螺螨酯悬浮剂具有广阔的市场前景。本文对24%螺螨酯悬浮剂配方、加工工艺及稳定性进行了详细的研究和阐述。
1 原药与助剂
99%螺螨酯原药,山东康桥化学有限公司。表面活性剂:高效润湿剂(WETTING EFW),无锡科力欧化学品有限公司;改性烷基硫酸盐润湿剂(W2001)、改性烷基磺酸盐润湿剂(W2005),北京汉莫克化学技术有限公司;非烷基酚类高效润湿分散剂(Tersperse4894)、阴离子低分子接枝共聚高分子化合物(Tersperse2700),威来惠南集团(中国)有限公司;非离子高分子聚合物和阴离子低分子聚合物的复合物(GY-DS02),北京广源益农化学有限责任公司;烷基萘磺酸缩聚物钠盐(D-425);十二烷基磺酸钠,天津巴斯夫化工有限公司。增稠剂:黄原胶,郑州凯利化工有限公司;硅酸镁铝,泗洪县汇智精细化工有限公司。防冻剂:乙二醇,天津市富宇精细化工有限公司;丙三醇、尿素,天津市广成化学试剂有限公司。有机硅类消泡剂:630,威来惠南集团(中国)有限公司;Tanaform S、Tanaform AF,拓纳贸易(上海)有限公司;CF580,江苏长丰有机硅有限公司。
2 结果与分析
2.1 表面活性剂的选择
根据悬浮剂加工理论,对单一表面活性剂进行初步筛选,将表面活性剂的加入量预定为5%,研磨时间预定为1 h。分别对析水率、絮凝现象、分散性、D50、倾倒性等指标进行测定。悬浮剂于(54±2)℃热贮14 d后,结果显示WETTING EFW、W2001、W2005、Tersperse4894、Tersperse2700、GY-DS02、D425、十二烷基磺酸钠等8种单一表面活性剂制备的悬浮剂析水率均较高。相对而言,Tersperse2700和D425效果较好,且Tersperse2700更优。
将Tersperse2700和D425进行复配后,热贮析水率减小,但是热贮后都结块,且不可摇匀。因此,该悬浮剂选用单剂Tersperse2700作为表面活性剂。
2.2 增稠剂的选择
对增稠剂黄原胶、硅酸镁铝及二者复配进行了筛选,综合考虑用量、析水率、粒度分布、倾倒性等多种因素,最终选择硅酸镁铝作为增稠剂,当用量为2.5%时,几乎无析水、分层现象,且分散性和倾倒性合格。
2.3 防冻剂的选择
对防冻剂乙二醇、丙三醇和尿素进行了筛选,三者用量相同时,对倾倒性、粒径和絮凝现象进行比较,最终确定乙二醇作为防冻剂,用量约为5%。
2.4 消泡剂的选择
对有机硅消泡剂630、Tanaform S、Tanaform AF、CF580进行初步筛选。结果表明,Tanaform AF对24%螺螨酯悬浮剂的消泡效果最好,用量为0.3%时,无絮凝现象,倾倒性合格。
2.5 正交试验优化配方
根据上述初步试验结果,对Tersperse2700、硅酸镁铝、乙二醇进行正交优化,确定最佳用量。正交试验共设3个因素,每个因素3个水平,Tersperse2700为3%、5%、7%;硅酸镁铝为2.3%、2.5%、2.8%;乙二醇4%、5%、6%。采用L9 (34) 正交表,以(54±2)℃热贮14 d的析水率为试验指标,得出正交试验最优方案为3% Tersperse2700、2.8%硅酸镁铝、5%乙二醇。按该方案制备的悬浮剂经热、冷贮后未出现析水、分层、沉淀等不合格现象,可以进行下一步研究。
2.6 低温稳定性与热贮稳定性
制得的悬浮剂冷、热贮后的粒径、跨距、分解率、悬浮率及倾倒性见表1。
表1 冷、热贮对悬浮剂的影响
实验条件 |
D50(mm) |
跨距 |
分解率(%) |
悬浮率(%) |
倾倒性 |
贮前 |
1.08 |
0.52 |
— |
95 |
优 |
冷贮后 |
1.10 |
0.58 |
0.5 |
94 |
优 |
热贮后 |
1.16 |
0.78 |
1.8 |
91 |
优 |
由表1可知:冷、热贮后,悬浮剂中位径、跨距均增大,悬浮率均降低,但热贮对悬浮体系的影响较冷贮大。冷、热贮后制剂分解率为0.5%~1.8%,符合要求。
2.7 悬浮剂加工工艺的优化
在悬浮剂的加工工艺中,粒径分布是一个很重要的指标,粒子的大小和粒径分布与锆珠有关,设定制剂质量均为10 g,考察锆珠直径对悬浮剂中位径的影响,试验结果显示,当使用直径为1.2 mm锆珠时,中位径始终较小。
随着锆珠体积的增加中粒径逐渐减小,跨距先减小再增大,然后趋于平稳。在12~25 mL锆珠体积范围内,锆珠用量为25 mL时,中位径最小,但是此时跨距较大,且倾倒性差。锆珠体积为17~20 mL时,中位径几乎无变化,跨距变化也不大。但锆珠体积为17 mL时,体系流动性更好。因此,选择锆珠体积为17 mL。
随着研磨时间的增加,中位径先减小后几乎不变,跨距先明显减小后趋于不变。当研磨时间为2.5 h时,中位径较小,粒径分布集中且倾倒性合格。因此,确定研磨时间为2.5 h。
2.8 产品技术指标的确定
本试验制得的24%螺螨酯悬浮剂最优配方为:24.4%螺螨酯原药、3% Tersperse2700、2.8%硅酸镁铝、5%乙二醇、0.3%消泡剂Tanaform AF,蒸馏水补足至100%。依此配方得到的24%螺螨酯悬浮剂的性能指标检测结果见表2。
表2 24%螺螨酯悬浮剂的质量性能指标
项目 |
指标 |
外观 |
乳白色可流动液体 |
分散性 |
优 |
热贮稳定性 |
合格 |
倾倒性 |
优 |
冷贮稳定性 |
合格 |
中位径,mm |
0.52 |
热贮分解率,% |
1.8 |
黏度(6 r/min),mPa·s |
580 |
pH值 |
7.1 |
悬浮率,% |
95 |
2.9 室内毒力测定
供试的山楂叶螨采自于青岛农业大学试验果园桃树。采用叶片浸液法进行室内毒力测定。所制24%螺螨酯悬浮剂的LC50为110 mg/L,对照药剂(市售34%螺螨酯悬浮剂)的LC50为139 mg/L。因此,本试验制得的悬浮剂具有较好的毒力。
3 结论
依据最优配方制得的悬浮剂经冷、热贮后,稳定性、倾倒性均合格,中位径在1 mm左右,符合悬浮剂的粒径要求(0.5~5 mm),且粒子分布集中,各项指标均合格。最佳加工工艺:锆珠直径为1.2 mm,锆珠体积为制剂体积的1.7倍,研磨时间为2.5 h。
所制得的24%螺螨酯悬浮剂的毒力较高,且对环境污染小。
(本文摘编自赵明明等撰写的“24%螺螨酯悬浮剂配方研究与开发”,此文发表于《现代农药》2015年第2期,原文对24%螺螨酯悬浮剂配方研究与开发进行了详细的阐述和分析,敬请关注)