一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法与流程

本发明属于杀虫剂
技术领域：
，具体涉及一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法。
背景技术：
：除虫菊是菊科菊属中的一个种多年生草本植物，从它的干花中可以萃取出除虫菊素的六种杀虫活性成分(商品名：天然除虫菊酯)。外观：浅黄色油状液体，不溶于水，能溶于乙醇、石油醚、四氯化碳、二氯甲烷等溶剂；含有六种杀虫活性成分，具有快速击杀害虫的特效功能，可广泛用于农林牧业生产和城市园林防虫等领域。用其配制成农药可广泛用于绿色蔬菜、水果、绿色茶叶等经济作物的害虫防治。在已登记的植物源农药制剂中，剂型以传统乳油和水剂为主，占94％左右。这些传统剂型是针对成分相对单一的化学农药开发的，而将活性成分复杂的植物源农药开发成传统的乳油和水剂易受淋溶、蒸发、降解、生物等环境因素的影响,其有效利用率往往只有30％-40％，导致防效下降、应用成本升高，且有机溶剂的大量应用不但对制剂有效活性有影响对环境的威胁也极大。因此，目前我国蔬菜类使用的农药普遍存在着残留较大，施药作用时间短，环境影响大等问题。技术实现要素：针对以上存在的技术问题，本发明提供一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法。采用除虫菊素缓释微球技术延长其持效期，减少施药次数和施药总量，延长施药间隔，节省劳动力，提高农药利用率，从而降低对环境的污染和破坏及农药残留。本发明的技术方案为：一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法，包括以下步骤；s1：将磁性纳米粒子与碱性水按照体积比为1：(10-25)混合，利用超声波进行震荡清洗10-15min，抽滤，加入乙醇配制成磁性纳米粒子浓度为14-18％的磁性纳米粒子溶液，并均分为磁性纳米粒子溶液a和磁性纳米粒子溶液b两组；s2：向所述磁性纳米粒子溶液a中加入体积百分比为45-50％的除虫菊素原药，超声分散均匀，再与环保型高分子聚合物按照体积比为1：(2-4)溶解于油相中，并超声混匀，得到油相组；s3：将所述磁磁性纳米粒子溶液b与乳化剂按照体积比为(4-6)：0.01溶解于水相中，并以6000-8000rpm高速搅拌，得到水相组；s4：将所述油相组置于顺磁场环境中顺时针搅拌2-4min，将所述水相组置于逆磁场环境中逆时针搅拌2-4min，使油相组和水相组带相反磁性；s5：在混合搅拌容器内加入超临界co2溶剂，在搅拌条件下，将s4磁化处理过的油相组和水相组以同等速率挤压至超临界co2溶剂中；利用带有相反磁性的磁性纳米粒子引导油相和水相在超临界co2溶剂中混合，最终得到的除虫菊素控释微球不仅颗粒均匀，可延长其持效期，还具有良好的分子反应动力学性能，能与其它药物形成良好的协同作用。s6：滴入4-8滴消泡剂，在温度为20-25℃，压力为16-18mpa条件下反应12-14h；s7：升温至40-50℃反应1小时，减压至4-6mpa，干燥后得到除虫菊素控释微球；s8：在所述除虫菊素控释微球中按照一定比例加入分散剂、润湿剂、吸附剂，混合均匀过筛既得除虫菊素缓释微球可湿性粉剂。进一步地，步骤s1中所述磁性纳米粒子为带有弱磁性的feooh明胶纳米粒子，选取弱磁性纳米粒子，可降低粒子间的团聚现象，获得的磁团具有粒度小的优点。进一步地，步骤s1中所述碱性水为碳酸钠水溶液，ph为11-12，利用碱性水对磁性纳米粒子表面进行震荡清洗，清洁度高并且能够改善磁性纳米粒子表面性能，提高其负载率。进一步地，步骤s2中所述环保型高分子聚合物为聚丁二酸丁二醇酯、脂肪族聚碳酸酯、聚乳酸中任意一种或几种。进一步地，步骤s2中所述油相为二氯甲烷、甲苯或二甲苯中任意一种或几种。进一步地，步骤s3中所述乳化剂为明胶、脂肪醇聚氧乙烯醚或吐温tween中任意一种或几种。进一步地，步骤s4中顺磁场环境和逆磁场环境的磁场强度为2000-4000高斯。进一步地，步骤s5中所述混合搅拌容器包括基座、水浴夹套、锥形容器瓶、y形管、推送器一和推送器二，所述锥形容器瓶的下端口连接在基座上部中心位置，锥形容器瓶的上端口设有密封盖，所述y形管的主端口贯穿所述密封盖延伸至锥形容器瓶内，y形管的主端口上设有阀门，所述推送器一内装有油相组，所述推送器二内装有水相组，推送器一和推送器二分别与y形管的两个支端口一一对应连接，所述水浴夹套包裹在锥形容器瓶四周，且底部与基座固定连接，所述基座包括旋转叶轮、旋转电机、加热棒、加热器和控制面板，所述旋转电机与所述加热器位于基座内部，并与位于基座外表面的控制面板电性连接，所述旋转叶轮连接在旋转电机的输出轴上，且延伸至锥形容器瓶内部，所述加热棒与加热器电性连接，且设置在基座上表面，并延伸至水浴夹套内部。进一步地，步骤s5中所述油相组和水相组以5-10ml/min的同等速率挤压至超临界co2溶剂中，速率过慢会导致油相组和水相组的稳定性降低，不利于其形成稳定的控释微球，且磁性纳米粒子的团聚现象会加重，造成最终成品颗粒大小不一，速度过快则会导致油相组和水相组来不及反应，降低控释微球的成球率。进一步地，步骤s6中所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或苯乙酸月桂醇酯。进一步地，步骤s8中所述除虫菊素缓释微球可湿性粉剂中的所述分散剂为差皂素，占比1-3wt％；所述润湿剂为sopa或十二烷基苯磺酸钠，占比3-5wt％；所述吸附剂为高岭土、活性白土或膨润土，占比4-6wt％。与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明利用带有相反磁性的磁性纳米粒子引导油相和水相在超临界co2溶剂中混合，最终得到的除虫菊素控释微球不仅颗粒均匀，还可延长其持效期，且具有良好的分子反应动力学性能，能与其它药物形成良好的协同作用。(2)本发明磁性纳米粒子选用带有弱磁性的feooh明胶纳米粒子，可降低粒子间的团聚现象。(3)将油相组和水相组以5-10ml/min的同等速率挤压至超临界co2溶剂中，速率过慢会导致油相组和水相组的稳定性降低，不利于其形成稳定的控释微球，且磁性纳米粒子的团聚现象会加重，造成最终成品颗粒大小不一，速度过快则会导致油相组和水相组来不及反应，降低控释微球的成球率。(4)将除虫菊素控释微球加入分散剂、润湿剂、吸附剂，混合均匀过筛既得除虫菊素缓释微球可湿性粉剂，可解决在运输过程中微球扩散和悬浮液中微球沉淀过快的问题。总之，本发明的制备方法制作的除虫菊素控释微球具有颗粒均匀、持效期长还能减少施药次数和施药总量，延长施药间隔，节省劳动力，提高农药利用率，从而降低对环境的污染和破坏及农药残留。附图说明图1是本发明混合搅拌容器的结构示意图。其中，1-基座、2-水浴夹套、3-锥形容器瓶、4-y形管、5-推送器一、6-推送器二、7-密封盖、8-旋转叶轮、9-旋转电机、10-加热棒、11-加热器、12-控制面板、13-阀门。具体实施方式实施例1一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法，包括以下步骤；s1：将磁性纳米粒子与碱性水按照体积比为1：10混合，利用超声波进行震荡清洗10min，抽滤，加入乙醇配制成磁性纳米粒子浓度为14％的磁性纳米粒子溶液，并均分为磁性纳米粒子溶液a和磁性纳米粒子溶液b两组；磁性纳米粒子为带有弱磁性的feooh明胶纳米粒子，选取弱磁性纳米粒子，可降低粒子间的团聚现象，获得的磁团具有粒度小的优点。碱性水为碳酸钠水溶液，ph为11，利用碱性水对磁性纳米粒子表面进行震荡清洗，清洁度高并且能够改善磁性纳米粒子表面性能，提高其负载率。s2：向磁性纳米粒子溶液a中加入体积百分比为45％的除虫菊素原药，超声分散均匀，再与环保型高分子聚合物(聚丁二酸丁二醇酯)按照体积比为1：2溶解于油相(二氯甲烷)中，并超声混匀，得到油相组；s3：将磁磁性纳米粒子溶液b与乳化剂(明胶)按照体积比为4：0.01溶解于水相中，并以6000rpm高速搅拌，得到水相组；s4：将油相组置于顺磁场环境中顺时针搅拌2min，将水相组置于逆磁场环境中逆时针搅拌2min，使油相组和水相组带相反磁性，其中顺磁场环境和逆磁场环境的磁场强度为2000高斯；s5：在混合搅拌容器内加入超临界co2溶剂，在搅拌条件下，将s4磁化处理过的油相组和水相组以5ml/min的同等速率挤压至超临界co2溶剂中；利用带有相反磁性的磁性纳米粒子引导油相和水相在超临界co2溶剂中混合，最终得到的除虫菊素控释微球不仅颗粒均匀，可延长其持效期，还具有良好的分子反应动力学性能，能与其它药物形成良好的协同作用。s6：滴入4-8滴消泡剂(聚二甲基硅氧烷)，在温度为20℃，压力为16mpa条件下反应12h；s7：升温至40℃反应1小时，减压至4mpa，干燥后得到除虫菊素控释微球；s8：在除虫菊素控释微球中按照一定比例加入分散剂、润湿剂、吸附剂，混合均匀过筛既得除虫菊素缓释微球可湿性粉剂。除虫菊素缓释微球可湿性粉剂中的分散剂为差皂素，占比1wt％；润湿剂为sopa，占比3wt％；吸附剂为高岭土，占比4wt％。实施例2一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法，包括以下步骤；s1：将磁性纳米粒子与碱性水按照体积比为1：22混合，利用超声波进行震荡清洗12min，抽滤，加入乙醇配制成磁性纳米粒子浓度为16％的磁性纳米粒子溶液，并均分为磁性纳米粒子溶液a和磁性纳米粒子溶液b两组；磁性纳米粒子为带有弱磁性的feooh明胶纳米粒子，选取弱磁性纳米粒子，可降低粒子间的团聚现象，获得的磁团具有粒度小的优点。碱性水为碳酸钠水溶液，ph为11.5，利用碱性水对磁性纳米粒子表面进行震荡清洗，清洁度高并且能够改善磁性纳米粒子表面性能，提高其负载率。s2：向磁性纳米粒子溶液a中加入体积百分比为48％的除虫菊素原药，超声分散均匀，再与环保型高分子聚合物(脂肪族聚碳酸酯)按照体积比为1：3溶解于油相(丙酮)中，并超声混匀，得到油相组；s3：将磁磁性纳米粒子溶液b与乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)按照体积比为5：0.01溶解于水相中，并以7000rpm高速搅拌，得到水相组；s4：将油相组置于顺磁场环境中顺时针搅拌3min，将水相组置于逆磁场环境中逆时针搅拌3min，使油相组和水相组带相反磁性，其中顺磁场环境和逆磁场环境的磁场强度为3000高斯；s5：在混合搅拌容器内加入超临界co2溶剂，在搅拌条件下，将s4磁化处理过的油相组和水相组以7.5ml/min的同等速率挤压至超临界co2溶剂中；利用带有相反磁性的磁性纳米粒子引导油相和水相在超临界co2溶剂中混合，最终得到的除虫菊素控释微球不仅颗粒均匀，可延长其持效期，还具有良好的分子反应动力学性能，能与其它药物形成良好的协同作用。s6：滴入6滴消泡剂(苯乙酸月桂醇酯)，在温度为22℃，压力为17mpa条件下反应13h；s7：升温至45℃反应1小时，减压至5mpa，干燥后得到除虫菊素控释微球；s8：在除虫菊素控释微球中按照一定比例加入分散剂、润湿剂、吸附剂，混合均匀过筛既得除虫菊素缓释微球可湿性粉剂。除虫菊素缓释微球可湿性粉剂中的分散剂为差皂素，占比2wt％；润湿剂为十二烷基苯磺酸钠，占比4wt％；吸附剂为活性白土，占比5wt％。实施例3一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法，包括以下步骤；s1：将磁性纳米粒子与碱性水按照体积比为1：25混合，利用超声波进行震荡清洗15min，抽滤，加入乙醇配制成磁性纳米粒子浓度为18％的磁性纳米粒子溶液，并均分为磁性纳米粒子溶液a和磁性纳米粒子溶液b两组；磁性纳米粒子为带有弱磁性的feooh明胶纳米粒子，选取弱磁性纳米粒子，可降低粒子间的团聚现象，获得的磁团具有粒度小的优点。碱性水为碳酸钠水溶液，ph为12，利用碱性水对磁性纳米粒子表面进行震荡清洗，清洁度高并且能够改善磁性纳米粒子表面性能，提高其负载率。s2：向磁性纳米粒子溶液a中加入体积百分比为50％的除虫菊素原药，超声分散均匀，再与环保型高分子聚合物(聚乳酸)按照体积比为1：4溶解于油相(乙酸乙酯)中，并超声混匀，得到油相组；s3：将磁磁性纳米粒子溶液b与乳化剂(吐温tween)按照体积比为6：0.01溶解于水相中，并以8000rpm高速搅拌，得到水相组；s4：将油相组置于顺磁场环境中顺时针搅拌4min，将水相组置于逆磁场环境中逆时针搅拌4min，使油相组和水相组带相反磁性，其中顺磁场环境和逆磁场环境的磁场强度为4000高斯；s5：在混合搅拌容器内加入超临界co2溶剂，在搅拌条件下，将s4磁化处理过的油相组和水相组以10ml/min的同等速率挤压至超临界co2溶剂中；利用带有相反磁性的磁性纳米粒子引导油相和水相在超临界co2溶剂中混合，最终得到的除虫菊素控释微球不仅颗粒均匀，可延长其持效期，还具有良好的分子反应动力学性能，能与其它药物形成良好的协同作用。s6：滴入8滴消泡剂(苯乙酸月桂醇酯)，在温度为25℃，压力为18mpa条件下反应14h；s7：升温至50℃反应1小时，减压至6mpa，干燥后得到除虫菊素控释微球；s8：在除虫菊素控释微球中按照一定比例加入分散剂、润湿剂、吸附剂，混合均匀过筛既得除虫菊素缓释微球可湿性粉剂。除虫菊素缓释微球可湿性粉剂中的分散剂为差皂素，占比3wt％；润湿剂为sopa，占比5wt％；吸附剂为高岭土，占比6wt％。实施例1-3中混合搅拌容器包括基座1、水浴夹套2、锥形容器瓶3、y形管4、推送器一5和推送器二6，锥形容器瓶3的下端口连接在基座1上部中心位置，锥形容器瓶3的上端口设有密封盖7，y形管4的主端口贯穿密封盖7延伸至锥形容器瓶3内，y形管4的主端口上设有阀门13，阀门13在y形管4使用时打开，不使用时关闭，保持锥形容器瓶3内形成密闭空间，推送器一5内装有油相组，推送器二6内装有水相组，推送器一5和推送器二6分别与y形管4的两个支端口一一对应连接，用于将油相组和水相组以同步速率推送至锥形容器瓶3内，水浴夹套2包裹在锥形容器瓶3四周，且底部与基座1固定连接，基座1包括旋转叶轮8、旋转电机9、加热棒10、加热器11和控制面板12，旋转电机9与加热器11位于基座1内部，并与位于基座1外表面的控制面板12电性连接，旋转叶轮8连接在旋转电机9的输出轴上，且延伸至锥形容器瓶3内部，加热棒10与加热器11电性连接，且设置在基座1上表面，并延伸至水浴夹套2内部，用于控制水浴夹套2的水温。实施例4一种环保型除虫菊素控释微球的制备方法，包括以下步骤；s1：将45％的除虫菊素原药与环保型高分子聚合物(聚乳酸)按照体积比为1：4溶解于油相(二氯甲烷)中，并超声混匀，得到油相组；s2：再将0.01wt％乳化剂(明胶)溶解于水相中，并以1200rpm高速搅拌，得到水相组；s3：将所述油相组缓慢加入到所述水相组中进行反应，得到反应液；s4：在反应液中加入8滴消泡剂(聚二甲基硅氧烷)，在温度为25℃条件下反应14h；s5：升温至50℃反应1小时；s6：减压抽滤、干燥后得到除虫菊素控释微球；s7：在除虫菊素控释微球中按照一定比例加入分散剂、润湿剂、吸附剂，混合均匀过筛既得除虫菊素缓释微球可湿性粉剂。除虫菊素缓释微球可湿性粉剂中的分散剂为十二烷基硫酸钠，占比3wt％；润湿剂为sopa，占比5wt％；吸附剂为高岭土，占比6wt％。实施例5实施例1-4制备的除虫菊素控释微球在水中释放速率检测：分别取实施例1-4制备的除虫菊素控释微球各400mg分别分散于40ml蒸馏水中，置于摇床中持续摇动(28℃，120转/分)。分时段取样离心，甲醇超声0.5h使药物释放，采用紫外分光法检测释放量。释放量＝(原样中除虫菊素含量-微球中剩余除虫菊素含量)/原样中除虫菊素含量×100％。测试结果如表1所示：表1：实施例1-4的除虫菊素控释微球在水中释放量(％)第1天第10天第20天第30天实施例121.8％51.9％62.3％74.1％实施例221.0％49.8％61.5％72.8％实施例321.6％51.7％61.9％73.6％实施例424.1％55.3％69.8％84.7％结论：有表1可看出，采用实施例1-3所制备的除虫菊素控释微球在水中释放量在第1天、第10天、第20天、第30天中的释放量是呈阶梯式递进的，并且与实施例4的每个阶段相比，控制缓释率更高。由此可知，利用带有相反磁性的磁性纳米粒子引导油相和水相在超临界co2溶剂中混合，最终得到的除虫菊素控释微球不仅颗粒均匀，可延长其持效期。实施例6实施例1-4制备的除虫菊素控释微球的理化参数：实施例1-3中的除虫菊素的平均粒径d50为25μm，水分＜1％；实施例4中除虫菊素的平均粒径d50为37μm，水分＜1％。热贮稳定性：54±2℃，14天，检测其合格率，结果如表2所示。表1：实施例1-4的除虫菊素控释微球的热贮稳定性测试结果热贮前药物含量热贮后药物含量高温分解率实施例18.09％7.18％1.12％实施例28.36％7.64％0.86％实施例38.55％7.71％0.98％实施例48.25％8.03％2.67％结论：有表2可知，实施例1-3在14天后高温分解率分别为1.12％、0.86％、0.98％，测试合格。而实施例4的高温分解率则为2.67％，要高于实施例1-3中的高温分解率。由此证明本发明的方法制备的除虫菊素控释微球的热贮稳定性性能优良。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭示的方法范围内，根据本发明的方法及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12