30%丙硫菌唑·氟環(huán)唑懸浮劑的研制

苑 璐，董立峰，于金山，楊書昆

(山東碧奧生物科技有限公司，山東 威海 264402)

丙硫菌唑(prothioconazole)是由拜耳作物科學(xué)公司發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和生產(chǎn)的三唑硫酮類殺菌劑，為甾醇脫甲基化(麥角甾醇生物合成)抑制劑[1]，硫酮結(jié)構(gòu)的引入，也賦予了丙硫菌唑獨特的性能，它具有持效期長，對作物和環(huán)境安全，殺菌譜廣等特點，幾乎對谷物上所有真菌病害都有優(yōu)異防效。氟環(huán)唑(epoxiconazole)是一種內(nèi)吸性三唑類殺菌劑，可抑制病菌麥角甾醇的合成，阻礙病菌細胞壁的形成，并且對一種真菌酶(14-dencthylase)有強力親和性[2]，可以更有效的抑菌，還可以提高作物的幾丁質(zhì)酶活性，具有良好的保護、治療和鏟除活性，這是氟環(huán)唑區(qū)別于其他三唑類殺菌劑獨一無二的特性。

近幾年來，小麥赤霉病和銹病在國內(nèi)頻繁暴發(fā)，常用藥劑如多菌靈、甲基硫菌靈、戊唑醇、咪鮮胺等單劑和復(fù)配制劑產(chǎn)品防效不佳，且已產(chǎn)生抗性。丙硫菌唑和氟環(huán)唑雖同屬三唑類，但具有較新穎的作用機制，2 者復(fù)配可擴大殺菌譜、減少原藥使用量、提高藥效。本研究以30%丙硫菌唑·氟環(huán)唑懸浮劑為研究對象，對該產(chǎn)品熱儲膏化、析水等問題進行探討，開發(fā)出質(zhì)量符合要求的配方。

1 材料與方法

1.1 供試材料

97%丙硫菌唑原藥(安徽久易農(nóng)業(yè)股份有限公司)、97%氟環(huán)唑原藥(沈陽科創(chuàng)化學(xué)品有限公司)；潤濕分散劑：SK-34SC、SK-551、SK-92FS1、SK-20TX[星飛化工(上海)有限公司]，Mk-60、Mk-3016、G-5000(山東德勝精細化工研究院有限公司)，AGRILAN788、NS-500LQ(南京捷潤科技有限公司)，F(xiàn)D(南通新德農(nóng)業(yè)科技有限公司)，YUS-TXC[杰世化工(上海)有限公司]，Surfome 2500(青島沃圖貿(mào)易有限公司)；增稠劑：硅酸鎂鋁(蘇州國建慧投礦物新材料有限公司)，黃原膠(山東阜豐發(fā)酵有限公司)，白炭黑(山東振興化工有限公司)；防凍劑：乙二醇、丙三醇(青島新宇田化工有限公司)，尿素(市售)；防腐劑：卡松(常州市新諾科化工有限公司)；消泡劑：67750(上海梓意化工有限公司)；pH 調(diào)節(jié)劑：醋酸、一乙醇胺(市售)。

1.2 主要儀器

SDF400 實驗分散砂磨機(安徽博進化工機械有限公司)；BT-9300H 激光粒度分布儀(丹東市百特儀器有限公司)；PM1000 高效液相色譜儀[日立儀器(大連)有限公司]；恒溫水浴鍋(金壇區(qū)白塔新寶儀器廠)；101-3AB 恒溫鼓風(fēng)干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)；冰箱(南京創(chuàng)維家用電器有限公司)；PHS-3E 精密pH 計(上海雷磁儀器廠)；電子天平。

1.3 實驗方法

1.3.1 制備方法

采用濕法砂磨技術(shù)，按比例將丙硫菌唑原藥、氟環(huán)唑原藥、分散潤濕劑、防凍劑、防腐劑、增稠劑、部分消泡劑和去離子水加入砂磨罐，攪拌均勻，放入1.5 倍量的氧化鋯珠并通入冷卻水在1 200 r/min轉(zhuǎn)速下進行砂磨，砂磨2 h 至D90粒徑小于5 μm，加入余下消泡劑進行機械消泡，過濾得到30%丙硫菌唑·氟環(huán)唑懸浮劑。

1.3.2 質(zhì)量檢測

粒徑測定使用激光力度分布儀進行檢測，粒徑小于5 μm。懸浮率的測定依據(jù)GB/T 14825—2006檢測。熱儲穩(wěn)定性的測定依據(jù)GB/T 19136—2003，試樣在(54±2)℃的恒溫箱中放置14 d 后，對需檢測的項目進行檢測。冷儲穩(wěn)定性的測定依據(jù)GB/T 19137—2003，試樣在(0±2)℃的冰箱中放置7、14 d后，對需檢測的項目進行檢測。凍融穩(wěn)定性的測定將試樣裝入PET 瓶并封口，放置于-18 ℃[(-18±0.2)℃]冰箱中24 h 后，使其恢復(fù)室溫后再放入烘箱48 h，為1 個循環(huán)，重復(fù)3 次。觀察試樣流動性、析水率、沉淀情況。其他相關(guān)指標測定如pH、持久起泡性、傾倒性均按照國標進行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 潤濕分散劑的篩選

農(nóng)藥懸浮劑為多相分散體系，介于膠體分散體系與粗分散體系之間，屬于一種不穩(wěn)定的分散體系。實際上懸浮劑產(chǎn)品用水稀釋后，噴霧到植物葉面，其稀釋液的表面張力對藥液在植物葉面的潤濕、展布影響很大[3]。潤濕分散劑的使用可以改善農(nóng)藥在植物葉表面分布和附著，達到增加農(nóng)藥在植物表面的滯留量、延長滯留時問和提高對植物表皮穿透能力的目的，從而提高了農(nóng)藥的生物活性。潤濕分散劑的篩選結(jié)果見表1。

表1 潤濕分散劑的篩選

采用A788、500LQ 進行復(fù)配，在砂磨過程中出現(xiàn)膏化現(xiàn)象；使用SK-551、SK-92FS1、SK-20TX和G-5000、2500、FD 分別進行驗證，在熱儲3～5 d出現(xiàn)不同程度的結(jié)底，在熱儲14 d 后，完全膏化；A788、SK-34SC、2500 和YUS-TXC、FD、SK-551進行復(fù)配試驗，在熱儲14 d 后測的粒徑增長較大，并且丙硫菌唑和氟環(huán)唑的懸浮率都有所降低；Mk-60、Mk-3016 和G-5000、YUS-TXC、FD、2500在熱儲14 d 后懸浮率和粒徑變化較小，但Mk-60、Mk-3016 在砂磨過程中，氣泡較多且不易消除，可能會給之后的實際生產(chǎn)帶來困難。因此，選擇G-5000+YUS-TXC+FD+2500 作為潤濕分散劑可以避免熱儲膏化、懸浮率降低、粒徑增大的問題。

2.2 增稠劑的篩選

增稠劑的篩選結(jié)果見表2。單用黃原膠為增稠劑時，隨著黃原膠添加量的增多，析水情況有所改善，但仍未達到預(yù)期標準；采用黃原膠+硅酸鎂鋁和黃原膠+白炭黑復(fù)配增稠劑，其添加量均為0.25%+0.8%時，析水問題明顯改善，但由于白炭黑成本較高，從經(jīng)濟角度考慮，選用黃原膠0.25%+硅酸鎂鋁0.8%的組合作為該配方的增稠劑。

表2 增稠劑的篩選

2.3 防凍劑的篩選

選用尿素、丙三醇、乙二醇3 種常用防凍劑，篩選結(jié)果見表3。試驗結(jié)果表明3 種防凍劑在冷儲下均有較好的流動性，也沒有出現(xiàn)析晶問題，但是使用尿素和丙三醇作為防凍劑，冷儲14 d 后，粒徑都有不同程度的增長，使用乙二醇作為防凍劑，冷儲14 d 后，粒徑5 μm 左右；在進行凍融試驗的過程中，尿素在經(jīng)歷2 次循環(huán)后不能恢復(fù)流動性，丙三醇在3 次循環(huán)后自身體系也因低溫而改變，乙二醇在3 次循環(huán)后仍是可流動均相制劑。因此選用乙二醇作為防凍劑，添加量為3%，可以保證產(chǎn)品在寒冷地區(qū)的低溫穩(wěn)定。

表3 防凍劑的篩選

2.4 優(yōu)選配方組成

通過對潤濕分散劑、增稠劑、防凍劑的篩選以及常規(guī)懸浮劑消泡劑、防腐劑的用量，確定30%丙硫菌唑·氟環(huán)唑懸浮劑優(yōu)選配方：丙硫菌唑20%、氟環(huán)唑10%、G-5000 2%、YUS-TXC 1.5%、FD 2%、Tersperse 2500 1.5%、乙二醇3%、黃原膠0.25%、硅酸鎂鋁0.8%、卡松0.2%、消泡劑67750 0.3%、去離子水補足至100%。冷、熱儲穩(wěn)定性試驗測定指標結(jié)果見表4。冷、熱儲懸浮率和粒徑較室溫雖有所變化，但都在合格范圍內(nèi)。

表4 30%丙硫菌唑·氟環(huán)唑SC 常溫、冷儲、熱儲試驗結(jié)果

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量指標的確定

對最優(yōu)配方進行質(zhì)控指標檢測，其結(jié)果見表5。

表5 30%丙硫菌唑·氟環(huán)唑懸浮劑質(zhì)量指標確定

3 結(jié)論與討論

采用濕法研磨工藝，通過對潤濕分散劑、增稠劑、防凍劑的篩選，確定30%丙硫菌唑·氟環(huán)唑SC最佳配方：丙硫菌唑20%、氟環(huán)唑10%、G-5000 2%、YUS-TXC 1.5%、FD 2%、Tersperse 2500 1.5%、乙二醇3%、黃原膠0.25%、硅酸鎂鋁0.8%、卡松0.2%、消泡劑67750 0.3%、去離子水補足至100%。該配方克服了熱儲膏化、粒徑增長過大等問題，延長了產(chǎn)品貨架期。

丙硫菌唑?qū)儆诙嗑蛻B(tài)農(nóng)藥，其中晶型I在室溫下呈亞穩(wěn)定態(tài)，晶型Ⅱ在室溫下熱力學(xué)穩(wěn)定。晶型的不穩(wěn)定性影響著制劑的穩(wěn)定性，熱儲過程中，熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)晶型會向熱力學(xué)穩(wěn)定的晶型轉(zhuǎn)變，會出現(xiàn)制劑粒徑增大、膏化等問題[4-5]。合理的助劑組合可以有效改善這種情況，在不穩(wěn)定晶型轉(zhuǎn)變過程中，保持對丙硫菌唑粒子有吸附分散作用，進而阻止粒子聚合、粒徑增大、產(chǎn)生膏化問題。