精炼矿物油乳剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种精炼矿物油乳剂,尤其涉及一种适用于农药药液乳化的精炼矿物油乳剂及其制备方法和应用,属于农药助剂领域。
背景技术
早在1865年,即世界上第一口油井开采后的第6年,未经乳化的煤油就开始用于控制柑橘树上的介壳虫;20世纪20年代,润滑油加乳化剂开始应用于柑橘树和落叶果树,并成为果园冬季清园的主要药剂。20世纪70~80年代,C21-C25窄馏程喷淋油已经广泛应用在多种害虫的常年控制上。从20世纪90年代起,农用喷淋油开始使用高度精炼的白油做有效成分,使得农用喷淋油达到食品级。
在国外,澳大利亚以及法国等国家已将新型窄馏程矿物油广泛用于防治果树、蔬菜、花卉等作物上的多种害虫和病害。矿物油作为喷雾助剂对农药的增效作用主要体现在以下几个方面:1.能提高药液的附着性和协助杀虫剂穿透植物表面的蜡质层,从而增加化学农药的效果;2.可增强对害虫表皮的渗透,保持化学农药喷到植物上后的稳定性,降低挥发和雾滴的漂移。3.能封闭害虫体表用以呼吸的气孔,使害虫窒息。
目前,国内外有不少矿物油类乳剂的产品,也有不少矿物油类乳剂专利技术申请,如CN1792153A、CN1742576A、CN1806542A等,都是涉及农业目的应用的,而这些专利中采用的矿物油为脱芳烃的精炼白油,对非磺化值(UR)、含硫化合物含量、色泽透明度、石蜡油含量、10%~90%馏分馏程范围、黏度、50%馏出物沸点和倾点等指标均未做详细限制,且对上述指标对药害影响的大小均未进行说明。同时目前的多数矿物油类乳剂产品在使用时与其他农药药液产品互溶性较差,要求使用时进行持续和均匀的搅拌,这对产品的推广应用造成了不便,喷洒时适用面窄,沉积量小,不耐雨水冲刷,利用率较低。
发明内容
为了克服上述技术缺陷,本发明提供了一种精炼矿物油乳剂及其制备方法和应用,该矿物油乳剂由合适指标的矿物油及乳化剂组成,与多种农药药液互溶性好,经乳化后的药液附着性、润湿性和耐雨水冲刷能力等均明显提高。
本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种精炼矿物油乳剂,由占该精炼矿物油乳剂总重量90~97wt.%的精炼矿物油和余量乳化剂组成;
其中所述精炼矿物油中70wt.%以上含量的是碳链分布为C21~C25的石蜡油,且该精炼矿物油的理化性质如下:非磺化值为92~99%,10~90wt.%的馏分馏程范围小于50℃(即从10wt.%馏分馏出点温度到90wt.%馏分馏出点温度的差值小于50℃),40℃下的运动黏度为6~15cst,50wt.%馏出物沸点为210~220℃,倾点小于-10℃;
所述乳化剂为斯盘系列乳化剂、吐温系列乳化剂和以聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚为主要重复单元主链结构的非离子表面活性剂及离子表面活性剂中的至少一种。
其进一步的技术方案为:
所述精炼矿物油中不含芳香烃和含硫化合物,色泽透明,色度小于0.5,非磺化值为99%,40℃下的运动黏度为8.5cst,50wt.%馏出物沸点为220℃。
所述以聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚为主要重复单元主链结构的非离子表面活性剂及离子表面活性剂为:环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯聚醚及其硫酸盐或磷酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐磷酸盐、苯乙烯苯酚甲醛树脂聚氧乙烯醚磷酸酯盐和苯乙烯基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚的至少一种。
所述壬基酚聚氧乙烯醚为NP系列的壬基酚聚氧乙烯醚,所述脂肪醇聚氧乙烯醚为AEO系列的脂肪醇聚氧乙烯醚。
此外本发明还提供了一种所述的精炼矿物油乳剂的制备方法:称取90~97wt.%的精炼矿物油,并将余量的乳化剂溶解于所述精炼矿物油中,以200~1000 r/min的转速搅拌20~60min,混合均匀后得到所述精炼矿物油乳剂。
此外本发明还提供了一种所述的精炼矿物油乳剂的应用,所述精炼矿物油乳剂用于农药药液的乳化。
本发明的有益技术效果为:该矿物油乳剂对其组分中的精炼矿物油的非磺化值、石蜡含量、倾点、10~90wt.%馏分馏程范围和50wt.%馏出物沸点等进行了详细限制,并对适合此精炼矿物油的乳化剂进行了限制,制备所得精炼矿物油乳剂与其他农药药液产品配伍性强,适用面宽,使用时不需要进行持续和均匀的搅拌;经该乳剂乳化后的农药药液,其表面张力降低、药液附着性提高、药液润湿性和耐雨水冲刷能力等有明显改善,提高了药液的利用率;此外该乳剂闪点高,生产储存及使用均安全,且其易降解,不会对产生者、使用者及环境产生危害和污染。
具体实施方式
以下结合具体的制备实施例和应用实施例对本发明做出详细说明,但所述具体实施例和应用实施例仅用于说明本发明,并不限制本发明。下述实施例中所述实验方法和检测方法,如无特殊说明,均为本领域常规技术方法;所述试剂和药品,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
本发明以精炼矿物油的重量百分含量分别为90wt.%、95wt.%和97 wt.%,配合不同种类乳化剂制备而得的7个精炼矿物油乳剂为具体实施例,对本发明技术方案做出详细说明与验证。各实施例样品组成见表1,其理化性质指标和持留量见表2。其中,表1中所述乳化剂分别为Y1为十二烷基苯磺酸钙(农乳500#,属于烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐磷酸盐),Y2为苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚(农乳600#),Y3为烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚(农乳700#),Y4为苯乙烯基苯酚甲醛树脂环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚醚(宁乳33#),Y5为苯乙烯苯酚甲醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚醚(宁乳34#),Y6为山梨糖醇酐油酸酯(Span80)。本发明中各百分含量数值如无特殊说明,均为重量百分含量。
称取表1中所示含量的精炼矿物油,并将余量的乳化剂溶解于所述精炼矿物油中,以200~1000 r/min的转速搅拌20~60min,混合均匀后得到所述各实施例的精炼矿物油乳剂。
表1 各实施例及对比例精炼矿物油乳剂配方
使用根据表1中对比例和各实施例制备所得的精炼矿物油乳剂,对经过稀释200倍后的农药药液进行乳化,所得将乳化后的药液的理化性质和持留量大小见表2和表3,其中与本发明有关的理化性质主要为乳化后药液的表面张力和接触角,且接触角和持留量的大小分别在三种不同材质表面进行验证,本发明选用塑胶板、石蜡和苹果叶。
表2 样品200倍药液的理化性质
表3 样品200倍药液的持留量
从表2和表3可以看出,添加乳化剂后药液的润湿扩展性明显改善,实施例7样品稀释200倍的药液表面张力比其他实施例样品高约1 mN/m,而其他实施例样品稀释200倍药液的表面张力值相差不超过0.3 mN/m,说明乳化剂的添加量为5%以上时,样品稀释液中乳化剂的浓度已达到其临界胶束浓度值(CMC),随着乳化剂浓度的增加,溶液的表面张力保持不变。
接触角和持留量实验结果表明,实施例7样品在三种表面上的润湿性与其他实施例样品相比较差,而实施例5样品的润湿性最好,其药液在塑胶板、石蜡和苹果叶上的沉积量比对比例0分别提高了约38%、44%和53%。
因此我们选取实施例5制备所得的95%精练矿物油乳剂作为实际应用的一种矿物油乳剂,用于田间施药模式的研究,用于防治梨树桃小食心虫和桃树蚜虫,并确定田间施药模式,防效情况见表4和表5。其中表4中20%氰戊·马拉松EC中含有氰戊菊酯5%、马拉硫磷15%,购自天津汉邦集团;表5中10%吡虫啉WP购自河北威远生化有限公司。
其中各乳剂的稀释倍数、药液的稀释倍数和乳剂的添加量均如表4和表5中注明所示。
表4 95%矿物油乳剂防治梨树桃小食心虫试验结果
表5 95%矿物油乳剂防治桃树蚜虫试验结果
田间药效试验表明,在使用添加本发明所述乳剂的药剂进行防治桃小食心虫时,采用20%氰戊·马拉松EC稀释2000倍液+95%矿物油乳剂(添加量5ml/L)或者20%氰戊.马拉松EC稀释1500倍液+95%矿物油乳剂(添加量3ml/L)的防治率可以达到70%以上;在使用添加本发明所述乳剂的药剂进行蚜虫防治时,采用10%吡虫啉WP稀释6000倍液+95%矿物油乳剂(添加量3ml/L)的防治率能够达到90%以上,可以减少用药量50%。
本发明所述精炼矿物油乳剂中精炼矿物油的非磺化值高、馏程窄、其中含有石蜡油的含量在70%以上且该石蜡油的含碳原子数在21到25之间,且对其倾点和50wt.%馏出物沸点进行了限定,其避免了非磺化值越低则药害可能性越高,含碳原子数低于15则可能产生急性药害,含碳原子数高于27则可能产生慢性药害等问题。同时对适合此种精炼矿物油的乳化剂进行了限制,制备所得精炼矿物油乳剂与农药药液产品配伍性强,适用面宽,使用时不需要进行持续和均匀的搅拌;经该乳剂乳化后的农药药液,其表面张力降低、药液附着性提高、药液润湿性和耐雨水冲刷能力等有明显改善,提高了药液的利用率;此外该乳剂闪点高,生产储存及使用均安全,且其易降解,不会对产生者、使用者及环境产生危害和污染。