CN116784316A - 一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂及其制备和使用方法。所制备的飞防助剂，以二甲基聚硅氧烷为润湿功能成分，配合渗透剂和抗漂移剂及适宜的表面活性剂，与农药药液混合后，有效降低药液表面能，促进施药过程中雾滴沉降，抑制雾滴蒸发，并通过降低雾滴表面张力促进雾滴在作物叶片上的粘附、扩展、润湿和渗透，能有效提高药剂防治效果，减少施药时的药液浪费，提高药液利用率，适用于多种作物病虫害植保无人机飞防。
Description
技术领域
本发明涉及农药高效分散领域，具体是一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂及其制备和使用方法。
背景技术
近年来植保无人机飞防在农作物病虫害防治中得到了广泛的推广和应用，极大程度上缓解了农业生产上植保需求大与植保力量不足的矛盾。与传统的植保器械常量喷雾防治相比，植保无人机施药亩用药液量低，雾滴更细，夏季施药雾滴易于蒸发，且在无人机旋翼风场的影响下易于发生漂移，接触作物叶片后易于弹跳，从而造成药液浪费和对病虫害防治效果不稳定。基于植保无人机作业中存在的现实问题，开展植保无人机飞防助剂的研究开发，促进雾滴在田间的沉降，提升雾滴在作物叶片上的粘附、润湿和渗透能力，减少施药过程中药液的浪费，提高施药对作物因病虫害的防治效果，降低农药施用量，对农业安全生产具有重要意义。
目前市场上植保无人机飞防助剂品类繁多，产品性能良莠不齐。本发明产物的研究课题组以前期开发的含二甲基聚硅氧烷润湿组合物为基础，以解决植保无人机飞防中存在的现实问题为目标，配合渗透剂、抗漂移剂等功能成分的研究，进一步开发植保无人机飞防助剂，提升植保无人机飞防作业的防治效果，提高农药利用率，减少农药使用量，降低植保作业对环境的负面影响，在农作物病虫害防治领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂及其制备和使用方法。本发明以二甲基聚硅氧烷为主要润湿活性组分，以常规溶剂油酸甲酯为介质，配合常规高效渗透剂及适宜表面活性剂组合，并针对植保无人机飞防作业时雾滴易于漂移的问题加入以矿物质超微粉为主要成分的抗漂移剂，制备成植保无人机飞防助剂，以0.1～1%的比例与配制好的农药药液混合，通过植保无人机进行飞防施药，从而降低施药过程中雾滴的表面张力，抑制雾滴的蒸发，促进雾滴在田间的沉降及在作物叶片上的粘附、润湿、扩展和渗透，提高防治效果和农药利用率，适用于多种作物病虫害植保无人机飞防。具体发明内容如下。
基于二甲基聚硅氧烷的低表面活性、适宜的使用剂量及其与油酸甲酯的相容性，将二甲基聚硅氧烷与油酸甲酯按1：4的比例混合，制备成二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯溶解液。
在二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯溶解液中分别加入10%的十二烷基苯磺酸钙·脂肪醇环氧乙烷缩合物乳化剂组合、十二烷基苯磺酸钙·异构醇环氧乙烷缩合物乳化剂组合、十二烷基苯磺酸钙·烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂组合，制备成二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯乳油。
在二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯乳油中分别添加异辛醇聚氧乙烯醚（JFC）、聚氧乙烯醚化合物（JFC-S）、快速渗透剂T、耐碱渗透剂AEP、高温渗透剂JFC-M等常用渗透剂，以渗透剂与二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯乳油的相容性、对乳状液表面张力、润湿性能的影响为考察指标，筛选出了适宜的渗透剂为异辛醇聚氧乙烯醚（JFC）、聚氧乙烯醚化合物（JFC-S）。
以阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钙用量、非离子乳化剂(脂肪醇环氧乙烷缩合物(O-5),或异构醇环氧乙烷缩合物（E1303）,或烷基酚聚氧乙烯醚（TX-5）)的用量、渗透剂（异辛醇聚氧乙烯醚（JFC）、聚氧乙烯醚化合物（JFC-S））的用量为自变量，以乳状液中乳化滴粒径、乳状液表面张力、润湿性能、乳状液抗蒸发性能为因变量，采用正交设计，筛选出了十二烷基苯磺酸钙、脂肪醇环氧乙烷缩合物(O-5)、异辛醇聚氧乙烯醚（JFC）适宜的质量比为3：1：7，十二烷基苯磺酸钙、异构醇环氧乙烷缩合物（E1303）、聚氧乙烯醚化合物（JFC-S）适宜的质量比为6：7：7，十二烷基苯磺酸钙、烷基酚聚氧乙烯醚（TX-5）、聚氧乙烯醚化合物（JFC-S）适宜的质量比为3：19：8。
将阴离子乳化剂、非离子乳化剂、渗透剂按上述筛选的比例混合均匀，按10%的质量比加入二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯溶解液中，制备成二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯乳油；按不同比例分别加入不同细度、不同种类矿物质粉末，混合均匀后制备成100倍悬乳液，采用孔径1.0mm虹吸式喷头在空气压力0.1MPa进行喷雾试验，并在3m/s的风速环境下于喷嘴正下方1.5m处用雾滴检测卡检测雾滴沉积密度，筛选出了细度为3000目～6000目的重钙粉、滑石粉、蒙脱石粉，用量为5%～10%，具有较好的防漂移功能。
按上述筛选结果，制备由矿物质粉、乳化剂、渗透剂、二甲基聚硅氧烷、油酸甲酯组成的油悬浮体系，按不同比例添加气相二氧化硅，以油悬浮体系的可流动性和物理稳定性为考察指标，筛选出了气相二氧化硅的适宜用量为0.5～2%。
按上述筛选结果，制备由矿物质粉、二甲基聚硅氧烷、气相二氧化硅、油酸甲酯组成的油悬浮体系，按不同用量添加筛选出的阴离子乳化剂·非离子乳化剂·渗透剂组合，以油悬浮体系的分散乳化性能、乳状液稳定性、乳状液的表面张力和润湿性能、乳状液的抗蒸发性能为考察指标，筛选出阴离子乳化剂·非离子乳化剂·渗透剂组合的适宜用量为8%～15%，并形成本发明一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂配方。
本发明含二甲基聚硅氧烷植保无人机飞防助剂的制备方法为：先将二甲基聚硅氧烷加入油酸甲酯中，搅拌至完全溶解，然后依次加入乳化剂和渗透剂，充分搅拌后加入抗漂移剂和增稠剂，搅拌均匀，过滤，得成品。
本发明含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂的应用方法为，将防治药剂加水制备成药液后，按药液质量的0.1%至1%加入所述的植保无人机飞防助剂，混匀后加注到植保无人机药箱即可飞防施药。
本发明的优点和意义：
1. 本发明的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，其润湿活性成分为二甲基聚硅氧烷，助剂与药液混合均匀后能有效降低药液的表面能，植保无人机飞防作业时能有效降低雾滴的表面张力，促进雾滴在植物叶片上的粘附、润湿和扩展，有效减少雾滴在植物叶片上的弹跳行为。
2. 本发明的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，筛选出了良好的阴离子乳化剂、非离子乳化剂、渗透剂组合，不仅对二甲基聚硅氧烷·油酸甲酯溶解液具有良好的乳化分散效果，有效保障助剂与药液的相容性，同时渗透剂在二甲基聚硅氧烷的地表面活性效能下能进一步提升其渗透效果，有效促进药液渗透在植物叶片表面的快速铺展和渗透。
3. 本发明的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，所筛选出的阴离子乳化剂、非离子乳化剂、渗透剂组合与二甲基聚硅氧烷配合后，能在药液雾滴表面形成分子膜，有效减少施药过程中细小雾滴的蒸发。
4. 本发明的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，筛选并添加了以一定细度的矿物质粉末为主要成分的抗漂移剂，能有效促进植保无人机飞防时药液雾滴在田间的沉降，减少雾滴的漂移。
5. 本发明的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，直接添加到药液中，混合均匀即可施药，使用方便简单，可广泛应用于多种粮油作物及果树、蔬菜等作物病虫害的植保无人机飞防。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
实施例1
本发明的飞防助剂原料配方，按下述质量百分比：
二甲基聚硅氧烷 16%
脂肪醇环氧乙烷缩合物（O-5） 1.8%
异辛醇聚氧乙烯醚 (JFC-E) 4.2%
十二烷基苯磺酸钙 6%
蒙脱石粉 7.5%
二氧化硅 0.5%
油酸甲酯 64%
制备方法：先将二甲基聚硅氧烷加入油酸甲酯中，搅拌至完全溶解，然后依次加入乳化剂和渗透剂，充分搅拌后加入抗漂移剂和增稠剂，搅拌均匀，过滤，得成品。
实施例2
本发明的飞防助剂原料配方，按下述质量百分比：
二甲基聚硅氧烷 16%
异构醇环氧乙烷缩合物 3.5%
聚氧乙烯醚化合物 3.5%
十二烷基苯磺酸钙 3%
滑石粉 9.5%
二氧化硅 0.5%
油酸甲酯 64%
制备方法同实施例1。
实施例3
本发明的飞防助剂原料配方，按下述质量百分比：
二甲基聚硅氧烷 16%
烷基酚环氧乙烷缩合物 7.6%
聚氧乙烯醚化合物 3.2%
十二烷基苯磺酸钙 1.2%
重钙粉 7.5%
二氧化硅 0.5%
油酸甲酯 64%
制备方法同实施例1。
应用例1
实施例对商品农药药液润湿性能的影响。选用市购商品农药（1）30%高氯·马拉硫磷乳油、（2）0.5%印楝素乳油、（3）10%虱螨脲悬浮剂、（4）25%吡唑醚菌酯悬浮剂、（5）5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水分散粒剂、（6）25%噻虫嗪水分散粒剂、（7）32000IU/毫克苏云金杆菌可湿性粉剂、（8）25%三唑酮可湿性粉剂、（9）18.7%丙环·嘧菌酯悬乳剂、（10）4%甲维·氟铃脲微乳剂、（11）4%甲维·氟酰胺微乳剂、（12）30%丙硫菌唑可分散油悬浮剂，分别按亩用量取药，制备药液，用三角瓶分成4份，并编号备用；将实施例1至实施例3与药液按1：100的比例分别添加至药液中混合均匀，同时设置不添加实施例的药液对照和清水对照，观察药液的稳定性，测试药液对标准帆布片的润湿时长（s）及表面张力，结果见表1-1至表1-12。
从表1-1至表1-12的结果可以看出，实施例1、实施例2、实施例3与药液按1：100的比例混合后，均能有效降低药液的表面张力到21.1～23.2(mN/m)，缩短对标准帆布片的润湿时间至1～5s，降低药液表面张力和提升药液润湿性能效果明显。
表1-1 飞防助剂对30%高氯·马拉硫磷乳油药液润湿性能的影响
表1-2飞防助剂对0.5%印楝素乳油药液润湿性能的影响
表1-3 飞防助剂对10%虱螨脲悬浮剂药液润湿性能的影响
表1-4飞防助剂对25%吡唑醚菌酯悬浮剂药液润湿性能的影响
表1-5飞防助剂对5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水分散粒剂药液润湿性能的影响
表1-6飞防助剂对25%噻虫嗪水分散粒剂药液润湿性能的影响
表1-7飞防助剂对32000IU/毫克苏云金杆菌可湿性粉剂药液润湿性能的影响
表1-8飞防助剂对25%三唑酮可湿性粉剂药液润湿性能的影响
表1-9飞防助剂对18.7%丙环·嘧菌酯悬乳剂药液润湿性能的影响
表1-10飞防助剂对4%甲维·氟铃脲微乳剂药液润湿性能的影响
表1-11飞防助剂对4%甲维·氟酰胺微乳剂药液润湿性能的影响
表1-12飞防助剂对30%丙硫菌唑可分散油悬浮剂药液润湿性能的影响
应用例2
实施例对商品农药防治大豆甜菜夜蛾田间防效的影响。选用当地常规防治药剂15%甲维·茚虫威悬浮剂(当地常规用量30ml/亩），按试验处理设计的用药量（表2-1）取供试药剂，按无人机飞防亩用药液量2000mL/亩制备药液，并按验处理设计（表2-1）分别添加1%的助剂样品1、2、3，混匀，于2022年8月1日在安徽省太和县王寨用大疆植保无人机（型号P100,飞行高度3.5m，喷幅5m）进行大豆甜菜夜蛾飞防。飞防时各处理分别设置雾滴检测卡2组，每组5片检测卡片，均匀分布于无人机喷幅上（检测卡片在喷幅方向间隔1.25m，两组检测卡片在航线方向上间隔5m），喷雾结束后统计雾滴卡上雾滴数，计算单位面积雾滴分布密度，考察无人机飞防添加雾滴分布均匀性及助剂添加后对雾滴分布的影响；药后1天和药后5天调查田间虫量（每处理调查10点，每点以雾滴检测卡放置处为中点，沿植保无人机航线方向前后各连续调查5株），计算防治效果。试验结果见表2-2至2-4。
从表2-2可以看出，分别添加实施例1、实施例2、实施例3，对大豆甜菜夜蛾进行飞防时，田间雾滴密度较不添加实施例助剂均有明显提升。不添加实施例助剂的处理6，田间平均雾滴密度为71.14个/cm2，添加实施例1的三个处理（处理1、处理2、处理3）田间平均雾滴密度分别为84.64个/cm2、89.00个/cm2和97.61个/cm2，添加实施例2和实施例3的处理（处理4、处理5）田间平均雾滴密度分别为94.95个/cm2和104.46个/cm2。。实施例的应用对植保无人机飞防田间雾滴密度具有明显的提升作用。
表2-1 飞防助剂对大豆甜菜夜蛾飞防效果影响试验设计
表2-2大豆甜菜夜蛾飞防不同处理田间雾滴密度（个/cm2）
从表2-3可以看出，分别添加实施例1、实施例2、实施例3，对大豆甜菜夜蛾进行飞防时，药后1天田间虫量较不添加实施例助剂明显减少，防效明显提升。不添加实施例助剂的处理6，田间活虫数为27头/100株，防效为38.64%；添加实施例1的三个处理（处理1、处理2、处理3）田间活虫数分别为21头/100株、17头/100株和11头/100株，防效分别为52.27%、61.36%和75.00%；添加实施例2和实施例3的处理（处理4、处理5）田间活虫数分别为7头/100株和18头/100株，防效分别为84.09%和81.82%；空白对照区田间活虫数为44头/100株。
从表2-4可以看出，分别添加实施例1、实施例2、实施例3，对大豆甜菜夜蛾进行飞防时，除药剂低剂量处理（处理1）外，药后5天田间虫量较不添加实施例助剂也明显减少，防效明显提升。不添加实施例助剂的处理6，田间活虫数为8头/100株，防效为74.19%；添加实施例1的三个处理（处理1、处理2、处理3）田间活虫数分别为11头/100株、4头/100株和2头/100株，防效分别为64.52%、87.10%和93.55%；添加实施例2和实施例3的处理（处理4、处理5）田间活虫数均为3头/100株，防效均为90.32%；空白对照区田间活虫数为31头/100株。
试验结果表明，实施例1、实施2和实施例3的应用，能有效提升药剂飞防效果，药剂用量减少33%后，飞防对大豆甜菜夜蛾的防效均明显高于药剂常规剂量防治效果；应用实施例1后，药剂用量减少50%，对大豆甜菜夜蛾的防效仍高于药剂常规剂量（不添加助剂）防效。
表2-3大豆甜菜夜蛾飞防不同处理药后1天田间活虫数（头）和防效（%）
表2-4大豆甜菜夜蛾飞防不同处理药后5天田间活虫数（头）和防效（%）
应用例3
实施例对商品农药防治玉米草地贪夜蛾田间防效的影响。选用10%甲维·氯虫悬浮剂(当地常规用量30ml/亩），按试验处理设计的用药量（表3-1）取供试药剂，按无人机飞防亩用药液量3000mL/亩制备药液，并按验处理设计（表2-1）分别添加1%（以药液质量计）的助剂样品1、2、3，混匀，于2022年8月24日在安徽省无为县姚沟镇二沙凸用大疆植保无人机（型号T20,飞行高度1.8m，喷幅6m）进行秋玉米草地贪夜蛾飞防。飞防时药前调查虫口基数，药后3天和药后7天调查田间虫量（每处理定5个点进行调查，每点连续调查20株），计算防治效果。试验结果见表3-2至表3-4。
从表2-3可以看出，分别添加实施例1、实施例2、实施例3，对秋玉米草地贪夜蛾进行飞防时，除药剂减量50%的处理（处理1）外，药后3天田间虫口减退率较不添加实施例助剂明显增加，防效明显提升。不添加实施例助剂的处理6（药剂减量30%）和处理7（药剂常量防治），田间虫口减退率分别为20.69%和39.24%，防效为47.93%和60.11%；添加实施例1的三个处理（处理1、处理2、处理3）田间虫口减退率分别为26.87%、54.13%和58.33%，防效分别为51.98%、69.88%和72.64%；添加实施例2和实施例3的处理（处理4、处理5）田间活虫数分别为56.90%和60.34%，防效分别为71.70%和73.96%；空白对照区田间虫口减退率为-52.31%。
从表2-4可以看出，分别添加实施例1、实施例2、实施例3，对秋玉米草地贪夜蛾进行飞防时，药后7天田间虫口减退率较不添加实施例助剂也明显增加，防效明显提升。不添加实施例助剂的处理6和处理7，田间虫口减退率分别为3.45%和29.11，防效分别为37.86%和54.38%；添加实施例1的三个处理（处理1、处理2、处理3）田间虫口减退率分别为37.31%、43.12%和50.93%，防效分别为59.66%、63.39%和68.42%；添加实施例2和实施例3的处理（处理4、处理5）田间虫口减退率分别为53.45%和51.72%，防效均为70.04%和68.93%；空白对照区田间虫口减退率为-55.38%。
试验结果表明，实施例1、实施2和实施例3的应用，能有效提升药剂飞防效果，减少药剂用量。药液中添加实施例1，药剂用量减少30%，飞防3天后的防效明显高于药剂常量防治（不添加助剂）的效果；药液中添加实施例1，药剂用量减少50%，飞防7天后对秋玉米草地贪夜蛾的防效也明显高于药剂常规剂量（不添加助剂）的防治效果。
表3-1 飞防助剂对秋玉米草地贪夜蛾飞防效果影响试验设计表3-1 飞防助剂对秋玉米草地贪夜蛾飞防效果影响试验设计
表3-2秋玉米草地贪夜蛾飞防药前基数调查
表3-3秋玉米草地贪夜蛾飞防药后3天田间活虫数（头）和防效（%）
表3-4秋玉米草地贪夜蛾飞防药后7天田间活虫数（头）和防效（%）
附表1 飞防助剂样品100倍液性能参数
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Claims (6)
1.一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，其特征在于，包含以下质量百分比的组分： 5～20%润湿剂、1～10%渗透剂、5～10%乳化剂、2～10%抗漂移剂、1～5%增稠剂，余量为油酸甲酯；其中所述的润湿剂为二甲基硅氧烷，其粘度为5～10cs，分子量为750～1250；所述的渗透剂为异辛醇聚氧乙烯醚（JFC-E）、聚氧乙烯醚化合物（JFC-S）中的一种；所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钙与脂肪醇环氧乙烷缩合物（O-5）、异构醇环氧乙烷缩合物（E1303）、烷基酚聚氧乙烯醚（TX-5）中任何一种的组合物；所述的抗漂移剂为重钙粉、凹凸棒土粉、滑石粉、蒙脱石粉和沸石粉中的一种，其细度为2000目～6000目；所述的增稠剂为气相二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，其特征在于，二甲基聚硅氧烷与油酸甲酯的质量比为1：4。
3.根据权利要求1-2所述的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，其特征在于，所述的渗透剂与乳化剂的质量比为1：3～2：3。
4.根据权利要求1-3所述的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，其特征在于，所述的十二烷基苯磺酸钙和脂肪醇环氧乙烷缩合物（O-5），其组合的质量比为2：10～3：10；所述的十二烷基苯磺酸钙和异构醇环氧乙烷缩合物（E1303），其组合的质量比为1：1～2：1；所述的十二烷基苯磺酸钙和烷基酚聚氧乙烯醚（TX-5），其组合的质量比为8：1～5：1。
5.根据权利要求1-4所述的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂，其制备方法为：先将二甲基聚硅氧烷加入油酸甲酯中，搅拌至完全溶解，然后依次加入乳化剂和渗透剂，充分搅拌后加入抗漂移剂和增稠剂，搅拌均匀，过滤，得成品。
6.根据权利要求1-5所述的一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂的应用，其特征在于，将防治药剂加水制备成药液后，按药液质量的0.1%至1%加入所述的植保无人机飞防助剂，混匀后加注到植保无人机药箱即可飞防施药。
Priority Applications (1)
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| CN202211134249.2A CN116784316A (zh) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 一种含二甲基聚硅氧烷的植保无人机飞防助剂 |
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Publications (1)
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2022
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