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摘要[目的]探讨25%吡唑醚菌酯水悬浮剂的最佳配方。[方法]利用流点法研究比较了几种不同类型分散剂对吡唑醚菌酯的分散性。[结果]通过配方优化确定了25%吡唑醚菌酯水悬浮剂最佳配方:吡唑醚菌酯原药25.8%,分散剂GY-D157 3%,分散剂GY-D156 1%,润湿剂GY-WS10 1%,防冻剂尿素5%,消泡剂GY-X60 0.3%,稳定剂硅酸镁铝0.5%,增稠剂黄原胶0.16%,水补足至100%。[结论]该配方对原药适应性广,砂磨过程中不膏化,制备的样品各项指标符合悬浮剂国标要求。
关键词吡唑醚菌酯;悬浮剂;分散剂;流点
中图分类号S482.2文献标识码A文章编号0517-6611(2017)19-0143-02
Preparation of 25% Pyraclostrobin SC
ZHANG Chunhua1,2, LI Jing2, LU Zhongli1,2 et al
(1.Central Research Institute of China Chemical Science and Technology, Beijing 100083;2.Beijing Grand Agro Chem Co., Ltd., Beijing 100083)
Abstract[Objective] The aim was to explore the optimal formula of 25% pyraclostrobin SC. [Method] The dispersion of different kinds of dispersants were compared in 25% pyraclostrobin SC by flow point method. [Result] The best formula was obtained by optimization. It contained pyraclostrobin technical 25.8%, dispersant GYD157 3%, dispersant GYD156 1%, wetting agent GYWS10 1%, carbamide 5%, antifoam agent GYX60 0.3%, veegum 0.5%, xanthan gum 0.16%, water up to 100%. [Conclusion] This formula adapts to different technical, grinding without paste, and all items conformed to national standard.
Key wordsPyraclostrobin;Suspension concentrate;Dispersant;Flow point
吡唑醚菌酯是巴斯夫公司開发的新型甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,通过阻止细胞色素b和c1间电子传递而抑制线粒体呼吸作用,最终导致细胞死亡[1],杀菌活性高,是同类杀菌剂的3倍。该产品可有效防治小麦颖枯病、花生褐斑病、葡萄霜霉病、马铃薯晚疫病等多种农作物常见病害,并对作物有保健作用,2013年全球销量9.3亿,成为全球销量第二的杀菌剂。其单剂和复配产品都以悬浮剂为主,但由于吡唑醚菌酯熔点(63.7~65.2 ℃)较低,如果助剂选择不当,易出现砂磨膏化、热贮黏度增加、冻融不稳定等问题[2]。鉴于此,笔者以25%吡唑醚菌酯悬浮剂为研究对象,采用不同类型的分散剂进行复配,研制了合格稳定的配方,以期为吡唑醚菌酯制剂的研究与开发提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1药剂与试剂[3-4]。
97%吡唑醚菌酯原药(河北普田农业科技有限公司、广东东莞益农化工有限公司);96%吡唑醚菌酯原药(河北双吉化工有限公司)。
分散剂:萘磺酸盐分散剂GY-D156,聚醚分散剂GY-D157(北京广源益农化学有限责任公司);磷酸酯NP-10P、SOPA-270B、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐(简称硫酸盐,江苏钟山化工有限公司);磷酸酯AEO3P、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9(山东天道生物工程有限公司)。
润湿剂:非离子醇醚型润湿剂GY-WS10(北京广源益农化学有限责任公司)。
1.1.2主要仪器。
万分之一电子天平(德国赛多利斯公司)、FA-25高速剪切机(上海氟鲁克流体机械制造有限公司)、立式砂磨机(德国IKA公司)、CH-500隔水式恒温培养箱(北京市永光明医疗仪器厂)、低温试验箱(北京福意电器有限公司)、激光粒度仪(辽宁丹东百特仪器有限公司)。
1.2方法
1.2.1流点的测定。
将选择的分散剂分别用蒸馏水配制成5%水溶液,测定对吡唑醚菌酯的流点。选择流点相对较低的分散剂制备悬浮剂样品。具体测试方法见农药剂型加工丛书第三版《液体制剂》202页[5]。
1.2.2悬浮剂的制备。
采用湿法砂磨,根据配方设计,将水、分散剂、润湿剂称量到试验杯中搅拌均匀,加入原药、防冻剂、消泡剂搅拌均匀,将浆料放入立式砂磨机上砂磨至粒径D[V,0.9]<5 μm时出料,加入黄原胶和防腐剂,高速剪切均匀即形成悬浮剂样品。注意防腐剂和黄原胶在使用前24 h配好备用。
1.2.3悬浮剂性能的检测。
悬浮剂的pH、悬浮率、黏度、热贮稳定性、低温稳定性按照国标方法测定。为了全面评价制剂在不同温度的贮存性能,考察了冻融稳定性,具体方法:将10 mL样品置于安瓿瓶中,密封后放置在冰箱-18 ℃冷冻层,24 h后置于室温观察自然恢复情况,重复3次后仍能自然恢复成均匀悬浮液为合格。 2结果与分析
2.1流点测定结果
分散剂是悬浮剂中最重要的组分,通过空间位阻或静电斥力作用阻止悬浮剂体系中的固体颗粒互相聚集或沉降,使体系长时间保持均匀稳定[6]。一般采用流点法对分散剂进行初步筛选,该研究测定7种不同类型的分散剂对吡唑醚菌酯原药的流点,结果见表1。其中,AEO3P和SOPA-270B加入后样品一直不流动,AEO9流点较高,说明这3种分散剂对吡唑醚菌酯原药的分散性较差,另外4种分散剂流点相对较低,对吡唑醚菌酯原药具有较好的分散性。
2.2分散剂在25%吡唑醚菌酯悬浮剂中的应用结果
2.2.1分散剂初步评价结果。
流点可初步判定分散剂对原药是否具有分散性,但不能区分对悬浮剂的稳定性,将流点较低的4种分散剂用于25%吡唑醚菌酯悬浮剂中,通过全面检测筛选出较好的分散剂。为了比较几种分散剂在配方中的应用性能,每个配方其他成分均保持一致,其中吡唑醚菌酯原药25.8%,润湿剂GY-WS10用量1%,防冻剂尿素用量5%,硅酸镁铝用量0.5%,消泡剂GY-X60用量0.2%。
润湿剂不仅具有润湿作用,同时对分散剂具有助悬浮作用,一般用量较低,该研究未对润湿剂进行筛选,直接选择本单位自产的润湿性能较好的非离子型润湿剂GY-WS10,该产品与多种类型的分散剂都具有较好的配伍性。
防冻剂先初步选用价格较低的尿素,增黏剂、消泡剂按照经验值添加,待分散剂确定后再进行优化。
分散剂在25%吡唑醚菌酯悬浮剂中的应用结果见表2。由表2可知,不同分散剂制备的样品热贮稳定性差异大,采用GY-D157和硫酸盐为分散剂的样品流动好、析水少、无沉淀,说明助剂在高温环境下仍具有较好的分散性;不同分散剂制备的样品低温稳定性都合格,冻融稳定性GY-D156和NP-10P合格。
4个助剂在高温和低温时的效果表现不同,分别将耐高温和耐低温的分散剂进行搭配使用,考察能否获得各项性能都稳定的配方。由于热贮稳定性是评价悬浮剂的重要指标,所以选择在高温环境下具有较好分散性的GY-D157和硫酸盐作为主要分散剂进行进一步试验。
2.2.2分散剂复配结果。
分别以GY-D157和硫酸盐为主要分散剂,二者再分别与低温和冻融稳定性较好的GY-D156和NP-10P进行复配,配方及结果分别见表3和表4。
2.3配方优化与验证结果
2.3.1配方优化結果。
防冻剂是悬浮剂中比较重要的成分,最常用的是尿素、乙二醇,将1#配方中的5%尿素换为5%乙二醇,对比低温稳定性、冻融稳定性和悬浮率等指标,最终选择悬浮率较高、稳定性更好的乙二醇为防冻剂。
增稠剂常用硅酸镁铝和黄原胶复配,加入不同质量的硅酸镁铝和黄原胶,考察制剂离心稳定性和54 ℃的热贮稳定性,最终确定增稠剂为黄原胶0.12%、硅酸镁铝0.6%。
通过以上试验最终确定25%吡唑醚菌酯悬浮剂的最优配方如下:吡唑醚菌酯原药(97%)25.8%,GY-D157 3.0%,GY-D156 1.0%,GY-WS10 1.0%,乙二醇5.0%,硅酸镁铝0.6%,GY-X60 0.3%,黄原胶0.12%,防腐剂GY-B15 012%,自来水补足至100%。按照该配方制备样品,对各项指标进行检测,结果见表5。
2.3.2配方验证结果。
吡唑醚菌酯原药目前国内厂家较多,质量参差不齐,该试验选择3个不同厂家的原药对最终的配方进行验证,结果砂磨顺畅,且各项检测结果符合要求。由于吡唑醚菌酯熔点较低,为了考察温度对配方的影响,采用30 ℃水浴砂磨,结果无物料变黏或膏化现象出现,物料流动好,说明该配方稳定性好,工艺简便可行,能为生产提供参考。
3结论
分散剂是配方中的主要成分,不同类型分散剂的结构和作用原理不同,采用合理搭配能够使其性能互补,可较快速地筛选出合格配方。通过流点法获得了多个对吡唑醚菌酯具有分散作用的分散剂,随后采用湿法砂磨制备样品对分散剂进行初步筛选,再通过分散剂的复配最终获得稳定合格的配方。
参考文献
[1] 张梅凤,吕秀亭.2011年-2015年专利到期的农药品种之吡唑醚菌酯[J].今日农药,2012(8):36-38.
[2] 姚瑛.低熔点农药吡唑醚菌酯悬浮体系物理稳定性研究[D].长沙:湖南农业大学,2014.
[3] 吴志杰,王丽珍,孙倩,等.悬浮剂研发和生产过程中的难点及解决方法[J].今日农药,2013(10):19-23.
[4] 张斌,曹立冬,刘峰,等.几种新型润湿分散剂在悬浮剂加工中的应用评价[J].农药学学报,2014,16(2):197-205.
[5] 郭武棣.液体制剂[M].3版.北京:化学工业出版社,2004.
[6] 卢忠利,张宗俭,刘宁,等.10%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐悬浮剂配方开发[J].现代化工,2013,33(3):66-69.
关键词吡唑醚菌酯;悬浮剂;分散剂;流点
中图分类号S482.2文献标识码A文章编号0517-6611(2017)19-0143-02
Preparation of 25% Pyraclostrobin SC
ZHANG Chunhua1,2, LI Jing2, LU Zhongli1,2 et al
(1.Central Research Institute of China Chemical Science and Technology, Beijing 100083;2.Beijing Grand Agro Chem Co., Ltd., Beijing 100083)
Abstract[Objective] The aim was to explore the optimal formula of 25% pyraclostrobin SC. [Method] The dispersion of different kinds of dispersants were compared in 25% pyraclostrobin SC by flow point method. [Result] The best formula was obtained by optimization. It contained pyraclostrobin technical 25.8%, dispersant GYD157 3%, dispersant GYD156 1%, wetting agent GYWS10 1%, carbamide 5%, antifoam agent GYX60 0.3%, veegum 0.5%, xanthan gum 0.16%, water up to 100%. [Conclusion] This formula adapts to different technical, grinding without paste, and all items conformed to national standard.
Key wordsPyraclostrobin;Suspension concentrate;Dispersant;Flow point
吡唑醚菌酯是巴斯夫公司開发的新型甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,通过阻止细胞色素b和c1间电子传递而抑制线粒体呼吸作用,最终导致细胞死亡[1],杀菌活性高,是同类杀菌剂的3倍。该产品可有效防治小麦颖枯病、花生褐斑病、葡萄霜霉病、马铃薯晚疫病等多种农作物常见病害,并对作物有保健作用,2013年全球销量9.3亿,成为全球销量第二的杀菌剂。其单剂和复配产品都以悬浮剂为主,但由于吡唑醚菌酯熔点(63.7~65.2 ℃)较低,如果助剂选择不当,易出现砂磨膏化、热贮黏度增加、冻融不稳定等问题[2]。鉴于此,笔者以25%吡唑醚菌酯悬浮剂为研究对象,采用不同类型的分散剂进行复配,研制了合格稳定的配方,以期为吡唑醚菌酯制剂的研究与开发提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1药剂与试剂[3-4]。
97%吡唑醚菌酯原药(河北普田农业科技有限公司、广东东莞益农化工有限公司);96%吡唑醚菌酯原药(河北双吉化工有限公司)。
分散剂:萘磺酸盐分散剂GY-D156,聚醚分散剂GY-D157(北京广源益农化学有限责任公司);磷酸酯NP-10P、SOPA-270B、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐(简称硫酸盐,江苏钟山化工有限公司);磷酸酯AEO3P、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9(山东天道生物工程有限公司)。
润湿剂:非离子醇醚型润湿剂GY-WS10(北京广源益农化学有限责任公司)。
1.1.2主要仪器。
万分之一电子天平(德国赛多利斯公司)、FA-25高速剪切机(上海氟鲁克流体机械制造有限公司)、立式砂磨机(德国IKA公司)、CH-500隔水式恒温培养箱(北京市永光明医疗仪器厂)、低温试验箱(北京福意电器有限公司)、激光粒度仪(辽宁丹东百特仪器有限公司)。
1.2方法
1.2.1流点的测定。
将选择的分散剂分别用蒸馏水配制成5%水溶液,测定对吡唑醚菌酯的流点。选择流点相对较低的分散剂制备悬浮剂样品。具体测试方法见农药剂型加工丛书第三版《液体制剂》202页[5]。
1.2.2悬浮剂的制备。
采用湿法砂磨,根据配方设计,将水、分散剂、润湿剂称量到试验杯中搅拌均匀,加入原药、防冻剂、消泡剂搅拌均匀,将浆料放入立式砂磨机上砂磨至粒径D[V,0.9]<5 μm时出料,加入黄原胶和防腐剂,高速剪切均匀即形成悬浮剂样品。注意防腐剂和黄原胶在使用前24 h配好备用。
1.2.3悬浮剂性能的检测。
悬浮剂的pH、悬浮率、黏度、热贮稳定性、低温稳定性按照国标方法测定。为了全面评价制剂在不同温度的贮存性能,考察了冻融稳定性,具体方法:将10 mL样品置于安瓿瓶中,密封后放置在冰箱-18 ℃冷冻层,24 h后置于室温观察自然恢复情况,重复3次后仍能自然恢复成均匀悬浮液为合格。 2结果与分析
2.1流点测定结果
分散剂是悬浮剂中最重要的组分,通过空间位阻或静电斥力作用阻止悬浮剂体系中的固体颗粒互相聚集或沉降,使体系长时间保持均匀稳定[6]。一般采用流点法对分散剂进行初步筛选,该研究测定7种不同类型的分散剂对吡唑醚菌酯原药的流点,结果见表1。其中,AEO3P和SOPA-270B加入后样品一直不流动,AEO9流点较高,说明这3种分散剂对吡唑醚菌酯原药的分散性较差,另外4种分散剂流点相对较低,对吡唑醚菌酯原药具有较好的分散性。
2.2分散剂在25%吡唑醚菌酯悬浮剂中的应用结果
2.2.1分散剂初步评价结果。
流点可初步判定分散剂对原药是否具有分散性,但不能区分对悬浮剂的稳定性,将流点较低的4种分散剂用于25%吡唑醚菌酯悬浮剂中,通过全面检测筛选出较好的分散剂。为了比较几种分散剂在配方中的应用性能,每个配方其他成分均保持一致,其中吡唑醚菌酯原药25.8%,润湿剂GY-WS10用量1%,防冻剂尿素用量5%,硅酸镁铝用量0.5%,消泡剂GY-X60用量0.2%。
润湿剂不仅具有润湿作用,同时对分散剂具有助悬浮作用,一般用量较低,该研究未对润湿剂进行筛选,直接选择本单位自产的润湿性能较好的非离子型润湿剂GY-WS10,该产品与多种类型的分散剂都具有较好的配伍性。
防冻剂先初步选用价格较低的尿素,增黏剂、消泡剂按照经验值添加,待分散剂确定后再进行优化。
分散剂在25%吡唑醚菌酯悬浮剂中的应用结果见表2。由表2可知,不同分散剂制备的样品热贮稳定性差异大,采用GY-D157和硫酸盐为分散剂的样品流动好、析水少、无沉淀,说明助剂在高温环境下仍具有较好的分散性;不同分散剂制备的样品低温稳定性都合格,冻融稳定性GY-D156和NP-10P合格。
4个助剂在高温和低温时的效果表现不同,分别将耐高温和耐低温的分散剂进行搭配使用,考察能否获得各项性能都稳定的配方。由于热贮稳定性是评价悬浮剂的重要指标,所以选择在高温环境下具有较好分散性的GY-D157和硫酸盐作为主要分散剂进行进一步试验。
2.2.2分散剂复配结果。
分别以GY-D157和硫酸盐为主要分散剂,二者再分别与低温和冻融稳定性较好的GY-D156和NP-10P进行复配,配方及结果分别见表3和表4。
2.3配方优化与验证结果
2.3.1配方优化結果。
防冻剂是悬浮剂中比较重要的成分,最常用的是尿素、乙二醇,将1#配方中的5%尿素换为5%乙二醇,对比低温稳定性、冻融稳定性和悬浮率等指标,最终选择悬浮率较高、稳定性更好的乙二醇为防冻剂。
增稠剂常用硅酸镁铝和黄原胶复配,加入不同质量的硅酸镁铝和黄原胶,考察制剂离心稳定性和54 ℃的热贮稳定性,最终确定增稠剂为黄原胶0.12%、硅酸镁铝0.6%。
通过以上试验最终确定25%吡唑醚菌酯悬浮剂的最优配方如下:吡唑醚菌酯原药(97%)25.8%,GY-D157 3.0%,GY-D156 1.0%,GY-WS10 1.0%,乙二醇5.0%,硅酸镁铝0.6%,GY-X60 0.3%,黄原胶0.12%,防腐剂GY-B15 012%,自来水补足至100%。按照该配方制备样品,对各项指标进行检测,结果见表5。
2.3.2配方验证结果。
吡唑醚菌酯原药目前国内厂家较多,质量参差不齐,该试验选择3个不同厂家的原药对最终的配方进行验证,结果砂磨顺畅,且各项检测结果符合要求。由于吡唑醚菌酯熔点较低,为了考察温度对配方的影响,采用30 ℃水浴砂磨,结果无物料变黏或膏化现象出现,物料流动好,说明该配方稳定性好,工艺简便可行,能为生产提供参考。
3结论
分散剂是配方中的主要成分,不同类型分散剂的结构和作用原理不同,采用合理搭配能够使其性能互补,可较快速地筛选出合格配方。通过流点法获得了多个对吡唑醚菌酯具有分散作用的分散剂,随后采用湿法砂磨制备样品对分散剂进行初步筛选,再通过分散剂的复配最终获得稳定合格的配方。
参考文献
[1] 张梅凤,吕秀亭.2011年-2015年专利到期的农药品种之吡唑醚菌酯[J].今日农药,2012(8):36-38.
[2] 姚瑛.低熔点农药吡唑醚菌酯悬浮体系物理稳定性研究[D].长沙:湖南农业大学,2014.
[3] 吴志杰,王丽珍,孙倩,等.悬浮剂研发和生产过程中的难点及解决方法[J].今日农药,2013(10):19-23.
[4] 张斌,曹立冬,刘峰,等.几种新型润湿分散剂在悬浮剂加工中的应用评价[J].农药学学报,2014,16(2):197-205.
[5] 郭武棣.液体制剂[M].3版.北京:化学工业出版社,2004.
[6] 卢忠利,张宗俭,刘宁,等.10%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐悬浮剂配方开发[J].现代化工,2013,33(3):66-69.