CN104186465A - 水面漂浮型农药控制释放颗粒载体及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体及其用途，通过采用酸化处理生物碳质材料作为水面漂浮剂和缓释剂，采用碱性碳酸盐作为水面漂浮助剂，采用具有水溶性的高分子黏性材料作为用于颗粒成型的粘结剂，采用结构上含有亲水性阴离子基团和疏水性碳链的表面活性剂作为促进活性成分在水面均匀分布的扩散剂；从而克服了现有技术中的漂浮性载体对有机农药的吸附相对较弱，活性成分释放较快从而影响药效的问题，进而可获得能够较长时间在水面漂浮、且能够控制农药活性成分释放速率的颗粒载体，并用于制备能够在水田直接撒施的农药颗粒制剂。

Description

水面漂浮型农药控制释放颗粒载体及其用途

技术领域

本发明涉及农药制剂领域，尤其涉及一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体及其用途。

背景技术

现有水田用农药制剂多为乳油、粉剂、颗粒剂等传统剂型。由于大多数农药活性成分及载体(如硅酸盐类粘土)的密度大于水，施用后会很快沉入水底，导致农药活性成分的释放位置与目标作用位置不一致，影响农药药效发挥。例如，一些通过茎叶吸收发挥药效的除草剂沉入水底后，活性成分被水底沉积物吸附，无法发挥除草效果。同时，部分制剂中的活性成分释放较快，容易发生淋溶进入地下水，造成严重的环境污染问题。

为了提高水田用农药活性成分在释放位置上的精准性，专利CN1157113C中提出在农药组合物中加入比重小于1的封闭型陶瓷中空体，得到了可以直接施用于水田的水面漂浮性农药组合物。虽然专利说明中未明确该陶瓷中空体的具体化学组成，但是可以预见的是陶瓷制品通常难以降解，如果大量施用将长期漂浮水面，影响水田质量。专利CN1353572A中则采用珍珠岩、木粉、蛭石或塑料泡沫等作为水面漂浮剂，其中塑料泡沫同样存在难降解的问题，而珍珠岩、木粉等亲水性较好，被水浸透后将很快沉入水底，只能维持较短时间的漂浮状态。其它相关发明专利中也多采用类似的多孔性无机或有机载体以维持水面漂浮效果。

总体而言，现有技术中的漂浮性载体对有机农药的吸附相对较弱，活性成分的释放较快，而一旦集中释放后，大多数活性成分通常未能发挥药效，即偏离其目标作用位置。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体及其用途，以克服现有技术中的漂浮性载体对有机农药的吸附相对较弱，活性成分释放较快从而影响药效的问题，从而可获得能够较长时间在水面漂浮、且能够控制农药活性成分释放速率的颗粒载体，并用于制备能够在水田直接撒施的农药颗粒制剂。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中包括：用于水面漂浮剂和缓释剂的酸化处理生物碳质材料，用于水面漂浮助剂的碱性碳酸盐，用于颗粒成型的粘结剂和用于促进活性成分在水面均匀分布的扩散剂；

其中，所述粘结剂为一类具有水溶性的高分子黏性材料，所述扩散剂为一类结构上含有亲水性阴离子基团和疏水性碳链的表面活性剂。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述酸化处理生物碳质材料的质量百分比为10％～95％。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述碱性碳酸盐的质量百分比为1％～30％。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述粘结剂的质量百分比为0.1％～10％。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述扩散剂的质量百分比为0.1％～10％。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述酸化处理生物碳质材料是以稻草、秸秆、木屑或者树叶这些农业或者林业生产中废弃的生物质为原料，经200～500℃中低温、且隔绝氧气热解得到的碳化物，再经粉碎和酸化处理得到的一类多孔酸性高含碳粉状固体材料。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述碱性碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述粘结剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、黄原胶、明胶、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种。

上述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其中，所述扩散剂为烷基硫酸盐、烷基羧酸盐、烷基芳基磺酸盐、木质素磺酸盐的一种或多种。

一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体的用途，其中，在所述水面漂浮型农药控制释放颗粒载体成型前加入农药活性成分，以得到能够在水面漂浮、且能控制活性成分释放速率的农药颗粒制剂；

其中，所述农药活性成分是指具有杀虫、除草、抗菌及调节作物生长作用的化学物质。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，通过采用酸化处理生物碳质材料作为水面漂浮剂和缓释剂，采用碱性碳酸盐作为水面漂浮助剂，采用具有水溶性的高分子黏性材料作为用于颗粒成型的粘结剂，采用结构上含有亲水性阴离子基团和疏水性碳链的表面活性剂作为促进活性成分在水面均匀分布的扩散剂；从而克服了现有技术中的漂浮性载体对有机农药的吸附相对较弱，活性成分释放较快从而影响药效的问题，进而可获得能够较长时间在水面漂浮、且能够控制农药活性成分释放速率的颗粒载体，并用于制备能够在水田直接撒施的农药颗粒制剂。

本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体中应用酸化处理生物碳质材料，由于农业或林业废弃物热解得到的生物碳质材料对农药活性成分具有较强的吸附作用，从而可以利用这种吸附作用调控活性成分的释放速率，有利于提高活性成分利用率、减轻农药对环境的污染，同时，生物碳质材料作为农药载体本身密度较小，酸化后可与碳酸盐反应，在多孔材料内部形成气穴，可以使颗粒制剂在较长时间内保持水面漂浮的状态。

本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体的用途，通过在水面漂浮型农药控制释放颗粒载体成型前加入农药活性成分，从而得到能够在水面漂浮、且能控制活性成分释放速率的农药颗粒制剂，该制剂可以方便地撒施在水面上，具有延长农药药效、控制农药污染的效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明实施例1所得的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体在水面上的漂浮率曲线和本发明实施例2所得的苄嘧磺隆颗粒制剂的释放曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

本发明提供的一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体包括：用于水面漂浮剂和缓释剂的酸化处理生物碳质材料，用于水面漂浮助剂的碱性碳酸盐，用于颗粒成型的粘结剂和用于促进活性成分在水面均匀分布的扩散剂；

其中，粘结剂为一类具有水溶性的高分子黏性材料，扩散剂为一类结构上含有亲水性阴离子基团和疏水性碳链的表面活性剂。

在本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体中，酸化处理生物碳质材料的质量百分比为10％～95％，碱性碳酸盐的质量百分比为1％～30％，粘结剂的质量百分比为0.1％～10％，扩散剂的质量百分比为0.1％～10％。

在本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体中，酸化处理生物碳质材料是以稻草、秸秆、木屑或者树叶这些农业或者林业生产中废弃的生物质为原料，经200～500℃中低温、且隔绝氧气热解得到的碳化物，再经粉碎和酸化处理得到的一类多孔酸性高含碳粉状固体材料。该材料具有较为发达的孔隙结构和疏水性，对有机农药活性成分具有较高的吸附能力，可以控制活性成分的释放速率。同时，该材料堆积密度小、亲水性较弱，容易长时间漂浮水中。本发明中该酸化生物碳质材料具有水面漂浮剂和缓释剂的双重作用。

在本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体中，碱性碳酸盐为一类具有碱性的碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。该碳酸盐可与酸化生物碳质材料发生反应，释放出二氧化碳气体或氨气，并在颗粒载体内形成气穴，维持颗粒载体在水面的漂浮。本发明中该碱性碳酸盐具有水面漂浮助剂的作用。

在本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体中，粘结剂包括但不限于海藻酸钠、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、黄原胶、明胶、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种。这些水溶性高分子黏性材料可将粉状的酸化生物碳质材料和碱性碳酸盐粘结在一起，通过挤出造粒、干燥等造粒工艺，得到颗粒状载体。

在本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体中，扩散剂为烷基硫酸盐、烷基羧酸盐、烷基芳基磺酸盐、木质素磺酸盐的一种或多种。这些表面活性剂有助于促进农药活性成分在水面的扩散，使释放后的活性成分能够均匀分布在水面上。

一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体的用途，在水面漂浮型农药控制释放颗粒载体成型前加入农药活性成分，以得到能够在水面漂浮、且能控制活性成分释放速率的农药颗粒制剂；其中，农药活性成分是指具有杀虫、除草、抗菌及调节作物生长作用的化学物质。该制剂可以方便地撒施在水面上，具有延长农药药效、控制农药污染的效果。

实施例1：

称取500g干燥玉米秸秆，粉碎后分批放入数个坩埚中，盖上坩埚盖后，放入马弗炉，升温至350℃后，保温3h，降温待坩埚冷却至室温后，取出坩埚中残留的固体碳质材料。按20mL/g碳质材料的比例加入浓度为2mol/L的盐酸，连续浸泡24h后抽滤，将滤出的固体物烘干，粉碎过筛(<0.10mm)，得到酸化生物碳质材料105g。

取酸化生物碳质材料50g，分别与10g碳酸氢钠、2g木质素磺酸钠掺混均匀后，喷洒含2g海藻酸钠的粘结剂水溶液，得到潮湿粉料，采用摇摆式造粒机制得平均粒径0.30mm左右的颗粒，干燥得颗粒载体。

取上述颗粒载体1g(m0)，放入盛有100mL水的烧杯中，在不同时间下，测定沉入水底的颗粒载体质量(mt，g)，则颗粒载体在水中的漂浮率等于

$\frac{(m_0-m_1)}{m_0}\&times;100\%$

绘制漂浮率随时间变化的漂浮率曲线。

实施例2：

取实施例1中所述酸化生物碳质材料材料50g，分别与10g碳酸氢钠、2g木质素磺酸钠掺混均匀后，掺入15g苄嘧磺隆原药，喷洒含2g海藻酸钠的粘结剂水溶液，得到潮湿粉料，采用摇摆式造粒机制得平均粒径0.30mm左右的苄嘧磺隆颗粒，干燥得苄嘧磺隆颗粒制剂。取样测得颗粒制剂中的苄嘧磺隆含量为18.0％。

取苄嘧磺隆颗粒剂40mg(苄嘧磺隆含量为7.2mg(M₀))，放入盛有300mL蒸馏水的具塞锥形瓶中。将锥形瓶放入25℃水浴中恒温振荡。间隔一定时间后取水样分析其中的苄嘧磺隆浓度，计算释放到水中的苄嘧磺隆质量M_t。据此，计算不同时间下的苄嘧磺隆释放率(M_t/M₀×100％)，绘制释放率随时间变化的释放曲线。

图1是本发明实施例1所得的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体在水面上的漂浮率曲线和本发明实施例2所得的苄嘧磺隆颗粒制剂的释放曲线；如图所示，图上分别体现了本发明所得载体在水面的持续漂浮效果和颗粒剂对农药活性成分具有明显的控制释放作用。

综上所述，本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，通过采用酸化处理生物碳质材料作为水面漂浮剂和缓释剂，采用碱性碳酸盐作为水面漂浮助剂，采用具有水溶性的高分子黏性材料作为用于颗粒成型的粘结剂，采用结构上含有亲水性阴离子基团和疏水性碳链的表面活性剂作为促进活性成分在水面均匀分布的扩散剂；从而克服了现有技术中的漂浮性载体对有机农药的吸附相对较弱，活性成分释放较快从而影响药效的问题，进而可获得能够较长时间在水面漂浮、且能够控制农药活性成分释放速率的颗粒载体，并用于制备能够在水田直接撒施的农药颗粒制剂。

本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体中应用酸化处理生物碳质材料，由于农业或林业废弃物热解得到的生物碳质材料对农药活性成分具有较强的吸附作用，从而可以利用这种吸附作用调控活性成分的释放速率，有利于提高活性成分利用率、减轻农药对环境的污染，同时，生物碳质材料作为农药载体本身密度较小，酸化后可与碳酸盐反应，在多孔材料内部形成气穴，可以使颗粒制剂在较长时间内保持水面漂浮的状态。

本发明提供的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体的用途，通过在水面漂浮型农药控制释放颗粒载体成型前加入农药活性成分，从而得到能够在水面漂浮、且能控制活性成分释放速率的农药颗粒制剂，该制剂可以方便地撒施在水面上，具有延长农药药效、控制农药污染的效果。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化以及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，包括：用于水面漂浮剂和缓释剂的酸化处理生物碳质材料，用于水面漂浮助剂的碱性碳酸盐，

用于颗粒成型的粘结剂和用于促进活性成分在水面均匀分布的扩散剂；

其中，所述粘结剂为一类具有水溶性的高分子黏性材料，所述扩散剂为一类结构上含有亲水性阴离子基团和疏水性碳链的表面活性剂。

2.如权利要求1所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述酸化处理生物碳质材料的质量百分比为10％～95％。

3.如权利要求1所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述碱性碳酸盐的质量百分比为1％～30％。

4.如权利要求1所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述粘结剂的质量百分比为0.1％～10％。

5.如权利要求1所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述扩散剂的质量百分比为0.1％～10％。

6.如权利要求1或2所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述酸化处理生物碳质材料是以稻草、秸秆、木屑或者树叶这些农业或者林业生产中废弃的生物质为原料，经200～500℃中低温、且隔绝氧气热解得到的碳化物，再经粉碎和酸化处理得到的一类多孔酸性高含碳粉状固体材料。

7.如权利要求1或3所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述碱性碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。

8.如权利要求1或4所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述粘结剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、黄原胶、明胶、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种。

9.如权利要求1或5所述的水面漂浮型农药控制释放颗粒载体，其特征在于，所述扩散剂为烷基硫酸盐、烷基羧酸盐、烷基芳基磺酸盐、木质素磺酸盐的一种或多种。

10.一种水面漂浮型农药控制释放颗粒载体的用途，其特征在于，在所述水面漂浮型农药控制释放颗粒载体成型前加入农药活性成分，以得到能够在水面漂浮、且能控制活性成分释放速率的农药颗粒制剂；

其中，所述农药活性成分是指具有杀虫、除草、抗菌及调节作物生长作用的化学物质。