歐陽敏昆,王學林,李榆慶,顏高俊,洪陳艷
(昆明農藥有限公司,云南 昆明 650401)
二嗪磷(英文通用名:diazinon)是一種膦酸酯類有機磷殺蟲劑,具有胃毒和觸殺作用,無內吸性,具有生氣一定的殺螨活性。主要用于水稻、果樹、葡萄園、甘蔗、玉米、煙草、馬鈴薯、園藝作物上,防治廣譜的刺吸和食葉害蟲[1]。
噻蟲嗪(英文通用名:thiamethoxam)是一種全新結構的第二代煙堿類高效低毒殺蟲劑,對害蟲具有觸殺、胃毒及內吸活性,用于葉面噴霧及土壤灌根處理[2];適宜于蔬菜、馬鈴薯、水稻、棉花、柑橘、煙草、油菜、大豆等莖葉處理和土壤處理以及玉米、高粱、小麥、、水稻、棉花、花生等種子處理,可有效地防治鱗翅目、鞘翅目、同翅目等害蟲,如蚜蟲、葉蟬、粉虱、飛虱、跳甲、潛葉蛾等[3]。
農藥顆粒劑 (Granule) 為松散顆粒狀產品,由原藥、載體和助劑制成,具有可控制顆粒的釋放速度、藥效好、持效期長、使用方便、使高毒農藥低毒化等特點。將二嗪磷和噻蟲嗪復配制成農藥顆粒劑,具有高效、低毒、低殘留等特點,是一種理想的替代高毒農藥防治地下害蟲的農藥產品,主要用于防治農作物上的地老虎、螻蛄、蠐螬等地下害蟲,屬全國首創。
二嗪磷原藥(含量95.3%);噻蟲嗪原藥(含量95.8%);有機溶劑:二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷;穩定劑:1,2 丁二醇、草酸、聚乙二醇、尿素;黏結劑:糊精、黃原膠(XG)、明膠;吸附劑:膨潤土、輕質碳酸鈣、白碳黑;染色劑:酸性金黃、玫瑰金、堿性紫;填料:砂。
滾筒式旋轉造粒機,高效液相色譜儀(島津LC-15C),電子天平(FA2004)、101A-1 型恒溫電熱干燥烘箱,PHS-3C 型PH 計,實驗室用標準篩等。
1.3.1 顆粒劑的加工方法
農藥顆粒劑的加工方法很多,主要有包衣造粒法、擠出成型造粒法、吸附造粒法(浸漬造粒法)、流化床造粒法、噴霧造粒法、轉動造粒法等[4]。根據原藥特性并經實驗篩選,最終確定采用包衣造粒法制造工藝,工藝流程為:首先將噻蟲嗪原藥溶解在有機溶劑中,然后加入二嗪磷原藥制成母藥備用,將砂干燥、篩分后儲存在料倉內,然后在滾筒式旋轉造粒機內按照配比順序加入砂、母藥、穩定劑、染色劑、黏結劑、吸附劑進行混合造粒,然后進行干燥、檢測、包裝得到顆粒劑產品,工藝流程見圖1。

圖1 1%二嗪磷·噻蟲嗪顆粒劑生產工藝流程簡圖
1.3.2 顆粒劑性能測定
1)外觀:松散的基本無粉塵顆粒。
2)二嗪磷和噻蟲嗪質量分數的測定:高效液相色譜法。
3)水分的測定:參照GB/T1600-2001 農藥水分測定方法。
4)PH 值的測定:參照GB/T1601-1993 農藥pH 值的測定方法。
5)粒度范圍的測定:參照NY/T1860.32-2014 中4.1 方法(篩分法)測定。
6)脫落率的測定:準確稱取已測過粒度的試樣質量(m)50g (精確至0.1g),放入盛有2個鋼球或瓷球的標準篩中,將篩置于底盤上加蓋,移至振蕩機中固定后振蕩15min,準確稱取接盤內試樣質量m1(精確至0.1g),樣品的脫落率X=m1/m×100%。
7)熱貯穩定性測定:參照GB/T19136-2003農藥熱貯穩定性測定方法進行測定。
在農藥顆粒劑的加工過程中,多數情況下采用液態物料進行造粒,故需選擇適當的有機溶劑將固體原藥噻蟲嗪溶解后再加入液態二嗪磷原藥配制成液態物料母藥。選用的有機溶劑有二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷等,實驗篩選結果見表1。
從表1 看出,僅用二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇作溶劑,雖能將噻蟲嗪溶解,但低溫實驗不合格,溶液有渾濁現象和結晶析出,故不應使用單一的溶劑,因乙酸乙酯的溶解性能比二氯甲烷和甲醇好,故將乙酸乙酯與DMF 按4∶1~6∶1 比例混合使用可獲得較好的溶解效果和低溫貯藏性能,考慮到生產成本,選擇乙酸乙酯+DMF=5∶1(質量比)作溶劑。

表1 溶劑劑的篩選
將二嗪磷和噻蟲嗪復配加工成顆粒劑后,其有效成分在儲存過程中會發生緩慢分解,因此需加入穩定劑防止農藥有效成分的分解。根據二嗪磷和噻蟲嗪的理化特性,選擇1,2 丁二醇、草酸、聚乙二醇、尿素作穩定劑,并通過實驗進行優化篩選,結果見表2。

表2 穩定劑的篩選
從表2 中看出,1,2 丁二醇能有效降低二嗪磷和噻蟲嗪的分解速度,添加量為2%時,二嗪磷和噻蟲嗪的兩年貯存分解率分別為4.55%、3.57%,綜合考慮后確定用2%的1,2 丁二醇作穩定劑。
在農藥顆粒劑加工過程中,為使顆粒不易松散脫落成粉,需加入一定量的黏結劑,黏結劑種類和用量是否合適,會對造粒產生影響,黏結劑用量過低會導致包覆物脫落;用量過高顆粒發黏,影響造粒操作。常用的黏結劑主要有可糊精、黃原膠(XG)、明膠等,通過實驗對黏結劑進行篩選,結果見表3。
通過實驗篩選,確定選擇0.3%黃原膠(XG)作黏結劑。

表3 黏結劑的篩選
本文采用的顆粒劑加工方法為包衣吸附造粒工藝,需選擇吸附劑將農藥液態母藥進行吸附。目前常用的吸附劑有膨潤土、輕質碳酸鈣、白碳黑等。因白碳黑比表面積大、吸附能力強、分散性好,選擇白碳黑為本配方的吸附劑,吸附劑的篩選結果見表4。通過實驗篩選,確定選擇3.0%白碳黑作吸附劑,可制得合格的顆粒劑。

表4 吸附劑的篩選
為便于區別農藥顆粒劑與食品、糧食等其它商品,防止誤食,需在顆粒劑配方中加入染色劑,起到警戒和提示作用。常用的染色劑有酸性金黃、玫瑰金、堿性紫等。根據產品外觀要求和客戶需求,選用玫瑰金作染色劑,實驗篩選結果見表5。

表5 染色劑的篩選
從表5 看出,選擇0.3%玫瑰金作染色劑,可獲得滿意的顆粒外觀顏色。
通過實驗篩選確定了1%二嗪磷·噻蟲嗪顆粒劑的最終配方為:二嗪磷0.8%、噻蟲嗪0.2%、穩定劑1,2 丁二醇2.0%、黏結劑黃原膠 (XG)0.3%、吸附劑白碳黑3.0%、染色劑玫瑰金0.3%、填料砂補足100%。
按照確定的最終配方和加工方法制備1%二嗪磷?噻蟲嗪顆粒劑樣品,進行配方穩定性和重現性測定實驗,表明該配方具有較好的穩定性和重現性,結果見表6。

表6 1%二嗪磷·噻蟲嗪顆粒劑配方穩定性和重現性測定
通過實驗篩選,確定了1%二嗪磷·噻蟲嗪顆粒劑的最佳配方,該配方具有較好的穩定性和重現性,產品質量符合顆粒劑標準的要求。所采用的加工工藝和加工方法流程簡單、操作方便、便于規?;a。