CN101416631A - 功能性缓释悬浮种衣剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将三唑类杀菌剂进行微囊化，并将包覆活性成分的微囊制作成悬浮种衣剂，所得到的微囊悬浮种衣剂不但具有缓释功能，而且可以有效避免三唑类杀菌剂种子包衣后所产生的药害尤其是低温胁迫下的药害作用。

Description

功能性缓释悬浮种衣剂

技术领域

本发明涉及具有缓释功能的农业用微囊悬浮种衣剂。

背景技术

在农业作物保护措施中，种子包衣是一项非常有效的防治植物病虫害的方法，相对于其它防治措施而言，种子包衣技术具有功效高、环境相容性好、农药有效利用率高的优点。无论是小规模手动包衣还是工厂大规模机械包衣，一公顷土地所用的种子可以在几分钟甚至更短的时间内完成包衣，而在包衣过程中种衣剂直接或适当稀释后直接包覆在种子表面，少有药剂流失，药剂的利用率在90％以上，远远高于喷雾法等防治措施的药剂利用率。更重要的是种子包衣后，被播种于地下，避免了对害虫天敌的直接接触和伤害，有利保护生态环境。

然而，种子在萌发阶段以及幼苗期对周围环境条件比较敏感，很容易受到外界不利因素的影响，如低温、药剂直接接触药害等。这些不利因素往往导致种子不能萌发或者萌发后生长不良，在实际生产中的实际表现为幼苗不出土或出现畸形。

在现有种衣剂中，三唑类杀菌剂是常用的一类杀菌剂，用于保护作物种子萌发及幼苗生长期间免受病害危害。但在某些情况下三唑类杀菌剂通过直接接触其本身对种子和植物具有一定的伤害，如三唑酮(triadimefon)在用量过大的条件下对观赏植物有药害(The PesticideManual，13th Edition，C.D.S.Tomlin，ed.，The British Crop Protection Council，Farnham，Surrey，U.K.，2003，p.986)，己唑醇(hexaconazole)对苹果树有一定的伤害(ThePesticide Manual，13th Edition，C.D.S.Tomlin，ed.，The British Crop ProtectionCouncil，Farnham，Surrey，U.K.，2003，p.533)；苯醚甲环唑(difenoconazole)能引起叶片失绿(The Pesticide Manual，13th Edition，C.D.S.Tomlin，ed.，The British CropProtection Council，Farnham，Surrey，U.K.，2003，p.304)；双苯三唑醇(bitertanol)的不同剂型下对果树的伤害不同(The Pesticide Manual，13th Edition，C.D.S.Tomlin，ed.，The British Crop Protection Council，Farnham，Surrey，U.K.，2003，p.98)，等等。

解决上述问题的方法之一是尽量减少药剂与种子和植物的直接接触，从而减少药剂本身对植物和种子的伤害。本发明所采用的方法为将三唑类杀菌剂进行微囊化，在此基础上将微囊化的药剂直接做成悬浮种衣剂。这样做的好处有二：1药剂被微囊化后，药剂被囊壁材料包覆，包衣后相对减少与种子和幼苗直接接触；2有效成分包覆在微囊中后，具有缓释功能，从而提高药剂的持效期，并避免大剂量药剂对种子和幼苗的集中释放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种对三唑类杀菌剂具有缓释功能的微囊化悬浮种衣剂，这种微囊化的悬浮种衣剂在使用后能避免药剂和作物种子直接接触，从而减少对种子和幼苗的可能药害，同时能提高药剂有效成分的持效期。

本发明中的功能性缓释种衣剂制备典型过程分为二步：

第一步 药剂微囊化

药剂的微囊化按如下步骤进行

(1)水相配制：将一定质量的乳液稳定剂溶于一定质量的水中，使之充分溶解，加入所需要的乳化剂，充分搅拌使之溶解。

(2)有机相配制：将一定质量的活性成分和高分子壁材溶于一定质量的有机溶剂中，搅拌，使之充分溶解混合均匀；

(3)乳化：将有机相慢慢倒入水相中，在高速剪切混合乳化机下充分剪切乳化，使得乳液的液滴直径在5微米以下，在实际操作中液滴平均直径可以达到1微米以下；

(4)微胶囊化：先在室温下将上述乳化后的溶液放在一定速度的搅拌机下进行机械搅，0.1～4小时，使溶解活性成分和囊壁材料有机溶剂尽可能挥发。随后适当加热搅拌或在减压下加热搅拌，使剩余的有机溶剂完全挥发，得到含微囊的悬浮液，微囊的直径一般在20微米以下。

第二步 微囊悬浮

在第一步所得到的含有活性成分的微囊悬浮液中，加入悬浮稳定剂和种衣剂成膜剂，搅拌使之充分溶解，然后加入分散剂、湿润剂、警戒色和防冻剂和防腐剂，搅拌均匀即得微囊悬浮种衣剂。

本发明中的所需要的药剂活性成分以及加工辅料包括：

1.药剂有效成分为三唑类杀菌剂，具体包括戊唑醇、苯醚甲环唑、三唑酮、己唑醇、烯唑醇、环唑醇、酰胺唑、腈菌唑、氟喹唑、羟菌唑、环菌唑中的一种或一种以上的混合物，含量0.1-50％(重量百分比)

2.高分子微囊壁材为聚甲基丙烯酸甲酯(平均分子量0.5-200万)，聚苯乙烯(平均分子量0.5-200万)、聚苯乙烯-马来酸酐交替共聚物(PSMA)(平均分子量0.5-200万)，优选的平均分子量为10-40万，活性成分与壁材的重量比例(活性成分：壁材)为10：1～1：10，优选比例为2：1～1：2

3.本发明中所用的有机溶剂为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳以及其它卤代烃类如一氯乙烷、一氯丙烷等，所使用的有机溶剂还可以包括有机酸的酯类如乙酸丁酯、邻苯二甲酸甲酯等，优选的溶剂为二氯甲烷和三氯甲烷，与活性成分的重量比(溶剂：活性成分)为100：1～1：10，优选比例为10：1～1：1

4.本发明中所用的乳液稳定剂为各种纤维素衍生物如羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素，以及聚乙烯醇类化合物中的一种或几种，优选乳液稳定剂为羟乙基纤维素。乳液稳定剂的用量为0.01～20％(重量比)，优选比例为0.1～5％

5.本发明中所用的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、苄基联苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、蓖麻油环氧乙烷加成物及其衍生物、松香酸环氧乙烷加成物及其类似物、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、烷基芳基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、芳基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐等中的一种或几种。乳化剂用量为0.1-20％(重量比)，优选2-5％。

6.本发明中所用的分散剂为包括烷基萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠、烷基萘甲醛缩合物磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钾、油酸钠、烷基聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯基醚甲醛缩合物、烷基酚聚氧乙烯基醚壬基酚聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯基醚嵌段共聚物中的一种或几种。分散剂用量0.1-30％(重量比)，优选1-10％

7.本发明中所用的湿润剂为包括拉开粉、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。湿润剂用量0.1-30％(重量比)，优选1-10％

8.本发明中所用的防冻剂，包括乙二醇、丙三醇、丙二醇、聚乙二醇、山梨醇或尿素中的一种或几种。防冻剂用量1-10％(重量比)，优选1-5％

9.本发明中所用的警戒色为胭脂红、刚果红、酸性大红、玫瑰红等中的一种或几种，警戒色的用量为0.1-10％(重量比)，优选1-3％

10.本发明中所用的悬浮稳定剂为黄原酸胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硅藻土、膨润土、凹凸棒土、轻质碳酸钙、白炭黑和陶土中的一种或多种。悬浮稳定剂用量0.1-10％(重量比)，优选1-5％

11.本发明中所用的种衣成膜剂选自改性淀粉、微晶纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯丙乳液、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙酸乙烯酯中的一种或多种。成膜剂用量0.1-15％(重量比)，优选1-5％

12.本发明中所用的防腐剂选自柠檬酸钠或甲醛，防腐剂用量为1-5％(重量比)。

在现有的文献报道和生产实践中，有关微囊悬浮剂的例子很多，但有关微囊悬浮种衣剂的文献报道以及生产实践还未有。此外，本发明区别于其它有关微囊悬浮剂(非种衣剂)制作的突出特点是在将有机相加入到水相之前，在水相先加入合适的乳化剂，该乳化剂的作用有二：1)使溶解活性成分和璧材的有机相更好地乳化，即产生的乳液液滴直径更小，所产生的乳液稳定性也更好，在溶剂挥发过程中乳液也不容易聚并。这样做的好处在于乳液液滴直径变小后所产生的微囊粒径也相应变小，可以克服通常通过物理方法所得到的微囊粒径过大的缺点(H.B.Scher，M.Rodson，K.-S.Lee.Pestic.Sci.，1998，54，394-400)；2)加入乳化剂后可以适当减少通常乳化-去溶剂法所需要的乳液稳定剂，从而可以提高活性成分的含量，因为通常所用的乳液稳定剂具有增黏效果，加入后可以显著提高乳状液的黏度，限制了高含量活性成分分散体系的制备。

本发明中的制剂特殊之处在于在活性成分微囊化后不进行分离而直接在微囊化的基础上将微囊化体系制作成微囊悬浮种衣剂。

本发明中的制剂特殊之处在于所制得的产品为种衣剂，该种衣剂中的活性成分被微囊化，这种活性成分微囊化的种衣剂与普通种衣剂的区别在于避免了活性成分与种子和幼苗的大量直接接触，从而有效减少活性成分对种子和幼苗的可能伤害。

本发明中的制剂特殊之处在于所制得的产品为种衣剂，该种衣剂中的活性成分被微囊化，种子被包衣处理后，活性在种子周围的药膜中具有缓释功能，能延长活性成分的持效期。

实施例

为了更好的说明本发明，下面通过实施例予以进一步说明：

实施例1

第一步 微囊化

(1)水相配制：将乳液稳定剂羟乙基纤维素(FD 2000)加入到去离子水中，配制1.2％的水溶液80毫升，再加入2.0克乳化剂0203，搅拌使之完全溶解

(2)有机相配制：将1克聚甲基丙烯酸甲酯和1克戊唑醇20毫升二氯甲烷中，搅拌，使之充分溶解混合均匀

(3)乳化：将含有聚甲基丙烯酸甲酯和戊唑醇的二氯甲烷有机相倒入水相中，高速剪切乳化乳化至乳液的液滴直径在5微米以下，溶液呈白色乳状液。在高速剪切乳化过程中，如果乳状液的温度升高过快，可以用冰浴适当冷却，以减少有机溶剂的挥发

(4)微胶囊化：将上述乳状液在室温下进行搅拌(机械搅拌)，在此过程中二氯甲烷逐渐挥发，3小时后，逐渐升高反应温度至40℃，完全去除剩余的二氯甲烷，最终形成含有戊唑醇的微胶囊悬浮液

第二步 微囊悬浮

加入0.2克黄原酸胶和5.0克5％的聚苯丙乳液到第一步所得的微囊悬浮液中，充分搅拌使之混合均匀并使黄原酸胶完全溶解，再加入3.0克WLNO 100、1.0克Terwet 157、1.5克胭脂红、4克乙二醇和1.3克聚甲醛，搅拌使之混合均匀即得含有1％戊唑醇的微囊悬浮种衣剂。

实施例2

第一步 微囊化

(1)水相配制：将乳液稳定剂羟乙基纤维素(FD 2000)加入到去离子水中，配制1.2％的水溶液75.5毫升，再加入2.0克乳化剂1601，搅拌使之完全溶解

(2)有机相配制：将3.0克聚苯乙烯和3.0克苯醚甲环唑于50毫升二氯甲烷中，搅拌，使之充分溶解混合均匀

(3)乳化：将含有聚苯乙烯和苯醚甲环唑的二氯甲烷有机相倒入水相中，在冰浴冷却下高速剪切乳化乳化至乳液的液滴直径在5微米以下，溶液呈白色乳状液

(4)微胶囊化：将上述乳状液在室温下进行搅拌(机械搅拌)，在此过程中二氯甲烷逐渐挥发，4小时后，逐渐升高反应温度至40℃，完全去除剩余的二氯甲烷，最终形成含有苯醚甲环唑的微胶囊悬浮液。冷却，下步待用。

第二步 微囊悬浮

加入1.7克膨润土(细度<2微米)和2克改性淀粉到第一步所得的微囊悬浮液中，充分搅拌使之混合均匀，再加入3.0克NNO、2.8克AEO-3、1.5克玫瑰红、4.0克乙二醇和1.5克聚甲醛，搅拌使之混合均匀即得含有3％苯醚甲环唑的微囊悬浮种衣剂。

实施例3

第一步 微囊化

(1)水相配制：将乳液稳定剂羟丙基纤维素加入到去离子水中，配制1.8％的水溶液73.0毫升，再加入2.0克乳化剂603和0.7克乳化剂500#，搅拌使之完全溶解

(2)有机相配制：将3克聚苯乙烯-马来酸酐交替共聚物和3克腈菌唑于50毫升乙酸丁酯中，搅拌，使之充分溶解

(3)乳化：将含有聚苯乙烯-马来酸酐交替共聚物和腈菌唑的乙酸丁酯有机相倒入水相中，在冰浴冷却下高速剪切乳化乳化至乳液的液滴直径在5微米以下，溶液呈白色乳状液

(4)微胶囊化：将上述乳状液在室温下进行搅拌(机械搅拌)，在10mm Hg下减压搅拌3小时，逐渐升高反应温度至50℃，完全去除剩余的乙酸丁酯，最终形成含有腈菌唑的微胶囊悬浮液。冷却，下步待用。

第二步 微囊悬浮

加入1.8克羧甲基纤维素钠和5.0克聚乙二醇6000到第一步所得的微囊悬浮液中，充分搅拌使之混合均匀并使羧甲基纤维素钠完全溶解。再加入3.0克WLNO UK、1.5克平平加A-20、1.5克玫瑰红、4克甘油和1.5克柠檬酸钠，搅拌使之混合均匀即得含有3％腈菌唑的微囊悬浮种衣剂。

缓释动态试验

在室温下将一定量的微囊种衣剂加入到去离子水中，活性成分的加入量不超过其水在水中的溶解度的1/3，采用电磁搅拌，分别在第48和96小时取样测定去离子水中的活性成分含量。以相同辅料和相同含量活性成分制得的普通种衣剂为对照。

在本次缓释试验中，选取依本发明所制得的1％戊唑醇微囊化种衣剂1g(含戊唑醇0.01g，包覆率99％，室温时戊唑醇在水中的溶解度为32毫克/升)加入到1升水中，不停搅拌，在第48和96小时时分别取样10毫升，用0.45微米微孔滤膜过滤，HPLC法测定滤液中的戊唑醇浓度。以未微囊化的1％戊唑醇悬浮种衣剂为对照。结果见表1。

表1 1％戊唑醇微囊悬浮种衣剂在水中缓释动态

从表1可以看出在第48小时时1％戊唑醇微囊悬浮种衣剂中活性成分从微囊中的缓释比例(与对照相比)为9.59％，在第96小时时的缓释比例为18.5％。微囊化后，活性成分的缓释性能非常明显。

药害试验

本发明将三唑类杀菌剂微囊化的另一目的是减少药剂与种子和幼苗的直接接触，从而减少药剂对种子和幼苗的药害，尤其是减少低温胁迫下药剂对种子和幼苗的药害。

选取本发明所制得的1％戊唑醇微囊化种衣剂，按24g a.i./100公斤种子的比例将玉米种子包衣，播种在直径11厘米的小花盆中，每盆种5粒，覆土深度2厘米。在低温光照培养箱进行低温胁迫发芽试验，温度控制(15℃/12小时)+(光照—0℃/12小时+无光照)。在第10天测定发芽率，在相同包衣比例下，以种衣剂立克秀(含戊唑醇6％，拜耳作物科学公司产)为对照。测定结果见表2。

表2 1％戊唑醇微囊悬浮种衣剂对玉米的低温胁迫作用(第10天)

从表2可以看出本发明中的1％戊唑醇微囊悬浮种衣剂可以显著提高玉米种子的发芽率，避免低温胁迫下戊唑醇对玉米种子和幼苗的药害。

Claims (10)

1.一种具有缓释功能的微囊种衣剂，该种衣剂所含的活性成分为三唑类杀菌剂

2.根据权利要求1所述的活性成分，活性成分包括戊唑醇、苯醚甲环唑、三唑酮、己唑醇、烯唑醇、环唑醇、酰胺唑、腈菌唑、氟喹唑、羟菌唑、环菌唑中的一种或以上的混合物

3.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，活性成分的含量为0.1-50％重量百分比

4.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，将活性成分微囊化所用的高分子微囊壁材为聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯、聚苯乙烯-马来酸酐交替共聚物

5.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，本发明中所用的乳液稳定剂为各种纤维素衍生物如羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素，以及聚乙烯醇类化合物中的一种或几种

6.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，本发明中所用的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、苄基联苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、蓖麻油环氧乙烷加成物及其衍生物、松香酸环氧乙烷加成物及其类似物、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、烷基芳基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、芳基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐等中的一种或几种。

7.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，本发明中所用的分散剂为包括烷基萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠、烷基萘甲醛缩合物磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钾、油酸钠、烷基聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯基醚甲醛缩合物、烷基酚聚氧乙烯基醚壬基酚聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯基醚嵌段共聚物中的一种或几种。

8.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，本发明中所用的湿润剂为包括拉开粉、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

9.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，本发明中所用的悬浮稳定剂为黄原酸胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硅藻土、膨润土、凹凸棒土、轻质碳酸钙、白炭黑和陶土中的一种或多种。

10.根据权利要求1和2所述的微囊种衣剂，本发明中所用的种衣成膜剂选自改性淀粉、微晶纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯丙乳液、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙酸乙烯酯中的一种或多种。