體系中粒子凝聚和沉降的分散劑。
以K-12為潤(rùn)濕劑,選擇木質(zhì)素磺酸鈉,SP-2836,MorwetD 245等分散劑進(jìn)行多次交叉篩選,結(jié)果表明潤(rùn)濕劑4%K-12與分散劑5%SP-2836和4%MorwetD245組合性能較好。該配方產(chǎn)品懸浮率90%以上,崩解時(shí)間小于3 min,熱貯穩(wěn)定性合格。
對(duì)崩解劑進(jìn)行篩選,同時(shí)考慮茚蟲威原藥pH值在4.0~7.0,選用崩解性能優(yōu)異的10%硫酸銨效果較好。
對(duì)填料進(jìn)行篩選,選用可塑性強(qiáng)的玉米淀粉和惰性的高嶺土配合效果較好。
通過上述篩選試驗(yàn),最終確定30%茚蟲威水分散粒劑的優(yōu)化配方,見表1。
根據(jù)最終配方制得30%茚蟲威水分散粒劑,將所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),得到30%茚蟲威水分散粒劑產(chǎn)品性能指標(biāo),見表2。
表2 30%茚蟲威水分散粒劑性能指標(biāo)
水分散粒劑作為一種環(huán)保型的水基化劑型,對(duì)環(huán)境污染非常小,在國(guó)家一系列政策下,這些年已經(jīng)取到長(zhǎng)足發(fā)展,正逐步代替WP、EC等劑型成為主要?jiǎng)┬椭?。結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況,水分散粒劑主要采用干法造粒,這種工藝生產(chǎn)車間的粉塵污染,以及對(duì)生產(chǎn)工人安全隱患依然存在。政府應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)政策引導(dǎo),建立健全標(biāo)準(zhǔn)化體系,支持安全、環(huán)保、清潔化先進(jìn)生產(chǎn)工藝的研究,積極開發(fā)專用成套的水分散粒劑設(shè)備。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉步林.農(nóng)藥劑型加工技術(shù) [M].第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998.