[发明专利]一种缓释环保型微囊悬浮剂及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及除草剂农药，尤其涉及水基化芽前除草剂及其生产工艺。

背景技术

国家工信部公布不予受理农药乳油产品的生产许可证以来，农药产品的剂型呈现多样化，其中能够代替乳油农药产品的有微乳剂、水乳剂和微囊悬浮剂，但是微乳剂和水乳剂由于加工工艺的需要，生产时向需使用甲苯、二甲苯等毒性溶剂，只有微囊悬浮剂可以实现水基化生产。现有微胶囊剂成囊技术有以下几种：（一）界面聚合法，是将活性物质与适宜的高分子囊壁单体溶解在与水不互溶的有机溶剂中，再将油相在剪切条件加入到含有合适的乳化剂和保护胶的水相溶液中，形成水包油或油包水，根据需要控制颗粒大小，如果溶剂选择不当，制备高浓度微胶囊剂型时容易发生结晶现象，结晶出的不规则晶体会破坏囊壁而无法发挥药效。（二）原位聚合反应法，是将高分子单体和预聚物置于油相中，在加入之前先将固体活性成分溶解在与水不互溶的有机溶剂中，应用原位聚合工艺产生不对称囊壁，内层提供支撑，外层决定扩散速率，在形成囊壁时需加热一定时间。（三）凝聚法，是含有预分散活性物质的阳离子高分子溶液与另一相反电苛的高分子溶液反应，凝聚阶段包裹材料必须完全包裹囊芯材料，形成软壳胶囊，该工艺较难控制。（四）微囊悬浮液喷雾干燥制微囊粒剂，是将含有活性物质和高分子的料浆进行喷雾干燥，使高分子在固体囊芯颗粒周围形成囊壁，胶囊化的粒剂再分散到水中仍能恢复原样，但粒径较大。（五）分子包埋法，是用β-环糊精作包覆材料，在分子水平上形成微胶囊，吸湿性低，易保存，可生物降解，但成本高、难度大、周期长。以上工艺方法生产微囊悬浮剂，存在以下不足：由于活性成分被成囊材料包裹，未能有效控制包囊率，会降低药效，达不到预期效果；由于微胶囊技术涉及诸多领域，对原药的理化性选择比较苛刻；生产过程对环境会造成污染；长期储存稳定性不佳；粒径分布不均匀；释放速率不稳等。

发明内容

本发明的目的，就是研制新的微囊悬浮剂并确定其制备工艺，使微囊剂具有核/壳结构，粒径分布均匀，达到释放速率兼顾持效和速效，有效成份佳，提高药效稳定性，生产过程自动化控制全封闭，实现加工过程“三废”零排放，保护环境，提高生产效率和产品质量，节约生产成本，使用方便、安全，提高经济效益和社会效益。

本发明的任务是这样完成的：研究一种缓释环保型微囊悬浮剂及其制备方法，缓释环保型微囊悬浮剂的组分配比按质量为：囊芯材料25～28%，乳化剂8～12%，分散剂1～2%，稀释剂45～50%，囊皮材料5～8%，增稠剂0.2～0.4%，调酸剂0.05～0.15%，抗凝结剂0.2～0.5%，调节助剂0.05～0.15%，消泡剂（10）0.05～0.15%，抗冻剂4～7%，按照配比组合制备而成，控制成品质量指标为：囊芯材料总质量分数23.5～26.5%，游离囊芯材料）质量分数≤1.5%，pH值范围5.0～8.0，悬浮率≥90%，释放速率（20min囊外有效成份的质量分数）≤90%，倾倒后残余物≤5%，洗涤后残余物≤1%，持久起泡性≥30ml，湿筛试验（通过75μm试验筛）≥98%，自发分散性≥95%，冻结/融化循环稳定性和热贮稳定性符合标准规定。组分配比中的囊芯材料为纯度96%的乙草胺，乳化剂为纯度40%的聚丙烯酸钠，分散剂为纯度95%的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯，稀释剂为去离子水，囊皮材料为纯度50%的醚化密胺胶，增稠剂为工业品黄原胶，调酸剂为纯度35%的盐酸，抗凝结剂为工业品硅酸镁铝，调节助剂为工业品氢氧化钠，消泡剂为工业用乳化硅油，抗冻剂为工业品乙二醇。组分配比中各种元素为原料，在若干主线设备和配套设备分别用管道连接组成的密封式专用生产线上，由智能化控制系统操纵进行自动化生产，主线设备采用配制釜、囊芯乳化反应釜、囊皮反应釜、囊芯均质机、囊皮均质机、成囊反应釜、固化冷凝器、成品冷凝器、全自动包装机，配套设备为计量罐、加料泵、均质料贮罐、均质料泵、成品泵、成品贮罐，经过配制乳化阶段、预聚均质阶段、固化冷凝阶段、消泡成品阶段、自动包装阶段的各个工艺过程，在特定的工艺条件下，制成微囊悬浮剂成品。配制乳化阶段的主线设备为配制釜、囊芯乳化反应釜、囊皮反应釜，配套设备为计量罐、加料泵，工艺过程为：将囊芯材料经过融溶后，与乳化剂、分散剂、稀释剂按照配比比例加入计量罐中，由加料泵通过输料管道输往配制釜,再经管道输入囊芯乳化反应釜中，将增稠剂、调酸剂按配比加入囊芯乳化反应釜，加热至60℃，以1500r/min转速搅拌，20min内升温至85～90℃，30min后制成囊芯乳化液，同时将囊皮材料按配比加入囊皮反应釜中，加热至60℃以1500r/min转速搅拌20min，再加温至85～90℃以800r/min转速搅拌40min，制成囊皮物料，囊芯乳化液与囊皮物料通过管道分别输往囊芯均质机、囊皮均质机，进入预聚均质阶段。预聚均质阶段的主线设备是囊芯均质机和囊皮均质机，配套设备是均质料贮罐，工艺过程为：囊芯乳化液在囊芯均质机中经过1500r/min高速剪切30min，形成均质乳化液，囊皮物料在囊皮均质机中经过1500r/min高速剪切形成预聚物料，均质乳化液和预聚物料通过管道输入均质料贮罐中进行混合，形成均质预聚液，准备进入固化冷凝阶段。固化冷凝阶段的主线设备是成囊反应釜、固化冷凝器，配套设备是均质料泵，工艺过程为：均质料泵将均质料贮罐中的均质预聚液，通过管道输入成囊反应釜中，进行搅拌，混合均匀，升温至85～90℃，搅拌60min，同时将调酸剂、抗凝结剂按配比加入成囊反应釜，前20min调节pH值为4.0，后40min调节pH值为2.5，降温后，通过管道输入固化冷凝器中，冷凝聚合成形，制成囊芯囊皮合成的成囊,然后通过管道输往成品冷凝器，进入消泡成品阶段。消泡成品阶段的主线设备是成品冷凝器，配套设备是成品泵和成品贮罐，工艺过程为：成囊加入成品冷凝器，同时向成品冷凝器中按配比加入调节助剂、消泡剂、抗冻剂，经过调制剪切，冷凝处理30～50min，进行稳定、消泡，制成微囊悬浮剂颗粒，由成品泵通过管道输入成品贮罐储存，准备进入自动包装阶段。自动包装阶段的主线设备是全自动包装机,工艺过程为：成品贮罐中的微囊悬浮剂颗粒通过管道输往全自动包装机，自动装入包装容器，即为成品，抽样检验合格后入库。智能化控制系统包括计算机和系统控制专用软件、硬件，通过导线连接装设在生产设备上的传感器,将检测数据反馈到计算机，按照预定程序数值对加工过程的搅拌转速、釜内温度、囊皮聚合度和厚度、pH值、泡沫、流加补料进行自动调整控制。原料中的乙草胺化学名为：2’—乙基—6’—甲基—N—（乙氧甲基）—2—氯代乙酰替苯胺，原药淡黄色到棕红色液体，溶点大于0℃，沸点大于200℃，不易挥发和光解，30℃时与水的相对密度比为1.11:1，在水中的溶解度为23mg/L。根据乙草胺的理化性质及防治对象的确定，本发明生产乙草胺微囊悬浮剂的工艺原理是：先将原药、溶剂、浮化剂及水混合后，用均质机剪切成为水包油乳液，然后将水溶成膜剂加入到乳液状农药中，升温，加入催化剂后包覆成膜。反应完毕，再加入助剂调制，即制得最终产品——微囊悬浮剂。这样密胺树脂作为原位聚合用囊皮材料，通过对密胺树脂胶醚化后阻止了胶液的交联，能使微囊囊壁均匀、圆整。在制备过程中，酸化调酸速度对微囊粒径的大小及分布影响较为明显，本发明确定在60min内调节pH值至2.5。经试验测试，本发明乙草胺微囊悬浮剂的包裹率稳定在98%以上，平均粒径在7.0～8.9μm，分散系数为0.25～0.29。