CN112998010A - 一种无人机植保飞防专用助剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机植保飞防专用助剂的制备方法和应用。该飞防专用助剂配方由防漂移剂、植物油、润湿剂、分散剂、消泡剂、黏度调节剂、防冻剂、乳化剂、助乳化剂、水组成。现无人机喷洒药液存在雾滴小，易漂移和蒸发的问题，本发明提供的飞防专用助剂能够在无人机喷洒农药时促进液滴在喷洒器具出口从小液滴凝聚为大液滴，起到增大液滴粒径，有效的减少农药液滴的水分蒸发，减少喷洒过程的雾滴漂移，进一步提高药液在靶标作物叶片的沉积量，改善药液在靶标作物叶片表面的润湿和分布均匀性，从而提高农药的利用率和减少农药流失和飘失造成周围环境的药害。

Description

一种无人机植保飞防专用助剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于农药助剂的制备技术领域，尤其涉及一种无人机植保飞防专用助剂的制备方法和应用。
背景技术
飞防植保是通过农用无人机对靶标农作物进行农药喷洒的一种农药施用技术，一方面人工传统施药方式效率低下，对地形复杂的果园操作难度大，且农药对施药人员危害大，无人机植保飞防可以使得农业更现代化、专业化、机械化，具有省时、省力、快速、高效、灵活的优势，另一方面还能够保证在农业种植人口减少的情况下，保证粮食的充足生产。
对于无人机植保，飞防专用助剂是至关重要的。无人机进行农药喷洒时，药液雾滴容易受到风的影响产生飘失，同时到达靶标农作物叶片表面的液滴容易发生反弹或者滑落造成流失，导致农药损失大，利用率低，对周围植物产生药害和造成环境污染。飞防专用助剂可以降低农药的表面张力，改善药液在靶标农作物叶片表面的润湿和铺展，提高药液和叶片的亲和性，抑制无人机喷洒农药时液滴在叶片表面的反弹，同时也可以改善药液的蒸发速度；减少无人机作业时雾滴的漂移；飞防助剂能够增强药液的渗透性，促进靶标作物叶片对药液的吸收，提高农药利用率和药效。
当前市场上绝大多数的飞防助剂，所用乳化剂来自传统的油化工类乳化剂，且使用溶剂为有机溶剂，人机喷洒农药时药液不能与靶标作物叶片表面很好的润湿铺展，且有机溶剂易对环境造成污染。为此我们提出一种以大豆蛋白基表面活性剂为乳化剂，水为溶剂的飞防植保专用助剂及其制备方法。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种无人机植保飞防专用助剂的制备方法和应用，能够解决无人机施药作业时，药液漂移和蒸发、润湿铺展性差、与作物叶片表面亲和性差等问题、提高农药利用率、减少漂移药害、减少环境污染的飞防植保专用助剂及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种无人机植保飞防专用助剂，由以下质量百分比的各组分组成：
组分 质量百分比
防漂移剂 3-12％
植物油 3-15％
润湿剂 1-4％
分散剂 1-4％
消泡剂 0.01-2％
黏度调节剂 1-12％
防冻剂 1-10％
乳化剂 5-30％
水 50-84.99％
进一步优选，所述的无人机植保飞防专用助剂，由以下质量百分比的各组分组成：
Figure BDA0002959301940000021
Figure BDA0002959301940000031
进一步优选，所述的防漂移剂为瓜尔胶、聚谷氨酸、尿素、丙三醇、黄原胶、羧甲基纤维素钠、乙二醇、聚丙二醇、硝酸铵、海藻酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
进一步优选，所述的植物油为油酸甲酯、油酸乙酯以及酯化的玉米油、亚麻油、蓖麻油大豆油、松脂基植物油等脂肪酸酯中的一种或多种。
进一步优选，所述的润湿剂为蓖麻油聚氧乙烯醚磺酸盐、乙氧基化烷基醇醚磺酸基琥珀酸半酯二钠盐、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇修饰环氧乙烷、烷基糖苷、脂肪胺聚氧乙烯醚、琥珀酸二辛酯磺酸钠、有机硅润湿剂中的一种或多种。
进一步优选，所述的分散剂为烷基磺酸盐、烷基苯醚磺酸盐、萘磺酸盐缩聚物、木质素磺酸盐、烷基苯萘磺酸盐甲醛缩聚物中的一种或多种。
进一步优选，消泡剂为脂肪醇、有机硅酮类、脂肪酸酯、聚烷基硅环氧乙烷类中的一种或多种。
进一步优选，所述的黏度调节剂为：石蜡、聚氨酯、环己醇、醋酸乙烯酯、硫酸羟胺、丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。
进一步优选，所述的防冻剂为：甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、二甲基亚砜、乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。
进一步优选，所述的乳化剂为大豆水解蛋白基表面活性剂。
进一步优选，所述的水为软水。
另一方面，本发明提供的飞防专用助剂以大豆蛋白基表面活性剂为乳化剂，水为溶剂，其无毒害，易生物降解,可以提高农药利用率、减少漂移药害、减少环境污染；本发明飞防专用助剂用于无人机喷洒农药时可以抗漂移、抗蒸发、促沉降。
本发明提供了一种无人机植保飞防专用助剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按顺序将抗漂移剂、植物油、润湿剂、分散剂、乳化剂倒入搅拌罐中以转速100-200r/min搅拌0.5h充分混合均匀。
(2)边搅拌边按顺序加入黏度调节剂、防冻剂、水、消泡剂以转速200-300r/min搅拌0.5h。
本发明还提供了一种无人机植保飞防专用助剂的使用方法，将农药按实际使用剂量与少量的所述助剂混合均匀复配后，在2天之内用于无人机喷雾植保杀虫作业；所述助剂与农药混合时加入量的体积百分数为农药复配液的0.005-1％。
本发明提出的一种无人机植保飞防专用助剂及其制备方法，具有以下有益效果：
本发明中，特定质量百分比的防漂移剂、植物油、润湿剂、分散剂、消泡剂、黏度调节剂、防冻剂、乳化剂、水组合而成的飞防专用助剂能够在无人机喷洒农药时促进液滴在喷洒器具出口从小液滴凝聚为大液滴，增大雾滴粒径，有效的减少农药液滴的水分蒸发，减少喷洒过程的雾滴漂移，进一步提高药液在靶标作物叶片的沉积量，改善药液在靶标作物叶片表面的润湿和分布均匀性，从而提高农药的利用率和减少农药流失和飘失造成周围环境的药害。
大多数靶标作物叶片表面的蜡质层具有很强疏水性，本发明提供的专用助剂以生物质基植物油为主要成分，且采用生物质基类的大豆蛋白基表面活性剂为乳化剂，能够明显提高药液对超疏水表面的亲和性、增进药液的渗透性、增强农药混用的相容性和提高农药对作物的安全性。另外，该发明提供的助剂为水基化制剂，有效避免了有机溶剂带来的环境污染问题。
本发明提供的飞防专用助剂适用于多种农药的稀释复配，属于通用型飞防专用助剂，按照一定比例和次序将助剂加入复配好的农药中，混合搅拌均匀后可降低农药复配液的表面张力，降低植物油用量，可减轻高温施药作业时药物对靶标作物叶片的灼烧药害。
附图说明
图1为未添加本飞防专用助剂的叶片接触角效果图；
图2为添加本飞防专用助剂的叶片接触角效果图；
图3为未添加本飞防专用助剂的叶片表面喷洒效果图；
图4为添加本飞防专用助剂的叶片表面喷洒效果图；
图5为未添加本飞防专用助剂的复配液图；
图6为添加本飞防专用助剂的复配液图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
本发明实施案例中所用的材料、试剂等除了乳化剂为本课题组自主合成外，其余均可通过商业途径得到。
本发明实施案例中均以质量百分比来表示各组分的具体含量。
本发明提出的一种无人机植保飞防专用助剂的配方由多组分组成，按各组分含量以质量百分比表示，均参照以下实施案例。
实施例1
以质量百分比：瓜尔胶5％，油酸甲酯10％，蓖麻油聚氧乙烯醚磺酸盐3％，烷基磺酸盐2％，脂肪醇0.5％，环己醇5％，甲醇2％，大豆水解蛋白基表面活性剂20％，水补足100％。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述的飞防专用助剂配方，分别按照特定质量百分比称取瓜尔胶、油酸甲酯、蓖麻油聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基磺酸盐、大豆水解蛋白基表面活性剂倒入搅拌罐中以转速100-200r/min搅拌0.5h充分混合均匀；
(2)按照特定百分比称取环己醇、甲醇、水、脂肪醇以转速200-300r/min搅拌0.5h。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的使用方法，将农药按实际使用剂量与少量的所述助剂混合均匀复配后，在2天之内用于无人机喷雾植保杀虫作业；所述助剂与农药混合时加入量的体积百分数为农药复配液的0.005-1％。
性能测定实验
本实施案例采用特定量制备的飞防专用助剂与1.8％阿维菌素(编号为A)、24％螺满酯(编号为B)、吡唑醚菌酯霜(编号为C)三种农药混合复配，同时采用与飞防专用助剂相同量的软水与该三种农药复配作为空白对照，进行雾滴蒸发速度测定、表面张力测定、接触角测定、雾滴粒径测定、药液最大持留量测定。
以体积：农药(1.8％的A、24％的B、25％的C):10mL+飞防专用助剂:(5mL、10mL、20mL)+软水补足总体积100mL进行复配作为待测样品，农药(1.8％的A、24％的B、25％的C)+软水(5mL、10mL、20mL)+软水补足总体积100mL做空白对照。
雾滴粒径采用BETE-1WL20-905喷嘴，将制备的不同农药复配液配制成一系列待测样品，流量为0.033L/s条件下，在距离喷头下方40cm采用激光粒径分析仪测定雾滴粒径。
在直径为20mm的培养皿加入待测样品3g，然后放入25℃的恒温箱，15min后取出测定重量，采用称重法来计算蒸发速率。
雾滴接触角测量在25℃，柑橘叶片上进行测定
药液最大测定是将农药复配液在距离叶片上方40cm处向叶片进行喷洒5s，5min后测定叶片在喷洒药液前后增重的量。测定实验结果如表1、表2。
表1飞防专用助剂与编号为A、B、C的三种农药复配的性能检测结果
Figure BDA0002959301940000071
表2为软水与编号为A、B、C的三种农药复配的性能检测结果
Figure BDA0002959301940000081
由表1可知，实施案例1提供的飞防专用助剂以不同体积百分数与三种农药进行复配，复配液雾滴粒径可达168μm左右，接触角都在20-30°，蒸发速率最低可为0.5μg/cm2.s，药液最大持留量最高可达2799.85μg/cm2，表面张力最低为20.4mN/m。再结合表2可知，不加飞防专用助剂，雾滴粒径均在135μm以下，接触角均大于60°，蒸发速率均大于3.60μg/cm2.s，药液最大持留量最高仅有444.93μg/cm2，表面张力最低为36.7mN/m。
实施案例1的飞防专用助剂与三种农药复配液的接触角、蒸发速率、表面张力都比软水与三种农药复配液要小。雾滴粒径、药液最大持留量要比软水与三种农药复配液大。表明本发明提供的飞防专用助剂配方能够显著增大雾滴粒径从而抗漂移、降低药液表面张力、减少药液的蒸发速率、提高了药液在作物表面沉积率和润湿铺展性能、表现出良好的亲和性、提高了农药利用效率。
实施案例2
以质量百分比：尿素7％，油酸乙酯10％，十二烷基磺酸钠3％，烷基磺酸盐3％，脂肪醇1％，环己醇5％，石蜡2％，乙二醇3％，大豆水解蛋白基表面活性剂15％，水补足100％。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述的飞防专用助剂配方，分别按照特定质量百分比称取尿素、油酸乙酯、十二烷基磺酸钠、烷基磺酸盐、大豆水解蛋白基表面活性剂倒入搅拌罐中以转速100-200r/min搅拌0.5h充分混合均匀；
(2)按照特定百分比称取脂肪醇、环己醇、石蜡、水以转速200-300r/min搅拌0.5h。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的使用方法，将农药按实际使用剂量与少量的所述助剂混合均匀复配后，在2天之内用于无人机喷雾植保杀虫作业；所述助剂与农药混合时加入量的体积百分数为农药复配液的0.005-1％。
实施案例3
以质量百分比：尿素3％，黄原胶4％，油酸乙酯8％，酯化亚麻油2％、十二烷基磺酸钠3％，烷基糖苷2％，烷基磺酸盐1％，聚烷基硅环氧乙烷1％，环己醇8％，石蜡2％，乙二醇3％，大豆水解蛋白基表面活性剂25％，水补足100％。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述的飞防专用助剂配方，分别按照特定质量百分比称取尿素、黄原胶、油酸乙酯、酯化亚麻油、十二烷基磺酸钠、烷基糖苷、烷基磺酸盐、大豆水解蛋白基表面活性剂倒入搅拌罐中以转速100-200r/min搅拌0.5h充分混合均匀；
(2)按照特定百分比称取聚烷基硅环氧乙烷、环己醇、石蜡、乙二醇、水以转速200-300r/min搅拌0.5h。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的使用方法，将农药按实际使用剂量与少量的所述助剂混合均匀复配后，在2天之内用于无人机喷雾植保杀虫作业；所述助剂与农药混合时加入量的体积百分数为农药复配液的0.005-1％。
实施案例4
以质量百分比：聚谷氨酸3％，羧甲基纤维素钠3％，油酸乙酯5％，酯化亚麻油5％、脂肪胺聚氧乙烯醚2％，烷基糖苷3％，烷基苯醚磺酸盐1％，聚烷基硅环氧乙烷1％，醋酸乙烯酯5％，石蜡3％，乙二醇丁醚醋酸酯3％，大豆水解蛋白基表面活性剂25％，水补足100％。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述的飞防专用助剂配方，分别按照特定质量百分比称取聚谷氨酸、羧甲基纤维素钠、油酸乙酯、酯化亚麻油、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、烷基苯醚磺酸盐、大豆水解蛋白基表面活性剂倒入搅拌罐中以转速100-200r/min搅拌0.5h充分混合均匀；
(2)按照特定百分比称取聚烷基硅环氧乙烷、醋酸乙烯酯、石蜡、乙二醇丁醚醋酸酯、水以转速200-300r/min搅拌0.5h。
一种无人机植保飞防专用助剂配方的使用方法，将农药按实际使用剂量与少量的所述助剂混合均匀复配后，在2天之内用于无人机喷雾植保杀虫作业；所述助剂与农药混合时加入量的体积百分数为农药复配液的0.005-1％。
实施案例5
该案例将使用实施案例1-4中的飞防专用助剂配方与本发明中提到的编号为A、B、C三种农药进行复配，然后进行田间药效测定。
采用案例1中飞防专用助剂与A、C两种农药进行复配后的农药复配液编号为1-A、1-B、1-C，分别将各个复配液进行3000倍、4000倍稀释，飞防助剂加入量按体积百分数为0.005％、0.01％、0.02％；
该实验在田间使用无人机对农药复配液进行实际喷雾测定，实验场所为江苏省苏州市吴江区同里镇北联国家现代农业产业园的柑橘园，随机选取有朱砂叶螨发生的柑橘树5株，施药3天和7天后测定朱砂叶螨残虫量。测定结果见表3。
表3防治效果
Figure BDA0002959301940000111
由表3可以得知，本发明提供的飞防专用助剂与农药进行复配后进行施药，与未添加飞防专用助剂的农药相比，对柑橘树朱砂叶螨的防效明显上升；3000倍稀释与4000倍稀释时防效基本相同，故加入本发明提供的飞防助剂可减少农药用量，降低农药对作物的伤害和减少环境污染。
以上该发明的所有制备方法以及实施案例，仅是本发明的部分实施案例，并非是对本发明进行任何形式上的限制，虽然本发明的较优实施案例如上，但并非用以限定本发明，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出任何简单修改和改变，均属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：3～12％防漂移剂、3～15％植物油、1～4％湿润剂、1～4％分散剂、0.01～2％消泡剂、1～12％黏度调节剂、1～10％防冻剂、5～30％乳化剂，余量为水。
2.根据权利要求1所述的无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：4～12％防漂移剂、5～10％植物油、2～3％湿润剂、2～3％分散剂、0.05～1％消泡剂、2～10％黏度调节剂、2～5％防冻剂、6～20％乳化剂，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，所述防漂移剂为瓜尔胶、聚谷氨酸、尿素、丙三醇、黄原胶、羧甲基纤维素钠、乙二醇、聚丙二醇、硝酸铵、海藻酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，所述植物油为油酸甲酯、油酸乙酯以及酯化的玉米油、亚麻油、蓖麻油大豆油、松脂基植物油等脂肪酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，所述润湿剂为蓖麻油聚氧乙烯醚磺酸盐、乙氧基化烷基醇醚磺酸基琥珀酸半酯二钠盐、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇修饰环氧乙烷、烷基糖苷、脂肪胺聚氧乙烯醚、琥珀酸二辛酯磺酸钠、有机硅润湿剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，所述分散剂为烷基磺酸盐、烷基苯醚磺酸盐、萘磺酸盐缩聚物、木质素磺酸盐、烷基苯萘磺酸盐甲醛缩聚物中的一种或多种，所述消泡剂为脂肪醇、有机硅酮类、脂肪酸酯、聚烷基硅环氧乙烷类中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，所述黏度调节剂为石蜡、聚氨酯、环己醇、醋酸乙烯酯、硫酸羟胺、丙烯酸酯共聚物中的一种或多种，所述防冻剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、二甲基亚砜、乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1或2所述的无人机植保飞防专用助剂，其特征在于，所述乳化剂为大豆水解蛋白基表面活性剂，所述水为软水。
9.权利要求1～8任一项所述的无人机植保飞防专用助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按顺序将抗漂移剂、植物油、润湿剂、分散剂、乳化剂倒入搅拌罐中以转速100-200r/min搅拌0.5h充分混合均匀；
(2)边搅拌边按顺序加入黏度调节剂、防冻剂、水、消泡剂以转速200-300r/min搅拌0.5h。
10.权利要求1～9任一项所述的无人机植保飞防专用助剂的使用方法，其特征在于，将农药按实际使用剂量与少量的所述助剂混合均匀复配后，在一天之内用于无人机喷雾植保杀虫作业，所述助剂与农药混合时加入量的体积百分数为农药复配液的0.005-1％。
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