36%吡唑醚菌酯·氰霜唑懸浮劑的研制

許肖峰，華乃震，陳永國

(江蘇耘農(nóng)化工有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212132)

吡唑醚菌酯是 1993年德國巴斯夫公司開發(fā)的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，具有吡唑結(jié)構(gòu)，能夠防治由多種真菌病原菌引起的病害。此類化合物對細胞線粒體的呼吸有抑制作用，使線粒體不能產(chǎn)生并提供正常代謝提供的能量(ATP)，最終使細胞死亡[1]。吡唑醚菌酯具有保護和治療活性，更重要的是兼具極高的生物活性以及突出的增產(chǎn)作用等特點，可防治子囊菌，擔子菌，半知菌和卵菌綱真菌引起的多種病害，被廣泛用于防治小麥、水稻、蔬菜等農(nóng)作物病害。

氰霜唑是日本石原株式會社研制與巴斯夫共同開發(fā)的新一代咪唑類殺菌劑，具有全新的作用機制，是第一個作用于線粒體電子傳遞絡(luò)合物 IIIQi部位的農(nóng)用殺菌劑，并與其他類型殺菌劑不易產(chǎn)生交互抗性。氰霜唑具有殺菌活性高、藥效穩(wěn)定、持效性長等特點，對卵菌綱真菌如霜霉菌、疫霉菌、腐霉菌以及根腫菌綱的蕓苔根腫菌具有很高的生物活性[2]，被廣泛應(yīng)用于馬鈴薯、葡萄、蔬菜等農(nóng)作物且對人類和環(huán)境相對安全。

在目前農(nóng)藥劑型加工產(chǎn)品中，懸浮劑是一個十分重要的農(nóng)藥劑型。懸浮劑產(chǎn)品具有不使用任何溶劑、無粉塵產(chǎn)生、經(jīng)皮毒性低、懸浮率高、生物活性高、使用劑量小、對人畜毒性低和生產(chǎn)成本低的特點，在國內(nèi)外發(fā)展非常迅速，應(yīng)用十分普遍，使用效果比較好，而深受國內(nèi)外用戶的特別青睞[3-5]。氰霜唑和吡唑醚菌酯原藥在水中溶解度低，且都有單獨成分懸浮劑產(chǎn)品登記，兩者復配劑型較少；吡唑醚菌酯作用位點單一，長期使用易產(chǎn)生抗性，而氰霜唑具有藥期靈活、低毒及良好的環(huán)境兼容性。因此，本研究目的是將二者復配成懸浮劑產(chǎn)品，可擴大殺菌防治譜，并延緩藥劑產(chǎn)生抗藥性，同時也為吡唑醚菌酯和氰霜唑復配制劑的研究與開發(fā)提供一些思路。

1 材料與方法

1.1 材料

95%氰霜唑(浙江禾本科技有限公司)、98%吡唑醚菌酯(山東康喬化工有限公司)；分散劑：嵌段聚醚類5500 (美國亨斯曼公司)、磷酸酯類CF20S (上?？朴鹳Q(mào)易有限公司)、萘磺酸鹽類D-425(南京捷潤科技有限公司)、羧酸鹽類CP-9 (德國巴斯夫公司)；潤濕劑W-600 (南京古田化工有限公司)、NP-10 (南京鐘山化工有限公司)、W-2006 (北京漢默克化學技術(shù)有限公司)、K12 (南京古田化工有限公司)；有機硅類消泡劑630 (邁圖高新材料有限公司)；增稠劑：黃原膠、硅酸鎂鋁；防凍劑：乙二醇、丙二醇、丙三醇；防腐劑：BIT；增效劑：E-107 (上海威來惠南有限公司)、E-1200 (廣州方中化工有限公司)、LS-01(上海泰今貿(mào)易有限公司)。

1.2 主要儀器

SW1-1型砂磨機(重慶紅旗化工機械廠)、電子天平(瑞士梅特勒)、高剪切分散乳化機(上海弗魯克FA25)、101-0型電熱鼓風恒溫干燥箱(上海東星建材試驗設(shè)備有限公司)、pH計(上海精科雷磁儀器廠)、冰箱(美的公司)、激光粒度分布儀(丹東百特BT-9300ST)、高效液相色譜儀(安捷倫BOEN)。

1.3 試驗方法

將黃原膠和少量防腐劑加入適量水中，邊攪拌邊加熱，讓黃原膠充分溶脹，直至溶解均勻，冷卻備用。按配方比例將吡唑醚菌酯和氰霜唑的原藥、潤濕劑、分散劑、黃原膠母液、硅酸鎂鋁、防凍劑、消泡劑和水充分混合，用高剪切機分散10 min，將物料中的大顆粒打碎。將物料轉(zhuǎn)入砂磨機筒內(nèi)，加入 1.2倍物料質(zhì)量的鋯珠，在通入冷卻水狀態(tài)下開動砂磨機砂磨2 h出料。待物料消泡后檢查各項控制指標。

1.4 懸浮劑的性能指標測定

按NY/T 1860.1—2010的測定方法測定pH；按NY/T 1860.21—2010的測定方法測定黏度；按HG/T 2467.5—2003的測定方法測定持久起泡性；按HG/T 2467.5—2003的測定方法測定傾倒性；按 GB/T 19136—2003的測定方法測定熱貯穩(wěn)定性；按GRIT 19137—2003的測定方法測定冷貯穩(wěn)定性；采用激光粒度分布儀測定懸浮劑粒徑大小；可參考農(nóng)藥可濕性粉劑 GB/T 14825—1993懸浮率的測定方法測定懸浮率[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 潤濕劑的選擇

采用流點法進行潤濕劑篩選[7]，即用蒸餾水將各潤濕劑配置成5%水溶液，分別稱取5克(吡唑醚菌酯∶氰霜唑=28∶8)原藥，于50 mL燒杯中(連同玻璃棒一起稱重)，用膠頭滴管將潤濕劑水溶液滴加到燒杯中，邊滴加邊攪拌，直至混合后的糊狀物可以從玻璃棒上自由滴下為止，將燒杯與玻璃棒一起稱重，記錄滴加水溶液的重量，用滴加水溶液重量除以原藥重量，即得到該潤濕劑對原藥的流點(重復5次，取平均值)；篩選結(jié)果見表1。

表1 流點法篩選潤濕劑

從表1中可見，潤濕劑W-600流點(0.55)在選擇的潤濕劑中相對較低，對原藥有很好的潤濕性，因此該產(chǎn)品潤濕劑選擇W-600較佳。

2.2 分散劑的選擇

可用于懸浮劑的分散劑較多，本研究選取4種常用和性能優(yōu)良的(單一)分散劑進行初選，每種加入量為5%，篩選結(jié)果見表2。

從表2可知使用5500與CP-9分散劑時，制劑性能較佳。為了得到更優(yōu)的性能，對5500與CP-9分散劑進行了復配篩選，具體結(jié)果見表3。

表3的篩選試驗結(jié)果表明，分散劑5500與CP-9復配的質(zhì)量比為4︰1時，制劑性能最優(yōu)：產(chǎn)品析水率最低(1.12%)，D50最小(4.0 μm)，粒子分布較集中(D974.0 μm)，且無絮凝和沉淀現(xiàn)象。因此，選取5500與CP-9質(zhì)量比4︰1的復配分散劑。

表2 單一分散劑篩選

表3 組合分散劑篩選

2.3 增稠劑的選擇

在懸浮劑中常用和效果較好的增稠劑有黃原膠、硅酸鎂鋁，本文通過試驗對二者進行了篩選。

表4 增稠劑篩選

表4的篩選試驗結(jié)果表明，黃原膠和硅酸鎂鋁搭配使用較好。以0.1%黃原膠+1%硅酸鎂鋁為增稠劑時，得到的產(chǎn)品基本無析水、分層現(xiàn)象，且流動性和分散性均優(yōu)。

2.4 防凍劑的選擇

懸浮劑中防凍劑一般選用乙二醇、丙二醇和丙三醇，本文對乙二醇、丙二醇和丙三醇進行了篩選，根據(jù)粒度分布和冷、熱貯等結(jié)果選擇較佳防凍劑(表5)。

表5 防凍劑篩選

從表5可見，在相同用量下，丙二醇效果最好，優(yōu)于乙二醇和丙三醇，最終選用丙二醇為防凍劑。然后進行降低用量試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用量3%時，防凍性能也很好，D50較小(1.26 μm)，粒度分布也較集中(D974.40 μm)，無絮凝現(xiàn)象，傾倒性也符合要求，最終確定丙二醇作為防凍劑，用量3%。

2.5 防腐劑的選擇

懸浮劑中使用防腐劑品種較多(如苯甲酸鈉、卡松、BIT等)，根據(jù)pH范圍，考慮到安全性，選用風險系數(shù)較低的BIT防腐劑，用量為0.2%。

2.6 增效劑的選擇

增效劑可以影響劑型產(chǎn)品的潤濕、分散、保留、復蓋、耐雨性和噴霧性能；影響沉積物的物理形態(tài)以及沉積物和靶標植物表皮之間的平衡分配；還可以通過水的擴散增加表皮中的活性物質(zhì)量和改善表皮的傳導性能，從而增強藥效[8]。

本部分選用3種增效劑進行了篩選試驗，用量均為3%，具體結(jié)果見表6。

表6 增效劑的選擇

從表6可見，這3種增效劑對體系穩(wěn)定性和粒度影響很小。所配制劑無絮凝現(xiàn)象，傾倒性合格。之后進一步通過田間藥效試驗確定選取哪種增效劑。

2.7 正交試驗優(yōu)化配方

根據(jù)上述試驗結(jié)果，選定5500、CP-9、W-600及硅酸鎂鋁為4個主要因素進行正交試驗優(yōu)化，確定各自最佳用量。根據(jù)相關(guān)文獻及書籍[9-10]，正交試驗共設(shè)4個因素，每個因素3個水平，采用L9(34)正交表，具體因素、水平、試驗結(jié)果分析見表7、8。

所得產(chǎn)品經(jīng)(54±2) ℃熱貯14 d的析水率為試驗指標，得到正交試驗最優(yōu)方案為A2B2C3D3，即最優(yōu)組合為4% 5500，1.5% CP-9，1% W-600，1%硅酸鎂鋁。該方案經(jīng)熱、冷貯后未出現(xiàn)析水、分層、沉淀等不合格現(xiàn)象，可以進一步研究試驗。

表7 正交試驗因素水平表

2.8 懸浮劑加工工藝的優(yōu)化

粒徑分布在懸浮劑的加工工藝中是一個很重要的指標，不同直徑鋯珠(0.8、1.2 mm)的配比和用量，以及研磨時間都是影響粒子大小和粒度分布的重要因素。首先，選擇不同直徑的鋯珠進行隨機配比，在研磨時間相同條件下測定粒徑大小和粒度分布情況，單獨使用鋯珠(d=0.8 mm)時的D50最小，粒徑分布較集中。其次，在研磨時間相同條件下，鋯珠不同用量時測定粒徑大小、粒度分布和回收率，發(fā)現(xiàn)制劑與鋯珠質(zhì)量比達到 1︰1.2時，D50和跨距均較小，制劑回收率亦較高。最后，在鋯珠用量相同條件下，測定不同研磨時間的粒徑大小和粒徑分布，隨著研磨時間的延長，粒度分布越集中；在研磨時間為2 h時，D50最小，粒徑分布較集中；當2.5 h和3 h時，D50無明顯變化，因此最佳研磨時間約為2 h。

2.9 最佳配方及技術(shù)指標的確定

試驗得到 36%吡唑醚菌酯·氰霜唑懸浮劑的最佳配方為：吡唑醚菌酯28%、氰霜唑8%、5500 4%、CP-9 1.5%、W-600 1%、黃原膠0.1%、硅酸鎂鋁1%、丙二醇3%、消泡劑0.2%、增效劑3%、BIT 0.2%，水補足至100%。懸浮劑的性能指標檢測結(jié)果見表9。

2.10 驗證試驗

為了驗證上述配方及指標的合理性，按上述配方制得懸浮劑樣品4批，進行驗證試驗，結(jié)果見表10。

從表10可見，最佳配方同步性重復試驗的4批懸浮劑樣品，熱貯前后有效成分分解率和懸浮率重復試驗性好。

表8 正交試驗結(jié)果分析

表9 36%吡唑醚菌酯·氰霜唑懸浮劑的性能指標

2.11 田間藥效

為了驗證3種增效劑E-107、E-1200、LS-01的增效作用，以不添加增效劑為對照CK，按上述配方添加增效劑制得懸浮劑樣品共4批，針對葡萄霜霉病進行田間藥效試驗(時間20170628，地點：山東省泰安市岱岳區(qū)天平街道辦事處王莊葡萄園；試驗土壤：沙壤土；試驗作物：巨峰葡萄)，結(jié)果見表11。

從表11可見，使用3%的增效劑E-1200對葡萄霜霉病的防治效果最好，藥后7、14、21 d的防效分別為94.6%、95.8%、96.2%；使用E-107的藥效分別為82.5%、88.9%、91.2%，使用LS-01的藥效分別為 87.6%、93.2%、94.6%；并都顯著優(yōu)于對照處理，對照處理的防效分別為78.9%、86.5%、88.6%。

表10 最佳配方同步性重復試驗

表11 使用不同增效劑對黃瓜白粉病的防治效果

3 討 論

本試驗制得的36%吡唑醚菌酯·氰霜唑懸浮劑產(chǎn)品冷、熱貯穩(wěn)定性合格，傾倒性也合格，D50為1.1 μm左右，平均粒徑在4 μm以內(nèi)，粒子分布較集中。該制劑對環(huán)境污染小，生產(chǎn)也較為安全，與含有機溶劑的劑型相比節(jié)省了大量溶劑，成本大大降低了，符合工業(yè)化生產(chǎn)的目標。另外，通過藥效試驗發(fā)現(xiàn)在此配方基礎(chǔ)上添加增效劑后，防治效果明顯提高，尤其添加增效劑 E-1200后藥劑防效達到96%以上。