CN111109254A - 一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂及其制备方法，包括以下步骤：（1）聚酯多元醇经减压脱水，降温与异氰酸酯混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；（2）将A溶解在环氧大豆油中，添加乳化剂和氯化钙纳米颗粒，搅拌混匀，记为B；（3）将B加入到海藻酸钠溶液中，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，制成微胶囊。本发明新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂，其材料采用来源广泛的环境友好的材料海藻酸钠、氯化钙、可生物降解聚氨酯等，具有工艺简单、原料来源广泛、成本低等特点，同时易水洗、无农药残留，且微胶囊破裂后的固化物易降解，对人体和环境无危害。

Description

一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂及其制备方法
技术领域
本发明属于新型杀虫剂技术领域，尤其涉及一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂及其制备方法。
背景技术
蝗虫种类繁多，均为植食性，成虫体长35mm以上，以咀嚼式口器咬食植物叶片和花蕾，严重时将大面积植物的叶片和花蕾食光，大量蝗虫过境，危害农、林及牧业，形成蝗灾。蝗灾具有以下显著的特征，（一）发生区域广：全球除南极洲、欧亚大陆北纬55°以北的区域外均可发生蝗虫灾害；（二）影响范围大：全球常年发生蝗虫灾害的面积约4680万平方米，受灾人口约占世界人口的1/10；（三）爆发性强：据报道的蝗虫密度曾高达4000余只/平米，铺天盖地的蝗虫迁移迅速，持续时间短，所到之处农田作物颗粒无收、林场及牧场被啃食一空，对以农业为主的发展中国家影响巨大。
现有的对抗蝗灾方法有主要有以下几种，一是农业防治，通过破坏蝗虫卵的生存环境而减少蝗虫卵的孵化量，如机械翻耕、引水灌溉、牲畜践踏等方式破坏蝗卵的卵床，甚至利用炸药破坏土壤表层的蝗卵卵块等，这种方法费力费时，虽然可以大大减少蝗虫源，但对外地迁移过来的蝗虫灾害，不起作用。二是生物防治，采用病毒及真菌等方法进行蝗虫治理，这一方法在蝗虫大量聚集之前或成功预测蝗虫途径并提前准备才有效果，同时病毒和真菌对蝗虫发生作用的时间较长，因此这方法对移动迅速且方向随机的蝗灾来说效果不甚理想。三是化学防治，通过喷洒剧毒农药（如敌敌畏、六六六、马拉硫磷及菊酯类等）进行杀虫，具有效果快、范围广的优点，但是，由于工业化进程加快，环境问题日趋严峻并引起全球重视，化学治理带来环境问题的弊端也日益凸显，如农药的残留、生物富集以及误杀有益生物群落等。目前对抗汹涌过境的蝗灾尚无一种快速有效且环保的防治方法。
聚氨酯材料分子设计自由度大，使得成品容易具有多种不同的物性，而在众多领域应用广泛，其中具有优异的生物相容性、良好粘接性、可降解、对生物体无不良反应、在存在水的环境下能继续保持粘合特性的聚氨酯胶黏剂在医用方面已经崭露头角。
微胶囊技术可改善芯材的物理性质、提高其化学性质稳定性、使芯材具有靶向功能、屏蔽气味以及缓释作用而广泛用于医药、农业及化工等领域。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂及其制备方法。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚酯多元醇经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与异氰酸酯混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加乳化剂和氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊。
进一步的，所述聚酯多元醇与异氰酸酯摩尔比为1：（1.5-3）。
进一步的，所述聚酯多元醇选自分子量1000-2000的聚己内酯（PCL）、分子量1000-2000的聚碳酸酯二元醇、分子量1000-2000的聚己二酸丁二醇酯中的任意一种或两种的组合。
进一步的，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中的任意一种或两种的组合。
进一步的，所述乳化剂选自吐温80、蔗糖酯、大豆磷脂中的任意一种。
进一步的，所述氯化钙纳米颗粒的粒径不大于200纳米。
一种如上所述的制备方法制备得到的新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂。
本发明作用机理：
当蝗虫吞噬表面喷洒过新型环保杀虫剂微胶囊的叶子或花瓣时，杀虫剂微胶囊会进入蝗虫的食管，微胶囊的壳层会在蝗虫的食道管内溶解，接着包覆的芯材单组份聚氨酯胶黏剂外溢进入食管内，并与食管内部的水份发生交联固化反应，形成硬泡，从而堵塞蝗虫的食管，阻止其继续吞食行为，并抑制其食管内的食物运输，通过堵塞及饥饿作用杀死蝗虫。由于微胶囊的壳层材料采用来源广泛的生物质材料如明胶、阿拉伯胶等，并以糊化淀粉溶液为分散液，使得此种微胶囊杀虫剂不仅具有易水洗、无残留，且微胶囊破裂后的固化物易降解，对人体和环境无危害的优点。
本发明的优点是：
（1）本发明新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂，其材料采用来源广泛的环境友好的材料海藻酸钠、氯化钙、可生物降解聚氨酯等，具有工艺简单、原料来源广泛、成本低等特点。
（2）本发明新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂不仅具有易水洗、无农药残留，且微胶囊破裂后的固化物易降解，对人体和环境无危害的优点。
（3）本发明克服了传统杀虫剂使害虫蛋白质失活的有毒有害机理，采用新的“饿杀”方法。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己内酯二元醇（分子量1000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与甲苯二异氰酸酯（TDI）按照摩尔比1：2混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例2
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己内酯二元醇（分子量：2000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与甲苯二异氰酸酯（TDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例3
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己内酯二元醇（分子量2000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例4
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己内酯二元醇（分子量2000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例5
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚碳酸酯二元醇（分子量2000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例6
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚碳酸酯二元醇（分子量1000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：1.5混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例7
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己二酸乙二醇酯（分子量1000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：1.5混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例8
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己二酸乙二醇酯（分子量2000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和200纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例9
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己二酸乙二醇酯（分子量2000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂吐温80和100纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例10
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚己二酸乙二醇酯（分子量2000）经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂蔗糖酯和150纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例11
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚碳酸酯二元醇（分子量1000）、聚己二酸乙二醇酯（分子量2000）等摩尔混合经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂蔗糖酯和150纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例12
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚碳酸酯二元醇（分子量1000）、聚己内酯（分子量2000）等摩尔混合经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂蔗糖酯和150纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
实施例13
一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚碳酸酯二元醇（分子量1000）、聚己内酯（分子量2000）等摩尔混合经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）的混合物按照摩尔比1：3混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加质量为单组份聚氨酯胶黏剂10%的乳化剂大豆磷脂和150纳米粒径的氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊型环保杀虫剂。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）聚酯多元醇经120℃减压脱水，使其含水量在0.05%以下，降温至60℃与异氰酸酯混合反应，制得可降解聚氨酯单组份胶黏剂，记为A；
（2）将可降解单组份聚氨酯胶黏剂溶解在环氧大豆油中，添加乳化剂和氯化钙纳米颗粒，高速搅拌混合均匀，记为B；
（3）取含量为0.5-1%的海藻酸钠溶液，将B加入到海藻酸钠溶液中，控制搅拌速度，形成水包油微胶囊，乳液中的氯化钙纳米颗粒跟乳液表面的海藻酸钠溶液交联反应，形成一层包覆膜，包裹含有可降解单组份聚氨酯胶黏剂的乳液，制成微胶囊。
2.根据权利要求1所述的新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇与异氰酸酯摩尔比为1：（1.5-3）。
3.根据权利要求1所述的新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇选自分子量1000-2000的聚己内酯、分子量1000-2000的聚碳酸酯二元醇、分子量1000-2000的聚己二酸丁二醇酯中的任意一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或两种的组合。
5.根据权利要求1所述的新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，其特征在于，所述乳化剂选自吐温80、蔗糖酯、大豆磷脂中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂的制备方法，其特征在于，所述氯化钙纳米颗粒的粒径不大于200纳米。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的新型聚氨酯微胶囊环保杀虫剂。
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