CN105494330A - 一种复凝聚法制恶虫威微胶囊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于杀虫剂领域，具体涉及一种复凝聚法制恶虫威微胶囊及其制备方法。所述复凝聚法制恶虫威微胶囊，其包括囊壁和囊芯，所述囊壁为带正电荷高分子壁材和带负电荷高分子壁材凝聚化产物，所述带正电荷高分子壁材选自壳聚糖或明胶，所述带负电荷高分子壁材选自三聚磷酸钠、阿拉伯胶、海藻酸钠、聚丙烯酸或木质素磺酸钠，所述囊芯为恶虫威或包含恶虫威的组合物。所述制备方法包括：制备负电荷体系，制备正电荷体系，凝聚化和微胶囊化。本发明提供的技术方案通过复凝聚法制备恶虫威微胶囊，使活性成分缓慢释放，达到长效驱蚊的效果；微胶囊粒径大小合适，体系稳定，制备方法简单，原料易得并环保，市场前景广阔。

Description

一种复凝聚法制恶虫威微胶囊及其制备方法

技术领域

本发明属于杀虫剂领域，具体涉及一种复凝聚法制恶虫威微胶囊及其制备方法。

背景技术

随着全球温室效应不断的升高和环境恶化，世界卫生组织(WHO)认为蚊虫对人类健康尤其是幼儿健康将产生进一步的影响，蚊虫是传播多种疾病的重要途径之一，比如疟疾，乙型脑炎，登革热，黄热病，丝虫病等等疾病都是通过蚊虫叮咬而引起的。全球有一半以上的人生活在被蚊虫所传疾病的威胁之中。90％以上的死亡病例发生在撒哈拉以南非洲地区，每年死于疟疾的人口有1百多万，主要是五岁以下的非洲儿童。世界卫生组织的数据显示，每年全球有3.5亿到5亿疟疾病例，约有200万人失去宝贵的生命。所以防止蚊虫叮咬的个人防护措施是预防疟疾的第一道防线，也是预防和控制疟疾行之有效的措施。

防蚊技术种类繁多，有物理防治、生物防治、化学防治等。化学防治技术是防蚊技术中最为重要的一种。化学防治技术主要是利用一些化学杀虫剂，也称防蚊剂驱避和杀灭蚊虫。方法之一是用熏蒸或喷雾的方法对环境中的蚊子进行驱避或杀灭，这种方法使用简便，经济实惠，但是效果不持久，需要经常使用。方法之二是对经常与人体接触的纺织品进行加工整理，使之具有比较持久的防蚊虫效果。长效药物蚊帐(LongLastingInsecticidalMosquitoNets，简称LLINs)，就是世界卫生组织推荐使用旨在用来抗击非洲疟疾的一种产品。

2013年10月南非德班举办的“第三届世界抗疟疾大会”上，世界卫生组织明确指出由于蚊虫抗药性和变异性，原有的抗蚊虫药水和抗蚊产品的应用效果逐渐减退，研发新型抗蚊配方和抗蚊产品是必然趋势，恶虫威是世界卫生组织推荐替代原拟除虫菊酯类杀虫剂的产品。

恶虫威(bendiocarb)，化学名称：2，3-(异亚丙基二氧)苯基N-甲基氨基甲酸酯。恶虫威具有高效、低残留、成本低且广谱的特点。恶虫威在水中溶解度很小，需要通过有机溶剂分散，恶虫威目前的使用剂型主要为粉剂和可湿性粉剂，不符合防蚊剂的剂型需求。另外，恶虫威在空气中易被氧化，因此不具持久性，也限制了其在防蚊技术方面的应用。

复凝聚法指在壁材分散相中含有两种以上的亲水胶体，通过调节介质pH值等，使带异性电荷的两种胶体之间因电荷中和而溶解度降低，引起相分离而产生凝聚；复凝聚法可对非水溶性的固体粉末或液体进行包囊。

发明内容

本发明提供了一种复凝聚法制恶虫威微胶囊，用以解决恶虫威目前剂型不适于防蚊使用并且易被氧化无法长效发挥的问题。

本发明还提供了上述复凝聚法制恶虫威微胶囊的制备方法，用以制备出高包埋度、结构稳定的内含恶虫威的微胶囊。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述复凝聚法制恶虫威微胶囊，其包括囊壁和囊芯，所述囊壁为带正电荷高分子壁材和带负电荷高分子壁材凝聚化产物，所述带正电荷高分子壁材选自壳聚糖或明胶，所述带负电荷高分子壁材选自三聚磷酸钠、阿拉伯胶、海藻酸钠，所述囊芯为恶虫威或包含恶虫威的组合物。

微胶囊是以高分子材料作为囊壁或囊膜，通过物理、化学或物理化学方法将作为囊芯的活性物质(固体、液体或气体)包裹起来，形成一种具有半渗透性囊膜的球形、肾形、谷粒形等特定几何结构的微型胶囊，其大小在几微米至几百微米范围内(直径一般在5～200μm)，壳的厚度为0.2～10μm。这种壳核结构使微胶囊具有保护、阻隔性，使受外壳保护的芯物质既不会受到外界环境的影响，同时又具有缓慢向外界逸出的特性。

采用复凝聚法制得的囊壁可以获得非常合适的缓释效果，在保证产品灭蚊效果的同时可有效延长释放6个月，较好的平衡了恶虫威的缓释和速效性。

优选的是，所述带负电荷高分子壁材选自阿拉伯胶或海藻酸钠，所述带正电荷高分子壁材选自壳聚糖。选自天然高分子材料，制备的产品更安全，更环保。

优选的是，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的粒径为3-15μm，优选8-10μm。

优选的是，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的包埋度为10-80％，优选60-80％。

所述包埋度是指单位重量微胶囊中恶虫威所占的比例(％)。

本发明还提供了一种上述复凝聚法制恶虫威微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

a)制备负电荷体系：将带负电荷高分子壁材溶于水中，获得负电荷溶液；

b)制备正电荷体系：将带正电荷高分子壁材溶于醋酸中，然后加入恶虫威原料，获得正电荷混合液；

c)凝聚化：将步骤b)的正电荷混合液滴加到所述步骤a)的负电荷溶液中，所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材发生凝聚；

d)微胶囊化：将固化剂滴加到所述步骤c)的凝聚化产物中，搅拌定型，抽滤洗涤获得所述复凝聚法制恶虫威微胶囊。

优选的是，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的芯壁比控制在(1-5):1，优选(2-3):1。

芯壁比是制备微胶囊的最主要影响因素。芯壁比过大，则芯材量比壁材量多，壁材不能将芯材完全包裹；芯壁比过小，则壁材量多于芯材量，虽然能有很高的包埋率，但是微胶囊包埋度过低，影响了微胶囊的经济性。

随着芯壁比的增加，包覆芯材的壁材比例就会相对下降，微胶囊的比表面积越大，囊壁逐渐变薄，微胶囊的载药量增加，而微胶囊的平均粒径也就逐渐减小，囊内外的浓度差变大，释放速率变大，所以芯壁比配合合适的平均粒径对于微胶囊的缓释效果至关重要。

优选的是，所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材的质量比为(1.5:1)-(1:8)，优选1:(2-3)。

优选的是，所述步骤c)中，控制所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材在20℃-70℃温度下，凝聚时间为20min-60min；优选50-60℃温度下，凝聚时间50-60min。

凝聚温度和凝聚时间直接关系到产品的产率和质量。

优选的是，所述固化剂为戊二醛。戊二醛能在线性分子之间生成化学键，使得线性分子交联在一起，起交联作用从而使多个线型分子相互交联成网络结构的物质。

优选的是，所述步骤d)中，搅拌速率为500-1500r/min，，优选500-600r/min。

本发明提供的技术方案通过复凝聚法制备恶虫威微胶囊，使活性成分恶虫威缓慢释放，达到长效驱蚊的效果；制备微胶囊粒径大小合适，包埋度可高达80％，微胶囊体系稳定，制备方法简单，原料易得并环保，适合用于加工成喷雾剂及长效驱蚊蚊帐等，市场前景广阔。

附图说明

图1是本发明所述复凝聚法制恶虫威微胶囊制备方法一具体实施方式的流程图；

图2是实施例1中所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的电镜照片。

具体实施方式

下述实施例中所使用的试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。

为了评估所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的缓释性能，设计如下实验验证。

准确测量一定量的所述复凝聚法制恶虫威微胶囊(精确到0.001g)，用甲醇萃取微胶囊中恶虫威，采用高效液相法测定并计算样品中恶虫威的有效含量；准确测量同样量的所述复凝聚法制恶虫威微胶囊(精确到0.001g)，在空气中放置1个月后(温度25-30℃,空气湿度60-75％)，再测试微胶囊中恶虫威有效含量，平行测试三组，取其平均值。结果表明恶虫威残留率91.1％，即释放率8.9％。

将所述复凝聚法制恶虫威微胶囊在150℃条件下烘不同时间，然后用甲醇萃取、高效液相法测定并计算微胶囊中恶虫威的有效含量，平行测试三组，取其平均值。结果如表1所示：

表1

时间/h	0.5	1	2	3	4	5	6
								残留率/％	95.3	90.2	81.7	72.5	63.1	54.3	46.1
释放率/％	4.7	9.8	19.3	27.5	36.9	45.7	53.9

由上述实验数据可知，在150℃下，随着时间延长，微胶囊中恶虫威逐渐释放，时间和释放率基本呈线性关系。150℃烘6h相当于6个月后的残留率和释放率。

实施例1

如图1所示，本发明所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的制备过程如下：

a)制备负电荷体系：将三聚磷酸钠溶于水中，获得负电荷溶液；

b)制备正电荷体系：将壳聚糖溶于醋酸中，pH控制在4.5，然后加入纯度为96.5％的恶虫威，获得正电荷混合液；

c)凝聚化：将步骤b)的正电荷混合液滴加到所述步骤a)的负电荷溶液中，所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材发生凝聚，控制温度在60℃，并保温50min；

d)微胶囊化：将固化剂戊二醛滴加到所述步骤c)的凝聚化产物中，以500r/min速率搅拌，抽滤洗涤干燥后获得所述复凝聚法制恶虫威微胶囊，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的芯壁比为2:1。

其中，壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为1:2。

如图2所示，所得复凝聚法制恶虫威微胶囊平均粒径为8μm，形成了类球形微胶囊，结构稳定。所得复凝聚法制恶虫威微胶囊的包埋度为65％。

缓释性能测试结果为150℃烘6h后微胶囊中恶虫威的残留率和释放率分别为48.2％和51.8％，具有6个月的长效使用效果。

实施例2

本发明所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的制备过程如下：

a)制备负电荷体系：将海藻酸钠溶于水中，获得负电荷溶液；

b)制备正电荷体系：将壳聚糖溶于醋酸中，pH控制在4.5，然后加入含量为80％的恶虫威可湿性粉剂，获得正电荷混合液；

c)凝聚化：将步骤b)的正电荷混合液滴加到所述步骤a)的负电荷溶液中，所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材发生凝聚，控制温度在50℃，并保温55min；

d)微胶囊化：将固化剂戊二醛滴加到所述步骤c)的凝聚化产物中，以600r/min速率搅拌，抽滤洗涤干燥后获得所述复凝聚法制恶虫威微胶囊，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的芯壁比为2:1。

其中，壳聚糖与海藻酸钠的质量比为1:3。

所得复凝聚法制恶虫威微胶囊平均粒径为10μm。所得复凝聚法制恶虫威微胶囊的包埋度为63％。

缓释性能测试结果为150℃烘6h后微胶囊中恶虫威的残留率和释放率分别为46.1％和53.9％，具有6个月的长效使用效果。

实施例3

本发明所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的制备过程如下：

a)制备负电荷体系：将阿拉伯胶溶于水中，获得负电荷溶液；

b)制备正电荷体系：将壳聚糖溶于醋酸中，pH控制在4.5，然后加入含量为80％的恶虫威可湿性粉剂，获得正电荷混合液；

c)凝聚化：将步骤b)的正电荷混合液滴加到所述步骤a)的负电荷溶液中，所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材发生凝聚，控制温度在50℃，并保温60min；

d)微胶囊化：将固化剂戊二醛滴加到所述步骤c)的凝聚化产物中，以500r/min速率搅拌，抽滤洗涤干燥后获得所述复凝聚法制恶虫威微胶囊，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的芯壁比为3:1。

其中，壳聚糖与阿拉伯胶的质量比为1:2.5。

所得复凝聚法制恶虫威微胶囊平均粒径为10μm。所得复凝聚法制恶虫威微胶囊的包埋度为73％

缓释性能测试结果为150℃烘6h后微胶囊中恶虫威的残留率和释放率分别为47.5％和52.5％，具有6个月的长效使用效果。

Claims (10)

1.一种复凝聚法制恶虫威微胶囊，其特征在于，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊，其包括囊壁和囊芯，所述囊壁为带正电荷高分子壁材和带负电荷高分子壁材凝聚化产物，所述带正电荷高分子壁材选自壳聚糖或明胶，所述带负电荷高分子壁材选自三聚磷酸钠、阿拉伯胶、海藻酸钠，所述囊芯为恶虫威或包含恶虫威的组合物。

2.根据权利要求1所述一种复凝聚法制恶虫威微胶囊，其特征在于，所述带负电荷高分子壁材选自阿拉伯胶或海藻酸钠，所述带正电荷高分子壁材选自壳聚糖。

3.根据权利要求1所述一种复凝聚法制恶虫威微胶囊，其特征在于，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的粒径为3-15μm，优选8μm。

4.根据权利要求1所述一种复凝聚法制恶虫威微胶囊，其特征在于，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的包埋度为10-80％，优选60-80％。

5.权利要求1-4任一所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)制备负电荷体系：将带负电荷高分子壁材溶于水中，获得负电荷溶液；

b)制备正电荷体系：将带正电荷高分子壁材溶于醋酸中，然后加入恶虫威原料，获得正电荷混合液；

c)凝聚化：将步骤b)的正电荷混合液滴加到所述步骤a)的负电荷溶液中，所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材发生凝聚；

d)微胶囊化：将固化剂滴加到所述步骤c)的凝聚化产物中，搅拌定型，抽滤洗涤获得所述复凝聚法制恶虫威微胶囊。

6.根据权利要求5所述一种复凝聚法制恶虫威微胶囊，其特征在于，所述复凝聚法制恶虫威微胶囊的芯壁比控制在(1:1)-(5:1)，优选2.5:1。

7.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材的质量比为(1.5:1)-(1:8)，优选1:(2-3)。

8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤c)中，控制所述带正电荷高分子壁材和所述带负电荷高分子壁材在20℃-70℃温度下，凝聚时间为20min-60min；优选50-60℃温度下，凝聚时间50-60min。

9.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述固化剂选自戊二醛。

10.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤d)中，搅拌速率为500-1500r/min，优选500-600r/min。