侯建宇,汪建良,刘燕君
(浙江省化工研究院有限公司 国家南方农药创制中心浙江基地,浙江 杭州 310023)
水分散粒剂(water dispersible granule)是20世纪80年代在可湿性粉剂(WP)和悬浮剂(SC)基础上开发出的一种农药新剂型,被认为是2l世纪最具发展前景的剂型之一。进入20世纪90年代以后,随着市场竞争越来越来激烈,特别是人们对自身安全以及环境保护意识提高,对农药的要求也越来越高,水分散粒剂已成为替代传统剂型可湿性粉剂等的主要优良剂型,和悬浮剂等剂型已成为农药的常规主打剂型,各国农药公司都热衷于研究、开发和生产水分散粒剂。
茚虫威是美国杜邦公司开发生产的一种噁二嗪类杀虫剂,具有独特的作用机理,不可逆阻断昆虫体内的神经冲动传递,使神经细胞丧失功能,导致害虫运动失调、不能进食、麻痹并最终死亡。可有效防治粮、棉、果、蔬等作物上的多种害虫,并对各龄期幼虫都有效。茚虫威熔点88.1℃,开发难度较大,且目前国内很少有关于其水分散粒剂的研究报道,为此笔者通过大量试验研制出了安全环保的30%茚虫威水分散粒剂。
原药:95%茚虫威原药;润湿剂:K-12,terwet 1004,EFW,LXC;分散剂:木质素磺酸钠,木质素磺 酸 钙 ,Tersperse 2700,SP-2836,MorwetD 245,NNO;崩解剂:硫酸铵,尿素,无水硫酸钠;填料:玉米淀粉,高岭土,轻质碳酸钙。
电子天平、超微气流粉碎机、挤压造粒机、pH计、BT-9300S激光粒度分布、电热恒温干燥箱、高效液相色谱分析仪、中草药粉碎机、卡尔费休水分测定仪、秒表。
水分散粒剂的加工方法主要有湿法造粒和干法造粒。湿法造粒又称喷雾造粒,是将原药、助剂、填料等按比例称量好以水为载体,经过砂磨达到一定细度后,再喷雾干燥后形成细小颗粒。该方法工艺连续化程度高,生产过程中几乎无粉尘,产量较大。由于喷雾塔很高,清洗麻烦,而国内农药单品产量都较小,导致在国内仅有个别企业实现了产业化。
干法造粒是先将原药、助剂、填料等按比例称量好,混合,经气流粉碎后,再进行造粒、干燥、筛分得到成品。国内主要加工形式有:挤压造粒、流化床造粒。流化床造粒崩解性能良好,但产能较小,制粒率较低,粉尘过滤设备清洗相对麻烦;挤压造粒相比喷雾造粒和流化床造粒崩解性能稍差些,但造粒成品率高,设备清洗方便,产能较大,成品抗压强。挤压制粒在国内农药企业使用最广。我们决定采用挤压造粒加工工艺研制30%茚虫威水分散粒剂。
有效成分含量测定采用高效液相色谱法;粒径测定采用BT-9300S激光粒度分布仪测定;pH值测定按农药pH值的测定方法GB/T 1601-1993测定;悬浮率测定按GB/T 14825-2006测定;水分测定采用卡尔费休水分测定仪测定;热稳定性测定按农药热稳定性测定方法GB/T 19136-2003测定。
绝大多数农药原药是疏水的,水分散粒剂崩解的过程首先需要含原药的颗粒被水润湿,则需要加入能降低固-液表面张力,使其润湿或加速润湿的润湿剂。在其他助剂相同的情况下,添加不同种类的润湿剂,比较润湿时间筛选出经济合适的润湿剂,最后选择K-12作为润湿剂。
水分散粒剂兑水使用时,在水中分散的固体粒子,是个不稳定的分散体系,为了保证在使用完之前分散体系保持相对均匀稳定,则需要加入在粒子周围形成电荷或空间位阻,减缓或阻碍分散体系中粒子凝聚和沉降的分散剂。
以K-12为润湿剂,选择木质素磺酸钠,SP-2836,MorwetD 245等分散剂进行多次交叉筛选,结果表明润湿剂4%K-12与分散剂5%SP-2836和4%MorwetD245组合性能较好。该配方产品悬浮率90%以上,崩解时间小于3 min,热贮稳定性合格。
对崩解剂进行筛选,同时考虑茚虫威原药pH值在4.0~7.0,选用崩解性能优异的10%硫酸铵效果较好。
对填料进行筛选,选用可塑性强的玉米淀粉和惰性的高岭土配合效果较好。
通过上述筛选试验,最终确定30%茚虫威水分散粒剂的优化配方,见表1。
根据最终配方制得30%茚虫威水分散粒剂,将所得产品的性能指标进行检测,得到30%茚虫威水分散粒剂产品性能指标,见表2。
表2 30%茚虫威水分散粒剂性能指标
水分散粒剂作为一种环保型的水基化剂型,对环境污染非常小,在国家一系列政策下,这些年已经取到长足发展,正逐步代替WP、EC等剂型成为主要剂型之一。结合我国的实际情况,水分散粒剂主要采用干法造粒,这种工艺生产车间的粉尘污染,以及对生产工人安全隐患依然存在。政府应继续加强政策引导,建立健全标准化体系,支持安全、环保、清洁化先进生产工艺的研究,积极开发专用成套的水分散粒剂设备。
参考文献:
[1] 刘步林.农药剂型加工技术 [M].第2版.北京:化学工业出版社,1998.