CN111019220B - 一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液及其制备方法。所述乳液由以下重量份计的原料配制而成：低分子量聚烯烃20‑40份；乳化剂2‑6份；助乳化剂1‑2份；润湿剂1‑2份；防腐剂0.1‑0.2份；水50‑75份。本发明的一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，能够在种衣膜表面富集形成一层硬滑的隔离层，从而阻止了种衣膜之间的粘连，同时提高了种衣膜的硬度和滑爽性，加入聚烯烃乳液的种衣膜更加滑爽坚硬，耐磨性有明显提高。

Description

一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液及其制备 方法

技术领域

本发明涉及农药种衣技术领域，具体地说，是一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液及其制备方法。

背景技术

种子包衣剂（种衣剂）是由相关药剂、营养元素、成膜剂、分散剂和助剂加工而成、具有一定强度和通透性、可直接包覆于种子表面。其具有种子消毒、防治病虫鼠害、缓慢释放药肥、避免伤害天敌、减少环境污染、提高作物抗逆性等作用，能够提高种子发芽率、增强抗病抗虫性、培育壮苗、达到增产增收的目的。其主要成份包括农药原料和成膜剂、润湿分散剂、防冻剂、稳定剂、增稠剂、消泡剂、渗透剂等功能助剂。

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 也是关系到种子包衣关键的功能性成分，成膜剂的主要作用是将有效成分粘附在种子表面并形成均匀光滑的药膜。成膜剂要求对种子有较好的成膜和附着性，有较好的透气透水性，有较好的生物相容性，不能影响种子萌发所需要的氧气和水分吸收。良好的成膜剂必须具有以下特征：

1、成膜性。良好的成膜性能使种衣剂均匀包裹在种子表面，迅速固化成膜，不脱落，不粘结。

2、牢固性。种衣剂应附着牢固，不易脱落。

3、稳定性。种衣剂的性能、成分、药效的储存稳定性。

4、安全性。成膜剂对种子的发芽、作物的成长包括土壤不能产生不良影响。

目前国内常用的成膜剂主要是：聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、羧甲基纤维素、阿拉伯树胶、明胶、黄原胶、淀粉等具有粘结性和成膜性的高分子聚合物。此类高分子聚合物普遍分子量较大，一般在数万至数百万之间，受高分子粘弹性影响，体现的涂层成膜时间过长，成膜发粘。高聚物虽然解决了衣膜附着牢固性，但同时也导致了种衣膜之间易形成粘连结块造成衣膜破损的问题。

低分子量聚烯烃又被称为聚烯烃蜡，一般包括聚乙烯、聚丙烯、费托法聚乙烯等，熔点一般在80℃以上。低分子量聚烯烃为正构烷烃或支链烷烃，硬度大、韧性强、耐磨、手感滑爽，具有成膜透气、透水性好、生物相容性好的特点，可以通过引入羧基等提高其乳化性。将低分子量聚烯烃与上述高聚物乳液对照，可以看出低分子量聚烯烃具有疏水适中、硬度高、干燥快、尤其是表干快、成膜不粘连的优点。

因此，将低分子量聚烯烃与聚合物复配作为种衣剂成膜剂使用，可以有效解决种衣膜硬度低、成膜发粘、相互之间易粘结、易脱落的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决现有种衣剂成膜剂存在的衣膜硬度低、成膜发粘、衣膜间粘连结块及脱落的问题，进而提供一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，所述低分子量聚烯烃乳液应用于种衣剂成膜剂，具有表干快、成膜硬且耐磨、减少衣膜间粘连结块、提高衣膜牢度的优势特点。本发明还同时提供了一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，其特殊之处在于，由以下重量份计的原料配制而成：

低分子量聚烯烃 20-40份

乳化剂 2-6份

助乳化剂 1-2份

润湿剂 1-2份

防腐剂 0.1-0.2份

水 50-75份

其中，所述的低分子量聚烯烃采用的是低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯或费托法低分子量聚乙烯中的一种或几种；

所述低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯或费托法低分子量聚乙烯的分子量为1000-10000，酸值为0-40mgKOH，熔点为80-160℃，密度为0.92-0.97g/cm³；

所述乳化剂采用斯潘、吐温、异构醇聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠中的一种或几种；

所述助乳化剂采用的是脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸中的一种或几种；

所述润湿剂采用的是炔酸类润湿剂或聚醚硅氧烷类润湿剂；

所述防腐剂采用的是异塞唑啉酮类防腐剂。

一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液的配制方法，特殊之处在于，包括以下步骤：

将预定配比的低分子量聚烯烃、乳化剂、助乳化剂和润湿剂加入压力乳化釜，升温至100-180℃，熔融至透明，低速搅拌至混合均匀，在搅拌转速为200-400r/min条件下，缓慢将配方水加入，保温30-60min，经高压均质机在20-40Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入防腐剂后过滤出料。

本发明的一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，实质上是固体低分子量聚烯烃在水中的悬浮液，低分子量聚烯烃粒子的粒径可以在0.02-10μm范围内进行选择，也可以将不同粒径的乳液混合使用。加入成膜剂后，由于聚烯烃与其他聚合物成膜剂的相容性差，密度也低于水，聚烯烃微粒浮在种衣膜表面富集形成一层硬滑的隔离层，从而阻止了种衣膜之间的粘连，同时提高了种衣膜的硬度和滑爽性，加入聚烯烃乳液的种衣膜更加滑爽坚硬，耐磨性有明显提高。此外，为了解决低分子量聚烯烃乳液与农药悬浮剂接触容易破乳、耐低温性能差等问题，本申请通过阴、非离子乳化剂复配，辅以长链醇等助乳化剂，有效提高了乳液的复配稳定性。经测试，用低分子量聚烯烃配制的种衣剂成品放置90天，未有明显分层现象。低分子量聚烯烃乳液本身有一定成膜性和附着力，膜硬且滑爽，无毒性。在聚烯烃和表面活性剂的共同作用下，膜具有一定疏水性但不耐水，在与大分子量聚合物混合后，不会影响种衣膜的附着牢度，成膜可以有效降低膜的摩擦系数，进而使膜的抗粘性和耐水性得到大幅提升，由此而保证种衣膜在水分较高的土壤中，尤其是水田中不能被水溶毁；而另一方面，因其分子量低，形不成牢固的封闭，能够允许种子萌发所需的水分通过，在一定程度上吸收周围土壤中的水分以供种子萌发之用，从而达到缓慢溶解释放药效的目的，这样就能保证种子在贮藏时，不易吸水，播种以后出芽率高。从安全性考虑，因聚烯烃的分子量低，在土壤中能够降解，其降解产物可提高土壤有机质含量，从而可以长期使用，不会破坏土质。

具体实施方式

以下围绕发明内容举出几个具体的实施例，用来对本申请的应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液的配方组成及配制工艺作进一步详细说明，以使本领域技术人员对本发明的设计构思及技术效果有着更加深入的理解。

实施例一

一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，由以下重量份计的原料配制而成：

低分子量聚乙烯AC540（霍尼威尔公司） 15份

低分子量聚乙烯AC-6（霍尼威尔公司） 15份

斯潘60（市售） 1.0份

吐温60（市售） 1.5份

12烷基硫酸钠 1.5份

16-18醇（市售） 2份

润湿剂Wet240（迪高公司） 1份

防腐剂BM-6（市售） 0.2份

水 67份

上述应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液的配制方法，包括以下步骤：将15重量份的低分子量聚乙烯AC540、15重量份的低分子量聚乙烯AC-6、1重量份的斯潘60、1重量份的吐温60、1.5重量份的12烷基硫酸钠、2重量份的16-18醇和1重量份的润湿剂Wet240加入压力乳化釜，升温至140℃，熔融至透明，低速搅拌80r/min至混合均匀，在搅拌转速为300r/min条件下，缓慢加入67重量份的水，保温30min，经高压均质机在32Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入0.2重量份的防腐剂BM-6后过滤出料。得到淡黄色乳液，粒径（d₅₀）0.1微米，粘度（涂4杯法）25s。

实施例二

一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，由以下重量份计的原料配制而成：

低分子量聚丙烯AC907 （霍尼威尔公司） 40份

异构10醇醚 （12EO） 4份

12烷基苯磺酸钠 1份

硬脂酸 2份

润湿剂Wet240（迪高公司） 1.5份

防腐剂BM-6（市售） 0.2份

水 73份

上述应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液的配制方法，包括以下步骤：依次将40重量份的低分子量聚丙烯AC907、4重量份的异构10醇醚、1重量份的12烷基苯磺酸钠、2重量份的硬脂酸和1.5重量份的润湿剂Wet240加入压力乳化釜，升温至180℃，熔融至透明，低速搅拌至混合均匀，在搅拌转速为350-400r/min条件下，缓慢将加入73重量份的水，保温60min，经高压均质机在40Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入0.2重量份的防腐剂BM-6后过滤出料。得到淡黄色乳液，粒径（d₅₀）0.05微米，粘度（涂4杯法）22s。

实施例三

一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，由以下重量份计的原料配制而成：

低分子量聚乙烯AC330 （霍尼威尔公司） 30份

异构10醇醚 （12EO） 3份

12烷基硫酸钠 1份

16-18醇（市售） 1份

润湿剂Wet240（迪高公司） 2份

防腐剂BM-6（市售） 0.1份

水 70份

一种应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液的配制方法，包括以下步骤：将30重量份的低分子量聚乙烯AC330、3重量份的异构10醇醚、1重量份的12烷基硫酸钠和1重量份的16-18醇和2重量份的润湿剂Wet240加入压力乳化釜，升温至160℃，熔融至透明，低速搅拌至混合均匀，在搅拌转速为250-300r/min条件下，缓慢加入70重量份的水，保温45min，经高压均质机在30Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入0.1重量份的防腐剂BM-6后过滤出料。得到白色乳液，粒径（d₅₀）0.5微米，粘度（涂4杯法）23s。

以上实施例的应用于种衣剂成膜剂的低分子量聚烯烃乳液，能够显著改善种衣剂的表面特性，特别是能够增加膜的硬度和爽滑性，从而提高种子在播种器中的流动性，减少包衣种子的磨损，提高种子整体的耐磨性、流动性及适种性，有效防止种子间的连粘结块问题以及提高种子外观的光泽度。

对照例

成膜剂1：丙烯酸酯类成膜剂805（选购自广州凡采公司）。

成膜剂2：丙烯酸酯类成膜剂805（选购自广州凡采公司）与本申请实施例1的低分子量聚烯烃乳液以重量比1：1混合。

分别对成膜剂1与成膜剂2采用以下方法实施对照。

1.成膜性和疏水性

用50μm制膜器在载玻片上制膜，自然风干后烘箱30度烘干2HR,对照评价成膜性，膜硬度手感，并用接触角测定其接触角，并评价其疏水性。

2.脱落率测定

将成膜剂乳液稀释10倍，加入一定量的碱性玫瑰精，在高速剪切组织分散机上分散30min，将该稀释乳液与玉米种子以1:50的质量比例进行均匀包衣，自然晾干。

准确称取3g(精确到0.001g)包衣后的玉米种子两份，分别置于不同的三角瓶中

其中一份加入30mL无水乙醇，然后加塞置于超声波清洗器中振荡10min，

使种子外表的种衣剂充分溶解，然后取出三角瓶静止15min，取上清液2.0mL于10mL容量瓶中，用无水乙醇定容至刻度，为溶液A。

将另一份置于振荡器上，振荡10min后，小心地将玉米种子取至另一个三角瓶中，按溶液A的处理方法，得到溶液B。

以无水乙醇作参比，用紫外分光光度计测定其在545nm波长下吸光度。

以上试验重复测定三次，然后取平均值进行计算。

结果计算:

包衣后脱落率X(％)，按下面公式进行计算

X(％)=（A0/m0-A1/m1）/（A0/m0）*100

式中

m0为配制溶液A时所称取的包衣后玉米种子的质量

m1为配制溶液B时所称取的包衣后玉米种子的质量

A0为溶液A的吸光度

A1为溶液B的吸光度

发芽率测定

将成膜剂乳液稀释10倍，加入一定量的碱性玫瑰精，将玉米种子与稀释乳液以1:50的质量比例混合摇匀，进行包衣，室温晾干。

在每个培养皿中放入50粒包衣后的玉米种子，以未包衣的玉米种子作为空白对照，每个处理进行3个重复性实验。在光照培养箱中培养，7d后观察玉米种子的发芽率。

对照结果

结论：

1.低分子量聚烯烃乳液有一定成膜性，能有效提高丙烯酸酯成膜剂的硬度手感，并减少脱落率。

2.低分子量聚烯烃乳液能提高膜的疏水性。

3. 低分子量聚烯烃乳液对种子发芽率未见影响。

Claims (1)

1.一种低分子量聚烯烃乳液在制备种衣剂成膜剂中的应用，其特征在于，所述低分子量聚烯烃乳液由以下重量份计的原料配制而成：

低分子量聚烯烃 20-40份

乳化剂 2-6份

助乳化剂 1-2份

润湿剂 1-2份

防腐剂 0.1-0.2份

水 50-75份；

其中，所述低分子量聚烯烃采用的是低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯或费托法低分子量聚乙烯中的一种或几种；所述低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯或费托法低分子量聚乙烯的分子量为1000-10000，酸值为0-40mgKOH，熔点为80-160℃；

所述乳化剂采用斯潘、吐温、异构醇聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠中的一种或几种；

所述助乳化剂采用的是脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸中的一种或几种；

所述润湿剂采用的是炔酸类润湿剂或聚醚硅氧烷类润湿剂；

所述防腐剂采用的是异塞唑啉酮类防腐剂；

所述低分子量聚烯烃乳液，制备方法为：

将预定配比的低分子量聚烯烃、乳化剂、助乳化剂和润湿剂加入压力乳化釜，升温至100-180℃，熔融至透明，低速搅拌至混合均匀，在搅拌转速为200-400r/min条件下，缓慢将配方水加入，保温30-60min，经高压均质机在20-40Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入防腐剂后过滤出料。