CN105052902A - 缓控释农药纳米乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了缓控释农药纳米乳液及其制备方法，该缓控释农药纳米乳液包括：农药有效成分和载体，其中，所述农药有效成分为非水溶性农药，所述载体为聚氨酯。该缓控释农药纳米乳液以非水溶性农药为农药活性成分，体系稳定性和分散性好，缓释性突出，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

Description

缓控释农药纳米乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料和药物控释制剂技术领域，具体地，涉及缓控释农药纳米乳液及其制备方法。

背景技术

目前农药的广泛使用一方面有利于植物生长和病虫害防治，大大提高了农业的产出，另一方面却由于高毒性、高残留等给自然环境和人类健康造成了危害。传统的农药剂型存在大量使用有机溶剂、粉尘漂移、分散性差、药物流失率高等缺陷，随着人类对环境友好和可持续发展意识的提高，安全、高效、绿色的农药新剂型的研究与开发备受关注。

利用纳米材料和技术作为载体和支撑构建纳米载药系统，制备新型的水性缓控释纳米农药制剂，是克服传统农药剂型缺陷的有效途径。与传统农药剂型相比，缓控释纳米农药中农药有效成分释放慢，速度可控，且传递效率高、药效好，安全性高。

然而，目前非水溶性农药的缓控释纳米制剂的制备方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种以非水溶性农药为农药活性成分，且体系稳定性好，分散性好，生物利用率高，可降解，对环境污染少的水性缓控释纳米农药。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

生物农药如阿维菌素类和仿生农药如氯氟氰菊酯类是典型的非水溶性农药，二者高效、广谱，适用作物广泛，目前二者的主要剂型为乳油，其含有大量有机溶剂，生产和使用过程中造成资源浪费和环境污染。此外，前者光稳定性差，易受光照和土壤微生物作用加速氧化降解，造成药效损失，需要提高环境稳定性；后者极难溶于水，分散性很差，使用过程中药物流失率高，需要提高分散性和生物利用率。而应用纳米载药技术，将非水溶性农药制成以水为介质的缓控释剂，是解决上述问题的有效手段之一。

进一步，发明人意外发现，以聚氨酯作为载体材料有很多优点：(1)聚氨酯分子链结构分为硬段和软段，可能形成微区结构，有利于农药的负载；(2)聚氨酯的合成原料品种多，来源广，可以根据农药的特性对聚氨酯载体分子结构进行特殊设计，有利于药剂在叶片表面的粘附和沉积；(3)聚氨酯分子中的氨基甲酸酯键可以与其他化合物形成氢键，有利于药物的缓控释。

因而，在本发明的一个方面，本发明提供了一种缓控释农药纳米乳液。根据本发明的实施例，该缓控释农药纳米乳液包括：农药有效成分和载体，其中，所述农药有效成分为非水溶性农药，所述载体为聚氨酯。

发明人惊奇地发现，本发明的缓控释农药纳米乳液以非水溶性农药为农药活性成分，体系稳定性和分散性好，缓释性突出，叶面沉积率高，农药活性长，药物流失率低，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

在本发明的另一方面，本发明还提供了一种制备缓控释农药纳米乳液的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将非水溶性农药负载到聚氨酯内，制成缓控释农药纳米乳液。由此，能够有效地制备获得水性可降解缓控释农药纳米乳液，且获得的缓控释农药纳米乳液中非水溶性农药缓释性突出，在施药植物的叶面沉积率高，农药活性长，药物流失率低，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

在本发明的又一方面，本发明还提供了一种缓控释农药纳米乳液。根据本发明的实施例，该缓控释农药纳米乳液通过前面所述的制备缓控释农药纳米乳液的方法制备获得的。

根据本发明的实施例，本发明的缓控释农药纳米乳液体系稳定性和分散性好，对非水溶性农药的缓释作用好，在施药植物的叶面沉积率高，农药活性长，药物流失率低，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例1制备的阿维菌素/聚氨酯纳米乳液的透射电子显微镜照片，平均水合粒径为50nm；

图2是本发明实施例5制备的甲氧基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液的透射电子显微镜照片，平均水合粒径为95nm；

图3是本发明实施例7制备的羟基封端型高效氯氟氰菊酯/聚氨酯纳米乳液的透射电子显微镜照片，平均水合粒径为44nm。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种缓控释农药纳米乳液。根据本发明的实施例，该缓控释农药纳米乳液包括：农药有效成分和载体，其中，所述农药有效成分为非水溶性农药，所述载体为聚氨酯。其中，优选地，所述载体为植物油基聚氨酯。发明人惊奇地发现，本发明的缓控释农药纳米乳液以非水溶性农药为农药活性成分，体系稳定性和分散性好，缓释性突出，叶面沉积率高，农药活性长，药物流失率低，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

根据本发明的实施例，所述聚氨酯为可降解型聚氨酯。由此，缓控释农药纳米乳液可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

根据本发明的实施例，所述非水溶性农药为选自生物农药和仿生农药的至少一种。其中，根据本发明的一些具体示例，所述生物农药为选自阿维菌素和伊维菌素的至少一种。根据本发明的另一些实施例，所述仿生农药为选自氟氯氰菊酯和氯氟氰菊酯(也可以称为“高效氟氯氰菊酯和高效氯氟氰菊酯”)的至少一种。

在本发明的另一方面，本发明还提供了一种制备缓控释农药纳米乳液的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将非水溶性农药负载到聚氨酯内，制成缓控释农药纳米乳液。由此，能够有效地制备获得水性可降解缓控释农药纳米乳液，且获得的缓控释农药纳米乳液中非水溶性农药缓释性突出，在施药植物的叶面沉积率高，农药活性长，药物流失率低，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

根据本发明的实施例，所述聚氨酯未封端型聚氨酯，所述方法包括以下步骤：

在有机锡存在的条件下，使多元醇化合物、异氰酸酯单体、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂发生聚合反应，以便获得聚氨酯预聚体；

将所述聚氨酯预聚体依次进行加碱中和、加水相反转和第一减压蒸馏处理，以便获得聚氨酯乳液；

将所述非水溶性农药进行溶解，以便获得农药溶液；

将所述聚氨酯乳液与所述农药溶液混合，以便获得液体混合物；

将所述液体混合物进行乳化处理，以便获得经过乳化处理的混合液体；以及

将所述混合液体进行第二减压蒸馏处理，以便获得所述缓控释农药纳米乳液。

由此，获得的缓控释农药纳米乳液体系稳定性和分散性好，缓释性突出，且不含有机溶剂，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

根据本发明的实施例，所述异氰酸酯单体的-NCO总和与所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总和的摩尔比大于1(即-NCO/-OH>1)。根据本发明的一些优选实施例，所述多元醇化合物的-OH摩尔量为所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总摩尔量的20～80％。根据本发明的另一些实施例，在所有原料中，所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的总质量含量为2～10％。根据本发明的实施例，可以通过小范围调节小分子扩链剂和含亲水基扩链剂的比例，使得所有原料中所述含亲水基扩链剂的质量含量为2～8％。由此，制备获得的聚氨酯粒径小，有机溶剂含量少，安全性好，对非水溶性农药的载药量和包封率高。

根据本发明的实施例，所述聚氨酯为烷氧基封端型聚氨酯，所述方法包括以下步骤：

在有机锡存在的条件下，使多元醇化合物、异氰酸酯单体、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂发生聚合反应，以便获得聚氨酯预聚体；

在有机锡存在的条件下，将所述聚氨酯预聚体与单羟基化合物接触，以便获得烷氧基封端型聚氨酯预聚体；

将所述非水溶性农药进行溶解，以便获得农药溶液；

将所述烷氧基封端型聚氨酯预聚体与所述农药溶液混合，以便获得混合液体；以及

将所述混合液体依次进行第一减压蒸馏、加碱中和、加水相反转和第二减压蒸馏处理，以便获得所述缓控释农药纳米乳液。

由此，制备获得的缓控释农药纳米乳液体系稳定性和分散性好，缓释性突出，且不含有机溶剂，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

根据本发明的实施例，所述异氰酸酯单体的-NCO总和与所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总和的摩尔比大于1(即-NCO/-OH>1)。根据本发明的一些优选实施例，所述多元醇化合物的-OH摩尔量为所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总摩尔量的20～80％。根据本发明的另一些实施例，在所有原料中，所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的总质量含量为2～10％。根据本发明的实施例，可以通过小范围调节小分子扩链剂和含亲水基扩链剂的比例，使所有原料中所述含亲水基扩链剂的质量含量为2～8％。根据本发明的另一些实施例，在所有原料中，单羟基化合物用量为所述异氰酸酯单体的-NCO摩尔总量与所述多元醇化合物、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂的-OH摩尔总量的差的1.2～5倍。由此，制备获得的聚氨酯粒径小，有机溶剂含量少，安全性好，对非水溶性农药的载药量和包封率高。

根据本发明的实施例，所述聚氨酯为羟基封端型聚氨酯，所述方法包括以下步骤：

在有机锡存在的条件下，使多元醇化合物、异氰酸酯单体、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂发生聚合反应，以便获得羟基封端型聚氨酯预聚体；

将所述非水溶性农药进行溶解，以便获得农药溶液；

将所述羟基封端型聚氨酯预聚体与所述农药溶液混合，以便获得混合溶液；以及

将所述混合溶液依次进行第一减压蒸馏、加碱中和、加水相反转和第二减压蒸馏处理，以便获得所述缓控释农药纳米乳液。

由此，制备获得的缓控释农药纳米乳液体系稳定性和分散性好，缓释性突出，且不含有机溶剂，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

根据本发明的实施例，所述异氰酸酯单体的-NCO总和与所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总和的摩尔比小于1(即-OH/-NCO>1)。根据本发明的一些优选实施例，所述多元醇化合物的-OH摩尔量为所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总摩尔量的20～80％。根据本发明的另一些实施例，在所有原料中，所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的总质量含量为2～10％。根据本发明的实施例，可以通过小范围调节小分子扩链剂和含亲水基扩链剂的比例，使得所有原料中含亲水基扩链剂的质量含量为2～8％。由此，制备获得的聚氨酯粒径小，有机溶剂含量少，安全性好，对非水溶性农药的载药量和包封率高。

根据本发明的实施例，所述多元醇化合物为选自蓖麻油、羟基化改性棉籽油、羟基化改性菜籽油、羟基化改性大豆油、羟基化改性葵花籽油、羟基化改性玉米油、羟基化改性亚麻籽油、聚酯二元醇和聚醚二元醇的至少一种，优选为蓖麻油和选自聚酯二元醇和聚醚二元醇的至少一种的混合物。由于原料之一为可再生资源，由此，不仅节省了石油资源，而且赋予聚氨酯载体可降解特性。其中，需要说明的是，平均一个蓖麻油分子中含有2.7个羟基，因而可以直接采用作为多元醇化合物；而其他植物油例如菜籽油、棉籽油、大豆油、葵花籽油、玉米油、亚麻籽油等由于不含羟基，需要先通过化学反应引入羟基后才能使用。

根据本发明的实施例，所述异氰酸酯单体为选自芳香族异氰酸酯化合物和脂肪族异氰酸酯化合物的至少一种。根据本发明的一些具体示例，所述芳香族异氰酸酯化合物为选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸、苯二亚甲基二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的至少一种。根据本发明的另一些具体示例，所述脂肪族异氰酸酯化合物为选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯的至少一种。由此，可通过选用不同结构异氰酸酯单体或不同结构异氰酸酯单体的组合、以及它们与所述多元醇化合物的投料比，能够实现对聚氨酯载体硬段和软段结构及氢键密度的控制，显著提高农药的负载率、药剂在叶片表面的铺展、以及药剂的缓控释性能。

根据本发明的实施例，所述小分子扩链剂为选自二元醇类化合物和二元胺类化合物的至少一种。根据本发明的一些具体示例，所述二元醇类化合物为选自乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇和一缩二乙二醇的至少一种。根据本发明的另一些实施例，所述二元胺类化合物为选自乙二胺、丁二胺、己二胺、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺和3，3’-二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺的至少一种。由此，可通过选用不同小分子扩链剂或小分子扩链剂的组合，对聚氨酯载体分子量以及制剂的表面张力进行调控，能够有效提高药剂在叶片表面的粘附和沉积。

根据本发明的实施例，所述含亲水基扩链剂为选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、1，2-二羟基-3-丙磺酸钠和1，4-丁二醇-2-磺酸钠的至少一种。由此，可通过选用含亲水基扩链剂或含亲水基扩链剂的组合，有效实现药剂的纳米化和高稳定性。

根据本发明的实施例，所述非水溶性农药为选自生物农药和仿生农药的至少一种。根据本发明的一些实施例，所述生物农药为选自阿维菌素和伊维菌素的至少一种。根据本发明的另一些实施例，所述仿生农药为选自氟氯氰菊酯和氯氟氰菊酯的至少一种。

根据本发明的实施例，利用沸点低于100℃的有机溶剂将所述非水溶性农药进行溶解。由此，易于进行后续步骤。根据本发明的一些具体示例，所述有机溶剂为选自丙酮、丁酮、乙酸乙酯和二氯甲烷的至少一种。

根据本发明的实施例，本发明的方法进一步包括：利用水将所述缓控释农药纳米乳液稀释至重量固含量为10％-50％。需要说明的是，具体稀释度，可以根据实际需要灵活掌握。

根据本发明的实施例，所述缓控释农药纳米乳液中载药微粒的平均水合粒径为20-300nm，聚氨酯对所述非水溶性农药的载药量可达60％，包封率不小于85％。

在本发明的又一方面，本发明还提供了一种缓控释农药纳米乳液。根据本发明的实施例，该缓控释农药纳米乳液通过前面所述的制备缓控释农药纳米乳液的方法制备获得的。根据本发明的实施例，本发明的缓控释农药纳米乳液体系稳定性和分散性好，对非水溶性农药的缓释作用好，在施药植物的叶面沉积率高，农药活性长，药物流失率低，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

此外，根据本发明的实施例，本发明的可降解缓控释农药纳米乳液，其农药剂型以水为介质、以可降解蓖麻油型聚氨酯作为载体，不含有机溶剂；使用过程中农药从载体中缓慢地可控释放，解决了非水溶性农药难溶于水及分散性差的问题，减少了光照和土壤微生物作用造成的氧化分解，提高了生物利用率，降低了环境污染，同时使用时可减少施药次数，降低农药成本。

根据本发明的实施例，农药有效成分为非水溶性农药；载体材料为一种可降解蓖麻油型聚氨酯。通过溶逸包覆法或原位相反转乳化法，在无皂或使用乳化剂的条件下，将非水溶性农药负载到聚合物载体内，形成水性农药纳米乳液。使用过程中农药从载体中缓慢释放出来，使药效得到充分发挥，提高了生物利用率。

根据本发明的实施例，载药乳液的重量固含量为10％-50％，载药微粒的平均水合粒径为20-300nm，载体对农药的载药量可达60％，包封率不小于85％。

根据本发明的实施例，非水溶性农药包括生物农药，如阿维菌素、伊维菌素等；仿生农药，如高效氟氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯等。

根据本发明的实施例，载体材料蓖麻油型聚氨酯的原料至少包括以下部分：(1)多元醇化合物：包括蓖麻油、聚酯二元醇和聚醚二元醇中的一种或几种的组合；(2)异氰酸酯单体：包括所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸、苯二亚甲基二异氰酸酯及多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或几种的组合；(3)小分子扩链剂：包括乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、一缩二乙二醇或二元胺类化合物中的一种或几种的组合；(4)含亲水基扩链剂：包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、1，2-二羟基-3-丙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠中的一种或几种的组合。

根据本发明的实施例，本发明提供了一种可降解缓控释农药纳米乳液的制备方法，其合成配方为-NCO/-OH>1，工艺为：制备蓖麻油型聚氨酯乳液作为载体，聚合结束后通过溶逸包覆法，在溶剂蒸除过程中载体包覆农药制成可降解缓控释农药纳米乳液。具体地，根据本发明的实施例，该方法包括如下步骤：(1)将二异氰酸酯、蓖麻油、二元醇和有机锡催化剂加入到反应瓶中，温度70-85℃，在搅拌下反应1-3h；然后将含亲水基扩链剂和小分子扩链剂加入到反应瓶中继续反应3-4h，并加入少量溶剂降粘。(2)降温，温度30-40℃，加入碱中和至中性。(3)在室温搅拌下缓慢加入去离子水进行相反转。(4)减压蒸除溶剂，得到蓖麻油型聚氨酯乳液。(5)将农药溶于适量溶剂中，然后将所得蓖麻油型聚氨酯乳液滴加到上述含药溶液中，同时强力搅拌或超声使体系乳化均匀。(6)减压蒸除溶剂，并根据粘度加入适量去离子水稀释，得到可降解缓控释农药纳米乳液。所得乳液的重量固含量为10％-50％，平均水合粒径在30-80nm；载体对农药的载药量可达60％，包封率不小于85％。

根据本发明的实施例，本发明还提供了一种可降解缓控释农药纳米乳液的制备方法，其中在蓖麻油型聚氨酯载体合成配方中-NCO/-OH>1，聚合结束后然后用过量伯醇对预聚体端基-NCO进行封端，得到烷氧基封端型聚氨酯，最后通过原位相反转乳化技术，在相反转过程中将农药包覆在载体内，制成烷氧基封端型可降解缓控释农药纳米乳液。具体地，根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：(1)将二异氰酸酯、蓖麻油、二元醇和有机锡催化剂加入到反应瓶中，温度70-85℃，在搅拌下反应1-3h；然后将含亲水基扩链剂和小分子扩链剂加入到反应瓶中继续反应3-4h，并加入少量溶剂降粘。(2)降温至60℃，加入一定量的单羟基化合物如伯醇于反应体系中，并补加有机锡催化剂，反应2-3h。(3)将农药溶于适量溶剂中，然后将含药溶液加入到体系中，蒸发回收溶剂至适宜粘度。(4)降温至30-40℃，加入碱中和至中性。(5)在室温搅拌下缓慢加入去离子水进行相反转。(6)减压蒸除有机溶剂，得到烷氧基封端型缓控释农药纳米乳液。所得乳液的重量固含量为10％-50％，平均水合粒径80-300nm；载体对农药的载药量可达60％，包封率不小于85％。

根据本发明的实施例，本发明还提供了一种可降解缓控释农药纳米乳液的制备方法，其中在蓖麻油型聚氨酯载体合成配方中-OH/-NCO>1，聚合结束后得到羟基封端型聚氨酯，通过原位相反转乳化技术，在相反转过程中将农药包覆在载体内，制成羟基封端型可降解缓控释农药纳米乳液。具体地，根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：(1)将蓖麻油、二元醇、含亲水基扩链剂和小分子扩链剂加入到反应瓶中，升温至70-85℃，然后在搅拌下加入二异氰酸酯和有机锡催化剂，反应4-5h。(2)将农药溶于适量溶剂中，然后将含药溶液加入到上述体系中，蒸发回收溶剂至适宜粘度。(3)降温至30-40℃，加入碱中和至中性。(4)在室温搅拌下缓慢加入去离子水进行相反转。(5)减压蒸除有机溶剂，得到羟基封端型缓控释农药纳米乳液。所得乳液的重量固含量为10％-50％，平均水合粒径在20-100nm；载体对阿维菌素的载药量可达60％，包封率不小于85％。

需要说明的是，与现有农药制剂与技术相比，本发明的缓控释农药纳米乳液及其制备方法具有下列优点的至少之一：

1、本发明的可降解缓控释农药纳米乳液的载药微球平均粒径为20-300nm，粒径分布窄，稳定性好。

2、本发明的可降解缓控释农药纳米乳液的载体为可降解的生物基高分子材料—蓖麻油型聚氨酯，不会造成环境污染，并且蓖麻油代替部分石油基聚醚多元醇还可以节约石油资源。

3、本发明的可降解缓控释农药纳米乳液解决了非水溶性农药在水中难以分散的问题，不含有机溶剂，环境友好。

4、本发明的可降解缓控释农药纳米乳液载药量可达60％，包封率不小于85％，通过农药的缓慢释放可以维持较长的给药时间，减少光照和微生物造成的氧化分解，减少给药次数，从而提高生物利用率，减少农药用量，降低了农药成本。

5、本发明的可降解缓控释农药纳米乳液制备方法简单，易于进行工业化生产。

6、以聚氨酯作为载体材料有很多优点：(1)聚氨酯分子链结构分为硬段和软段，可能形成微区结构，有利于农药的负载；(2)聚氨酯的合成原料品种多，来源广，可以根据农药的特性对聚氨酯载体分子结构进行特殊设计，有利于药剂在叶片表面的粘附和沉积；(3)聚氨酯分子中的氨基甲酸酯键可以与其他化合物形成氢键，有利于药物的缓控释。

7、本发明的缓控释农药纳米乳液以非水溶性农药为农药活性成分，体系稳定性和分散性好，缓释性突出，叶面沉积率高，农药活性长，药物流失率低，药效高，生物利用率高，且载体可降解，对环境污染少，毒性低，安全、高效。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的乳胶粒粒径在英国Malvern公司Zetasizer3000HSA激光粒度和电位分析仪上于25℃下测定。

可降解缓控释农药纳米乳液的载药量和包封率利用北京普析通用仪器有限公司T6紫外可见分光光度计测定，具体测定方法如下：

取定量可降解缓控释农药纳米乳液，滴入适量饱和盐溶液破乳，然后用去离子水将沉淀物离心洗涤三次并干燥。然后取定量干燥后的含药固体加入适量无水甲醇，超声后通过紫外可见分光光度计测定农药含量。

载药量和包封率计算公式如下：

以下实施例1和2为通过溶逸包覆法制备可降解缓控释农药纳米乳液的实例。

实施例1：阿维菌素/聚氨酯纳米乳液

(a)蓖麻油型聚氨酯乳液载体的制备：设计配方中-NCO/-OH＝1.5，蓖麻油和聚醚二元醇N₂₁₀所含-OH的摩尔比为3:1，含亲水基扩链剂2，2-二羟甲基丙酸含量5.3wt％。(1)将22g异佛尔酮二异氰酸酯、8g聚醚二元醇N₂₁₀、6g蓖麻油和5滴辛酸亚锡加入到三口瓶中，在85℃和300r/min的搅拌条件下反应1.5h；然后将2.4g2，2-二羟甲基丙酸、1.5g1，4-丁二醇和5ml丙酮混匀后加入到反应瓶中，继续反应3.5h。(2)降温至40℃，加入约1.8g三乙胺使体系为中性。(3)降至室温，在800r/min搅拌速度下，缓慢加入100g去离子水进行相反转。(4)在35℃下减压蒸除丙酮，得到蓖麻油型聚氨酯乳液。

(b)阿维菌素的溶逸包覆：(1)将6g阿维菌素溶解在丙酮中，然后将70g上述蓖麻油型聚氨酯乳液滴加到含药溶液中，同时高速搅拌或超声使体系乳化均匀。(2)在35℃下减压蒸除溶剂，加水稀释得到可降解缓控释农药纳米乳液。

所得纳米载药乳液的质量固含量为25％，平均水合粒径为50纳米(见图1)，载体对阿维菌素的载药量为27.2％，包封率为91％。

实施例2：高效氯氟氰菊酯/聚氨酯纳米乳液

(a)蓖麻油型聚氨酯乳液载体的制备：同实施例1。

(b)高效氯氟氰菊酯的溶逸包覆：(1)将7.5g高效氯氟氰菊酯溶解在丙酮中，然后将50g制得的蓖麻油型聚氨酯乳液滴加到含药溶液中，同时强力搅拌或超声使体系乳化均匀。(2)在35℃下减压蒸除溶剂，加水稀释得到可降解缓控释农药纳米乳液。

所得纳米载药乳液质量固含量为35％，平均水合粒径为56纳米，载体对高效氯氟氰菊酯的载药量为44.5％，包封率为89％。

以下实施例3-5为通过原位相反转乳化法制备甲氧基封端型可降解缓控释农药纳米乳液的实例。

实施例3：甲氧基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液

(a)甲氧基封端聚氨酯预聚体的制备：设计配方中-NCO/-OH＝1.4，蓖麻油和聚醚二元醇N₂₂₀所含-OH的摩尔比为3:1，含亲水基扩链剂2，2-二羟甲基丙酸含量4.7wt％。(1)将20g异佛尔酮二异氰酸酯、16g聚醚二元醇N₂₂₀、6g蓖麻油和5滴二月桂酸二丁基锡加入到三口瓶中，在80℃和300r/min的搅拌条件下反应2h；然后将2.4g2，2-二羟甲基丙酸、1.5g1，4-丁二醇和5ml丙酮混匀后加入到反应瓶中，继续反应4h。(2)降温至60℃，将7.5g甲醇加入到反应体系中，并加入2滴二月桂酸二丁基锡，反应3h。

(b)原位相反转乳化法包覆阿维菌素：(1)将5g阿维菌素溶解在丙酮中，然后在搅拌下将其加入到上述预聚体中，蒸发回收丙酮至体系粘度适宜。(2)降温至40℃，将1.8g三乙胺加入到反应体系中使体系为中性。(3)降至室温，在800r/min搅拌速度下，缓慢加入去离子水进行相反转。(4)在35℃下减压蒸除丙酮，得到甲氧基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液。

所得纳米载药乳液的质量固含量为30％，平均水合粒径为85纳米，载体对阿维菌素的载药量为9.4％，包封率为94％。

实施例4：甲氧基封端型高效氯氟氰菊酯/聚氨酯纳米乳液

(a)甲氧基封端聚氨酯预聚体的制备：同实施例3。

(b)原位相反转乳化法包覆高效氯氟氰菊酯：(1)将15g高效氯氟氰菊酯溶解在丙酮中，然后在搅拌下将其加入到上述预聚体中，蒸发回收丙酮至体系粘度适宜。(2)降温至40℃，将1.8g三乙胺加入到反应体系中使体系为中性。(3)降至室温，在1000r/min搅拌速度下，缓慢加入去离子水进行相反转。(4)在35℃下减压蒸除丙酮，得到甲氧基封端型高效氯氟氰菊酯/聚氨酯纳米乳液。

所得纳米载药乳液的质量固含量为35％，平均粒径水合粒径为213纳米，载体对高效氯氟氰菊酯的载药量为26.1％，包封率为87％。

实施例5：甲氧基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液

(a)甲氧基封端聚氨酯预聚体的制备：设计配方中-NCO/-OH＝1.4，蓖麻油完全替代聚醚二元醇，含亲水基扩链剂2，2-二羟甲基丙酸含量5.7wt％。(1)将21g异佛尔酮二异氰酸酯、8g蓖麻油和5滴辛酸亚锡加入到三口瓶中，在85℃和300r/min的搅拌条件下反应1.5h；然后将2.4g2，2-二羟甲基丙酸、1.6g1，4-丁二醇和5ml丙酮混匀后加入到反应瓶中，继续反应3.5h。(2)降温至60℃，将7.5g甲醇加入到反应体系中，并加入2滴辛酸亚锡，反应2.5h。

(b)原位相反转乳化法包覆阿维菌素：(1)将11g阿维菌素溶解在丙酮中，然后在搅拌下将其加入到上述预聚体中，蒸发回收丙酮至体系粘度适宜。(2)降温至35℃，加入1.8g三乙胺使体系为中性。(3)降至室温，在800r/min搅拌速度下，缓慢加入去离子水进行相反转。(4)在35℃下减压蒸除丙酮，得到甲氧基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液。

所得纳米载药乳液的质量固含量为38％，平均水合粒径为95纳米(见图2)，载体对阿维菌素的载药量为28.2％，包封率为94％。

以下实施例6-8为通过原位相反转乳化法制备羟基封端型可降解缓控释农药纳米乳液的实例。

实施例6：羟基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液

(a)羟基封端聚氨酯预聚体的制备：设计配方中-OH/-NCO＝1.3，蓖麻油和聚醚二元醇N₂₂₀所含-OH的摩尔比为3:1，含亲水基扩链剂2，2-二羟甲基丙酸含量5.5wt％。(1)将16g聚醚二元醇N₂₂₀、6g蓖麻油、2g2，2-二羟甲基丙酸和1.8g1，4-丁二醇加入到三口瓶中，升温至80℃。(2)将9g甲苯二异氰酸酯和5滴二月桂酸二丁基锡加入到反应瓶中，在80℃和300r/min的搅拌条件下反应5h。

(b)原位相反转乳化法包覆阿维菌素：(1)将3.6g阿维菌素溶解在丙酮中，然后在搅拌下将其加入到上述预聚体中，蒸发回收丙酮至体系粘度适宜。(2)降温至35℃，加入约1.5g三乙胺使体系为中性。(3)降至室温，在800r/min搅拌速度下，缓慢加入离子水进行相反转。(4)在35℃下减压蒸除丙酮，得到羟基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液。

所得纳米载药乳液的质量固含量为32％，平均水合粒径为42纳米，载体对阿维菌素的载药量为9.3％，包封率为93％。

实施例7：羟基封端型高效氯氟氰菊酯/聚氨酯纳米乳液

(a)羟基封端聚氨酯预聚体的制备：同实施例6。

(b)原位相反转乳化法包覆高效氯氟氰菊酯：(1)将11g高效氯氟氰菊酯溶解在丙酮中，然后在搅拌下将其加入到上述预聚体中，蒸发回收丙酮至体系粘度适宜。(2)降温至35℃，加入约将1.5g三乙胺使体系为中性。(3)降至室温，在1000r/min搅拌速度下，缓慢加入去离子水进行相反转。(4)在35℃下减压蒸除丙酮，得到羟基封端型高效氯氟氰菊酯/聚氨酯纳米乳液。

所得纳米载药乳液的质量固含量为35％，平均水合粒径为44纳米(见图3)，载体对高效氯氟氰菊酯的载药量为26.2％，包封率为89％。

实施例8：羟基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液

(a)羟基封端聚氨酯预聚体的制备：设计配方中-OH/-NCO＝1.3，蓖麻油和聚醚二元醇N₂₂₀所含-OH的摩尔比为3:1，含亲水基扩链剂2，2-二羟甲基丁酸含量为5.0wt％。(1)将16g聚醚二元醇N₂₂₀、6g蓖麻油、1.8g2，2-二羟甲基丁酸和2.5g1，4-丁二醇加入到三口瓶中，升温至90℃。(2)在搅拌下将10g甲苯二异氰酸酯和5滴辛酸亚锡加入到反应瓶中，在85℃和300r/min的搅拌条件下反应4h。

(b)原位相反转乳化包覆阿维菌素：(1)将18g阿维菌素溶解在丙酮中，然后在搅拌下将其加入到上述预聚体中，蒸发回收丙酮至体系粘度适宜。(2)降温至35℃，加入约1.2g三乙胺使体系为中性。(3)降至室温，在1000r/min搅拌速度下，缓慢加入去离子水进行相反转。(4)在35℃下减压蒸除丙酮，得到羟基封端型阿维菌素/聚氨酯纳米乳液。

上述阿维菌素纳米载药乳液的质量固含量为40％，平均水合粒径为95纳米，载体对阿维菌素的载药量为43.1％，包封率为86％。

以上为本发明具有代表性的具体实施例，只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围，在不脱离本发明的原理的前提下，可以对工艺参数进行改进，类似的替换和改动仍被视为包括在本发明范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种缓控释农药纳米乳液，其特征在于，包括：农药有效成分和载体，

其中，所述农药有效成分为非水溶性农药，所述载体为聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的缓控释农药纳米乳液，其特征在于，所述聚氨酯为可降解型聚氨酯。

3.根据权利要求1所述的缓控释农药纳米乳液，其特征在于，所述非水溶性农药为选自生物农药和仿生农药的至少一种，

任选地，所述生物农药为选自阿维菌素和伊维菌素的至少一种，

任选地，所述仿生农药为选自氟氯氰菊酯和氯氟氰菊酯的至少一种。

4.一种制备缓控释农药纳米乳液的方法，其特征在于，包括：

将非水溶性农药负载到聚氨酯内，制成缓控释农药纳米乳液。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚氨酯为未封端型聚氨酯，所述方法包括以下步骤：

在有机锡存在的条件下，使多元醇化合物、异氰酸酯单体、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂发生聚合反应，以便获得聚氨酯预聚体；

将所述聚氨酯预聚体依次进行加碱中和、加水相反转和第一减压蒸馏处理，以便获得聚氨酯乳液；

将所述非水溶性农药进行溶解，以便获得农药溶液；

将所述聚氨酯乳液与所述农药溶液混合，以便获得液体混合物；

将所述液体混合物进行乳化处理，以便获得经过乳化处理的混合液体；以及

将所述混合液体进行第二减压蒸馏处理，以便获得所述缓控释农药纳米乳液，

任选地，所述异氰酸酯单体的-NCO总和与所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总和的摩尔比大于1，

任选地，所述多元醇化合物的-OH摩尔量为所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总摩尔量的20～80％，

任选地，在所有原料中，所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的总质量含量为2～10％，

任选地，通过调节所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的比例，使所有原料中所述含亲水基扩链剂的质量含量为2～8％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚氨酯为烷氧基封端型聚氨酯，所述方法包括以下步骤：

在有机锡存在的条件下，使多元醇化合物、异氰酸酯单体、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂发生聚合反应，以便获得聚氨酯预聚体；

在有机锡存在的条件下，将所述预聚体与单羟基化合物接触，以便获得烷氧基封端型聚氨酯预聚体；

将所述非水溶性农药进行溶解，以便获得农药溶液；

将所述烷氧基封端型聚氨酯预聚体与所述农药溶液混合，以便获得混合液体；以及

将所述混合液体依次进行第一减压蒸馏、加碱中和、加水相反转和第二减压蒸馏处理，以便获得所述缓控释农药纳米乳液，

任选地，所述异氰酸酯单体的-NCO总和与所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总和的摩尔比大于1，

任选地，所述多元醇化合物的-OH摩尔量为所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总摩尔量的20～80％，

任选地，在所有原料中，所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的总质量含量为2～10％，

任选地，通过调节所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的比例，使得所有原料中所述含亲水基扩链剂的质量含量为2～8％，

任选地，在所有原料中，单羟基化合物用量为所述异氰酸酯单体的-NCO摩尔总量与所述多元醇化合物、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂的-OH摩尔总量的差的1.2～5倍。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚氨酯为羟基封端型聚氨酯，所述方法包括以下步骤：

在有机锡存在的条件下，使多元醇化合物、异氰酸酯单体、小分子扩链剂和含亲水基扩链剂发生聚合反应，以便获得羟基封端型聚氨酯预聚体；

将所述非水溶性农药进行溶解，以便获得农药溶液；

将所述羟基封端型聚氨酯预聚体与所述农药溶液混合，以便获得混合液体；以及

将所述混合液体依次进行第一减压蒸馏、加碱中和、加水相反转和第二减压蒸馏处理，以便获得所述缓控释农药纳米乳液，

任选地，所述异氰酸酯单体的-NCO总和与所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总和的摩尔比小于1，

任选地，所述多元醇化合物的-OH摩尔量为所述多元醇化合物、所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的-OH总摩尔量的20～80％，

任选地，在所有原料中，所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的总质量含量为2～10％，

任选地，通过调节所述小分子扩链剂和所述含亲水基扩链剂的比例，使所有原料中所述含亲水基扩链剂的质量含量为2～8％。

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，所述多元醇化合物为选自蓖麻油、羟基化改性棉籽油、羟基化改性菜籽油、羟基化改性大豆油、羟基化改性葵花籽油、羟基化改性玉米油、羟基化改性亚麻籽油、聚酯二元醇和聚醚二元醇的至少一种，优选为蓖麻油和选自聚酯二元醇和聚醚二元醇的至少一种的混合物，

任选地，所述异氰酸酯单体为选自芳香族异氰酸酯化合物和脂肪族异氰酸酯化合物的至少一种，

任选地，所述芳香族异氰酸酯化合物为选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸、苯二亚甲基二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯的至少一种，

任选地，所述脂肪族异氰酸酯化合物为选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二聚酸二异氰酸酯的至少一种，

任选地，所述小分子扩链剂为选自二元醇类化合物和二元胺类化合物的至少一种，

任选地，所述二元醇类化合物为选自乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇和一缩二乙二醇的至少一种，

任选地，所述二元胺类化合物为选自乙二胺、丁二胺、己二胺、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺和3，3’-二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺的至少一种，

任选地，所述含亲水基扩链剂为选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、1，2-二羟基-3-丙磺酸钠和1，4-丁二醇-2-磺酸钠的至少一种。

9.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，

所述非水溶性农药为选自生物农药和仿生农药的至少一种，

任选地，所述生物农药为选自阿维菌素和伊维菌素的至少一种，

任选地，所述仿生农药为选自氟氯氰菊酯和氯氟氰菊酯的至少一种。

10.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，

利用沸点低于100℃的有机溶剂将所述非水溶性农药进行溶解，

任选地，所述有机溶剂为选自丙酮、丁酮、乙酸乙酯和二氯甲烷的至少一种，

任选地，进一步包括：

利用水将所述缓控释农药纳米乳液稀释至重量固含量为10％-50％，

任选地，所述缓控释农药纳米乳液中载药微粒的平均水合粒径为20-300nm，聚氨酯对所述非水溶性农药的载药量可达60％，包封率不小于85％。

11.一种缓控释农药纳米乳液，其是通过权利要求4-10任一项所述的方法制备获得的。