一种农药纳米固体分散体及其制备方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于农药技术领域。更具体地，本发明涉及一种农药纳米固体分散体，还涉及所述农药纳米固体分散体的制备方法。
【【背景技术】】
[0002]农药是防御重大生物灾害、保障粮食安全、促进农产品产量持续稳定增长的重要物质基础。根据联合国粮农组织(FAO)统计，全世界使用农药防治病虫害挽回的农产品损失约占总产量的30%。除少数品种外，农药原药一般不能直接施用，必须根据原药特性和使用的具体要求与一种或多种农药助剂配合使用，加工或制备成某种特定的形式，这种加工后的农药形式就是农药剂型。
[0003]目前我国生产和使用的高效与环保型农药比重不高，仍以乳油、可湿性粉剂等传统剂型为主，存在大量使用有机溶剂、粉尘飘移、分散性差、药效不稳定等局限性，有效利用率普遍偏低。提高农药有效利用率和生物利用度的常用药剂学方法有:助溶剂法、减小粒径、改变晶型、表面活性剂助溶法和把药物加载到水溶性载体上等。
[0004]纳米科技的迅猛发展，为现代农业科学提供了新的理论与技术方法。利用纳米材料与技术对原有农药进行剂型加工、改造及创新，使许多新型、高效剂型大量出现。
[0005]纳米微乳剂是水基化农药剂型中的一种，是替代乳油、减少有机溶剂污染的新剂型之一，例如CN 1656893A公开了一种生产农药微乳剂的方法。纳米微乳剂是由液态农药、表面活性剂、水、稳定剂等组成的热力学稳定的分散体系。其特点是以水为介质，不含或少含有机溶剂，因而不燃不爆，生产操作、贮运安全，环境污染少，大量节省有机溶剂；农药在水中分散度极高，粒径一般为10?lOOnm，外观近似于透明或微透明液；具有优异的增溶作用、更高的传递效率、更易润湿展布以及更强的渗透能力等，可获得更高的生物利用度。尽管如此，微乳剂也存在着一些缺点和局限性。常见问题为乳液不稳定、容易结晶析出、透明温区窄、制剂含量不高、制剂的稳定性易受外界环境干扰而被破坏，在储存和运输过程中存在安全隐患，尤其是为了维持其稳定性和分散性，需要大量使用表面活性剂，通常是农药含量的3-4倍以上。各种表面活性剂和助剂的大量使用，也导致了新的环境污染与食品安全性问题，特别是在新鲜食用的蔬菜和水果等作物保护上应用受到了很大限制。
[0006]CN 102499236A公开了含拟除虫菊酯杀虫剂的固体微乳剂及其制备方法。该方法是将原药与表面活性剂和/或有机溶剂混合形成油相，再与含有载体的固相和/或水相混合，形成固油混合物或水固油混合物。此固体微乳剂能在水中分散成无色、透明或半透明微乳液，与常规微乳剂用水稀释后形成的乳状液相同，可继承微乳剂的优点，同时克服了液态制剂稳定性易受外界环境干扰与破坏、不便于长期保存和运输等缺陷，但仍然不能解决大量使用表面活性剂所引发的环境污染与食品安全性问题。
[0007]农药纳米混悬剂是另一种水基化农药新剂型，它是通过表面活性剂的稳定作用将“纯”农药有效成分分散在水中而形成的一种亚微米胶体分散体系。该剂型中的农药有效成分的粒径小，比表面积大，药物的溶出速率和靶标粘着性增大增强，从而有利于提高有效利用率。但其主要缺陷是液体制剂的稳定性差，通常需要加入较多的稳定剂及助悬剂。
[0008]此外，将难溶性农药制备成纳米尺度的超精细粉体制剂的研宄也取得了一定进展，但是，农药纳米粉体颗粒在兑水分散过程中因静电引力和范德华力等相互作用所导致的团聚、絮凝、沉降等问题一直未能得到有效克服和解决，使其难以发挥理想的施用效果。
[0009]本发明在既存技术的基础上，通过长时间的锐意创新和探索研宄，创造了一种能使难溶性药物以固体形态的纳米粒子高度分散于载体与表面活性剂中的固体制剂及其制备方法。它可以杜绝有机溶剂和大幅度减少表面活性剂与助剂的使用，既能发挥农药纳米制剂的许多优越性，又能克服现有剂型的主要局限性。作为一种固体制剂，它受外界环境影响小，稳定性和货架期显著改善，便于包装、储存和运输。该制剂直接兑水稀释后可形成综合性能优良的水基化纳米分散体系，对作物喷洒使用后，有利于提高难溶性药物的分散度与溶出速率，增加药物在叶面的粘附性和渗透性，从而提高其生物利用度，节约农药使用量，减少残留污染。
【
【发明内容】
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[0010][要解决的技术问题]
[0011]本发明的目的是提供一种农药纳米固体分散体。
[0012]本发明的另一个目的是提供所述农药纳米固体分散体的制备方法。
[0013][技术方案]
[0014]本发明是通过下述技术方案实现的。
[0015]本发明涉及一种农药纳米固体分散体，其特征在于它是一种由难溶性农药纳米粒子均匀地分散在表面活性剂和水溶性载体中的农药纳米固体分散体，以重量份计，它的组成如下:
[0016]农药0.001-90;
[0017]表面活性剂0.001-50;
[0018]水溶性载体5-99.9;
[0019]所述的农药是一种或多种选自难溶性的杀虫剂、杀菌剂、除草剂或植物生长调节剂的农药；
[0020]所述的农药纳米粒子的平均粒径为l-1000nm，优选平均粒径小于500nm，更优选平均粒径小于lOOnm。
[0021]根据本发明，所述杀虫剂、杀菌剂、除草剂或植物生长调节剂的难溶性应该理解是在水中的溶解度小于或等于0.lg/L。
[0022]在本发明中，所述的杀虫剂应该理解是能用于防治在应用本发明产品时所遇到农业害虫的药品。众所周知，几乎所有杀虫剂都会对生态系统造成影响，大部分对人体有害，其它的会被集中在食物链中。因此，必须在农业发展与环境及健康中取得平衡。
[0023]根据本发明，所述的杀虫剂选自拟选自拟除虫菊酯、氨基甲酸酯、有机磷、有机硫、有机胆碱、沙蚕毒素、新烟碱、苯基酰尿、阿维菌素、哒螨灵、灭螨醌、苯基吡唑、茚虫威或丁醚脲类杀虫剂，但不限于此范围；
[0024]本发明使用的杀虫剂都是目前市场上销售的产品。
[0025]在本发明中，所述的杀菌剂应该理解是能有效地控制或杀死在应用本发明产品时所遇到微生物，其中包括细菌、真菌和藻类的化学制剂。
[0026]根据本发明，所述的杀菌剂选自苯胺基吡啶、抗生素、芳族烃、二硝基苯胺、烯丙胺、苯磺酰胺、苯并咪挫、苯并异噻挫、二苯甲酮、苯并基啼啶、苯并三嘆、氨基甲酸节醋、氨基甲酸酯、羧酰胺、羧酸二酰胺、氯腈、氰基咪唑、环丙烷羧酰胺、乙基氨基噻唑羧酰胺、咪唑、羟基酰替苯胺、咪唑啉酮、异苯并呋喃酮、甲氧基丙烯酸酯、甲氧基氨基甲酸酯、吗啉、N-苯基氨基甲酸酯、噁唑烷二酮、苯基乙酰胺、苯基酰胺、苯基吡咯、苯脲、硫代磷酸酯、邻氨甲酰苯甲酸、邻苯二甲酰亚胺、哌嘆、哌啶、丙酰胺、吡啶、吡啶基甲基酰胺、甲苯酰胺、三嗪或三唑类杀菌剂，但不限于此范围；
[0027]本发明使用的杀菌剂都是目前市场上销售的产品。
[0028]在本发明中，所述的除草剂应该理解是可使农田杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂，用以消灭或抑制植物生长。
[0029]根据本发明，所述的除草剂选自酰胺、芳氧基苯氧基丙酸酯、苯氧羧酸、有机磷、苯甲酰胺、苯并呋喃、苯甲酸、苯并噻二嗪酮、氨基甲酸酯、氯乙酰胺、吡啶羧酸、氯羧酸、环已二酮、二硝基苯胺、二苯醚、异恶唑、异恶唑烷酮、N-苯基邻苯二甲酰亚胺、噁二唑、噁唑烷二酮、氧基乙酰胺、苯基氨基甲酸酯、苯基哒嗪、磺基氨基羧基三唑啉酮、磺酰三唑并羧酰胺、三唑并嘧啶、三酮、尿嘧啶或脲类除草剂，但不限于此范围；
[0030]本发明使用的除草剂都是目前市场上销售的产品。
[0031]在本发明中，所述的植物生长调节剂应该理解是对植物的生长发育具有调节作用的化学物质。
[0032]根据本发明，所述的植物生长调节剂选自青鲜素、萘乙酸甲酯、6-苄基氨基嘌呤，油菜素内酯、氨氧乙基乙烯基甘氨酸或多效唑类植物生长调节剂，但不限于此范围。
[0033]本发明使用的植物生长调节剂都是目前市场上销售的产品。
[0034]在本发明中，所述的表面活性剂应该理解是能使其溶液体系界面状态发生明显改变的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基、羟基、酰胺基等；而憎水基团常为非极性烃链。所述的表面活性剂是一种或多种选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂的表面活性剂。
[0035]根据本发明，所述阳离子表面活性剂选自脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐或季铵盐阳离子表面活性剂；
[0036]所述阴离子表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、马来松香聚氧乙烯-氧丙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐、单十二烷基醚磷酸酯盐、双十二烷基醚磷酸酯盐、辛基醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磷脂酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐、聚羧酸盐或木质素磺酸盐阴离子表面活性剂；
[0037]所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、苯乙烯基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、多苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚、异丙苯基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、苄基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、蓖麻油聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、山梨糖醇酐油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或蔗糖单油酸酯非离子表面活性剂；
[0038]所述两性表面活性剂选自十二烷基羟丙基磺基甜菜碱、十二烷基甜菜碱、十八烷基二羟乙基氧化胺、十八烷基脲或油基缩二脲两性表面活性剂。
[0039]本发明使用的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂都是目前市场上销售的产品。
[0040]在本发明中，所述的水溶性载体选自尿素、硫酸钠、硫酸镁、苯甲酸钠、蔗糖、乳糖、可溶性淀粉、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基环糊精、羟丙基-β -环糊精、磺酸基-β -环糊精、聚乙烯醇、聚乙二醇、黄原胶、娃酸镁销、阿拉伯胶、丙烯酸钠或聚乙烯吡咯烷酮载体。
[0041]所述农药纳米固体分散体的剂型是粉剂、片剂、颗粒剂或微胶囊剂。
[0042]所述的粉剂、片剂、颗粒剂与微胶囊剂都是按照本发明农药纳米固体分散体的组成采用相应的常规方法制备的。
[0043]本发明还涉及所述农药纳米固体分散体的制备方法。具体制备工艺流程参见附图1o
[0044]在本发明中，所述的“纳米分散液”和“纳米固体分散体”是指其含有的农药粒子的平均粒径为Iym以下的分散液和分散体，优选地平均粒径小于500nm，更优选地平均粒径小于lOOnm。
[0045]本发明的制备方法之一首先得到合适浓度的纳米粒子分散液。在分散液中，难溶性的固体药物以纳米尺寸的颗粒分散于溶液中。载药粒子的小尺寸、大比表面积及其辅助成分中亲水基团对其表面的功能修饰，显著提高了难溶性药物在溶液中的溶解度、分散性和稳定性，保证了纳米固体分散体在兑水喷洒使用过程中，可以维持良好的分散性、悬浮性及药物浓度的均一性。
[0046]对于熔点在100°C以下的农药，可以水为溶剂进行纳米固体分散体的制备。对于熔点在100°C以上的农药，选取不溶解原药的不良溶剂制备纳