省力化制剂配方关键技术及其产业化-石伟山

农药省力化制剂配方关键技术及其产业化石伟山山东.泰安2017.08.08过去20年从事农业生产人口的变化趋势预测未来10年从事种植业人口传统农业防治方式的替代未来药剂防治的要求

未来人会变得越来越“懒”，由于先进的药械设备的应用，防治成本会愈来愈高，中国未来的农业基于中国农村特色，会走规模化与精细化相结合的农业道路，因此对于农药剂型来说将带来挑战，改变过去粗放的用药方式，提高农药利用率，要做到：环境友好用药精准省力化省力化剂型种类粒剂（普通型、缓释型）漂浮泡腾片剂漂浮粒剂展膜油剂粒剂粒剂特点：避免粉剂或药液的漂移现象，可不受风力影响，飞机喷洒可以提高10-15m，对人、作物安全、环保。药剂可以到达植株中下部，如可以防治水稻生长后期植株上的飞虱和叶蝉。适用农药种类多，使用方便。高毒农药低毒化。粒剂方法1、吸附造粒法

（1）原药处理

首先拿到一个有效成分对其进行判断，然后进行相应的处理。流动性好的原油直接进行吸附，粘稠的原油需要进行稀释；原药可以处理为溶解溶解、也可以少用溶剂或不用溶解做成类似水乳剂状或经过砂磨成悬浮液。粒剂（2）载体选择

选用天然矿石、工业废渣、碎砖等。需要注意载体性质，如强度、吸油率、吸水率、酸碱度等。凹凸棒石，内表面积300-400m2/g，外表面积23m2/g。凹凸棒石晶体结构及通道分布（根据陈天虎2000）粒剂（3）工艺方法

对于低含量制剂保证均匀，可采用雾化方式；原药为水基础的处理方法一般需要烘干。（4）设备选择锥形混合机三维混合机梨刀混合机粒剂吸附法关键技术控制：有效成分均匀度控制设计好母液含量、母液粘度雾化装置混合时间特殊产品气味控制：C10-C25不饱和脂肪酸的硬甘油酯、活性炭采用水基质原药处理方法，减少溶剂挥发加重臭味添加香精稳定剂不烘干的做法:选好基质、做好母液，可以不烘干直接使用。粒剂2、包衣造粒法（包覆法）

采用粉状物料黏附于颗粒载体表面，粘结牢固避免脱落的操作技术，不需要高吸附载体，低吸附性物质可以做基质，如石英砂、黄沙等。（1）常用方法：悬浮液直接喷施载体然后喷粘结液先在载体上喷粘结液然后粉状物料粘结在载体上熔融有效成分喷施在载体上粒剂（2）原药处理方法原粉原药+填料粉碎后黏附直接熔融后黏附原油：填料吸附后黏附（3）粘结剂种类

聚乙烯醇、CMC、黄原胶、聚醋酸乙酸酯、石蜡、白油等（4）载体石英砂、沙、肥料等粒剂包覆法关键技术控制：载体细度

粒度偏析现象载体水分粉状物料流动性粘结剂种类不同采用工艺不同亲水性需要干燥，疏水性需要载体预热干燥包衣温度包衣时间装载密度筒体填充度20%30%1/31/2成品合格率/%99.099.310096.5操作情况正常正常正常尚可粒剂应用

应用在血吸虫防治上，目前江滩、湖滩或山区的一些有螺地带，采用喷洒法灭螺往往取水困难，而喷洒粉剂漂移严重。采用粒剂具有明显优势，省工省时。无需兑水使用。无需除障，可以穿过障碍物，直达地面，节省除障费用。粒剂（吴荣凤，2014）缓释型粒剂1、挤压制粒

将农药有效成分、高分子乳液（如聚醋酸乙烯乳液、苯丙乳液等）直接混合，然后挤压造粒，可以使用强度较高螺杆挤压、平模或环模制粒。通过调节高分子乳液的添加量或采用复配方式，进行调整颗粒的缓释时间。有效成分难溶物质缓释型粒剂挤压设备：不同设备应选用不同的配方体系。旋转挤出螺杆挤压平膜或环膜缓释型粒剂3、熔融制粒将农药有效成分、疏水性物质、吸油物质，混合加入混炼装置，加热到疏水物质熔点以上，然后排出，利用挤压法对混炼物进行造粒。疏水性物质如：石蜡、硬脂酸、棕榈蜡等。①②③④⑤步骤：缓释型粒剂3、包覆型缓释制粒将配制好的缓释液（如聚醋酸乙烯乳液、苯丙乳液等），喷施在包衣机中颗粒剂上进行包衣，然后烘干的方法，可以实现多层包覆，如水溶性大原药颗粒剂做为核心，然后依次根据有效成分的水溶解性进行层层包覆，达到有效成分释放均匀达到防治目的。缓释型粒剂外难溶性覆膜外难溶性覆膜有效成分包覆型缓释制粒设备：底喷流化床包衣侧喷流化床包衣糖衣机缓释型粒剂缓释型粒剂在水稻上的应用根据水稻整个生长季节虫害发生的特点，将农药活性成分做成在水稻从育苗至抽穗前的时间内，持续稳定不断地向水稻根系周围释放的缓控释放型粒剂，通过内吸传导作用，使农药活性成分由根系传导至水稻植株的各个部位，从而达到预防和杀灭水稻害虫的目的。(袁会珠,2016)缓释型粒剂水面漂浮泡腾片剂定义：农药泡腾剂是根据酸碱与水反应产生二氧化碳的机理，从而使片剂或颗粒剂均匀崩解分散。该剂型可喷雾使用，亦可制成大的片剂和大颗粒剂直接投入水中使用。优点：使用简单、方便。无需要喷雾或拌土，直接将颗粒投入水田即可，使用方便。容易掌握，无需要专门的药械。节省时间、提高时效。固体包装，计量准确。对周围作物安全。

泡腾片剂要求较高的扩散性，否则尤其是除草剂有可能因局部浓度过高而产生药害，也达不到防治目的，因此配方设计非常重要。1、酸碱泡腾体系酸碱用量：添加量越大，物理性级越好，但有效成分含量就不适宜做高，添加量需要系统考虑，可以适当增加崩解剂的用量。酸源选择：柠檬酸:柠檬酸65-75%湿度情况下，可吸收大量水分，生产和贮藏过程中，常造成粘冲、颗粒较难烘干、易涨片等问题，对车间生产环境要求极高（18-20℃），湿度30%以下，贮藏在密闭容器防潮容器内，一般柠檬酸与碳酸氢钠的摩尔比0.76：1。解决：柠檬酸与乳糖混合，然后K30的乙醇溶液制粒。用PEG包埋柠檬酸。直接用柠檬酸大颗粒压片。水面漂浮泡腾片剂酒石酸：相对柠檬酸粘冲，酒石酸吸湿性较小，是一个很好的泡腾酸化剂。已二酸：其性质与酒石酸相似，具有较好的润滑作用，不吸潮，但是泡腾过程较慢且有残留。碱源选择：

碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钙，以碳酸钠、碳酸氢钾最为常用。方法是一般将PVP乙醇溶液与酸分开制粒。填充剂、润滑剂、粘结剂的选择水面漂浮泡腾片剂填充剂：填充剂性质特点淀粉成粒性一般乳糖成粒性高，作为辅助成分加入较好蔗糖吸湿性强，水溶性高白炭黑改性疏水，少量添加可以辅助成型，可减少粘冲珍珠岩成粒性低，漂浮性好，在水面易受风力影响空心玻璃珠成粒性低，飘浮性好，扩散面积大滑石粉成粒性高，表面光滑，易粘冲氯化钠成粒性高、吸湿性中、水溶性高硫酸铵成粒性低、吸湿性低、水溶性高氯化钾成粒性高、吸湿性低、水溶性高水面漂浮泡腾片剂粘合剂种类无水乙醇中粘结性能CMC不溶于乙醇K30粘结性能佳HPMC不溶于乙醇黄原胶不溶于乙醇聚乙烯醇不溶于乙醇膨润土有粘结性乙基纤维素有粘结性水面漂浮泡腾片剂润滑剂：水溶性润滑剂水不溶润滑剂K12硬脂酸镁PEG4000、PEG6000滑石粉苯甲酸钠微粉硅胶

注：聚乙二醇熔点低，压片时冲头升温使其软化而粘冲；硬脂酸镁疏水性，可以辅助颗粒漂浮，压片表面光滑；PEG6000的效果要好于PEG4000。水面漂浮泡腾片剂分散剂：分散剂是泡腾片剂的重要组成部分，分散剂具有崩解、分散、扩散作用，选择合适的分散剂能使物料在泡腾后迅速向四周均匀扩散。分散剂种类自发分散性能壬基酚聚氧乙烯醚差脂肪醇聚氧乙烯醚一般烷基酚萘磺酸盐差琥珀酸酯磺酸盐好磷酸酯盐差水面漂浮泡腾片剂工艺：酸碱混合制粒酸碱分开制粒直接压片水面漂浮泡腾片剂泡腾片剂关键控制因素酸碱比例控制酸碱组分必须达到一定比例，才能有泡腾效果，但也不宜过多，需系统考虑配方，可加入水溶性盐。密度控制

控制辅料比重，选择适当的水溶性填料，可以控制颗粒下沉时间及下沉深度。吸湿问题生产、贮运过程吸湿问题，环境湿度大于泡腾片临界相对湿度易崩解破裂，胀瓶，务必保证车间保证湿度小于40%，铝箔包装，配方上采用酸碱分开制粒。有效成分的稳定性问题泡腾片剂体系较水分散粒剂复杂，应充分考虑到对各种辅料对有效成分的影响。泡腾片剂关键控制因素粘冲问题辅料不合适未加润滑剂生产环境不适宜针对解决办法：加硬酯酸镁或改性疏水性白炭黑（1%左右），其防吸潮性能优良；生产泡腾片的外部环境很重要，特别是湿度要求很严，最好在40%以下。水面漂浮泡腾片剂泡腾片剂发展限制因素吸湿反应问题

一旦吸湿发生胀袋、爆管等现象，尤其对温度敏感，如在医药上两年储存虽然可以过关，但是40度热储很多过不了关，造成难以上市，生产成本问题

单位投入不够，泡腾片需要在特定的生产环境，需要特定的温湿度，需要专们的抽真空干燥器、干法制粒机及大吨位的压片机、双层软铝箔包装机等等，这些设备投资大、能耗高、维护成本高。贮存包装问题，储存期短，易变质。水面漂浮泡腾片剂水面漂浮粒剂水面漂浮粒剂优势及目前登记品种：漂浮粒剂除了漂浮泡腾片剂优点外，比泡腾片剂优势是因为配方中没有酸碱，节约原料、生产、包装成本等，避免了泡腾片剂鼓气、胀包老大难问题。

以丁草胺+吡嘧磺隆为例，实验室采用白炭黑吸附丁草胺，吡嘧磺隆经气流粉碎，然后分别加入油性物质、粘结剂混合，以空心玻璃珠为载体，造粒、烘干，颗粒直径为2mm左右颗粒。1、不同助剂对颗粒分散时间及水面漂浮率影响扩散剂分散时间水面漂浮率SK-450EH2100%SP-37082100%蓖麻油聚氧乙烯醚+琥珀酸酯磺酸盐392%TX-10+蓖麻油聚氧乙烯醚390%TX-10+蓖麻油聚氧乙烯醚+琥珀酸酯磺酸盐3100%水面漂浮粒剂2、不同粘结剂对造粒性能的影响

2、不同油性物质扩散效果粘结剂造粒性能破碎率K30++++少羧甲基淀粉钠++多CMS++多可溶性淀粉+++少聚乙烯醇++多粘结剂扩散效果ND-45一般油酸甲酯差OD-2优白油优大豆油一般“+”越多代表越顺畅成型好水面漂浮粒剂漂浮粒剂工艺设计：捏合布料机对齿造粒水面漂浮粒剂整粒烘干水面漂浮粒剂视频MAMETSUBU制剂技术(ShigekiFUJITA,2015)：2017年3月先正达上市了最新水稻田杀菌剂Coratop®（咯喹酮），利用日本组合化学的专利制剂技术MAMETSUBU。载体：丙烯腈单体共聚物（浮力大、重量轻，制剂添加量少，从而给有效成分留足空间）造粒方式：挤压造粒大包装袋制剂MAMTSUBU技术水面漂浮粒剂MAMETSUBU制剂技术：

漂浮载体有效成分MAMTSUBU扩散与分散水面漂浮粒剂MAMETSUBU制剂技术：

物理性能颗粒密度颗粒大小水分含量水面漂浮率分散时间水面漂浮粒剂MAMETSUBU制剂技术：

施药方式3-10m最大15m约25m灌水口无人机水面漂浮粒剂MAMETSUBU制剂技术：

施药点评估区域水面漂浮粒剂MAMETSUBU制剂技术：

藻类风力方向风速水深3-5CM3-3.5叶龄稻田轮廓有效成分分散性施药后1天施药后3天水面漂浮粒剂展膜油剂的优点：省工、省时。一亩地只需要100-150ml就可以防治一亩地，只需要设计10-15个。等距离点施药，直接使用，不需要拌土或施药，比常规施药提高20倍。比泡腾片剂及漂浮颗粒剂防治成本低，工艺简单，稳定性好。不受气候影响，施药灵活、时机较好把控。施药安全，不容易漂移。展膜油剂展膜油剂质量评价：评价级别分散状态A在水面迅速分散，无沉淀B在水面分散，分散性很好C在水面分散，有少许下沉D在水面基本分散，分散性较好E在水面分散，分散性一般F漂浮在水面不分散，以油滴或乳状物浮在水面展膜油剂

以1%杀螺胺SO为例简要阐述展膜油剂的配方筛选过程，以及应用装置的省力化设计。发育成熟的血吸虫尾蚴，从钉螺逸出后，98%悬浮于水面，人蓄一旦接触，尾蚴入侵导致血吸虫感染，因此灭杀尾蚴是控制血吸虫传播的重要环节，采用传统剂型都难以达到防治效果，如把可湿性粉剂采用“挂药包”挂在浅水中的方式，速度及释放量均不能控制，因此根据尾蚴生理特性开发出展膜油剂剂型，可以有效控制尾蚴，而且省时省力。1%杀螺胺SO配方筛选：展膜油剂1、溶剂的初筛溶剂溶解性环己酮差DMF差150#溶剂油差200#溶剂油差ND-45差OD-2差异佛尔酮微溶二甲苯差油酸甲酯差SW-01微溶NMP微溶展膜油剂编号溶剂溶解性低温稳定性1#NMP：SW-01=1：1良低温析出2#SW-01：异佛尔酮=1：1优均一、透明3#NMP：SW-01：OD-2=1：1：2优均一、透明4#NMP：SW-01：油酸钾酯=1：1：2优均一、透明5#SW-01：异佛尔酮：OD-2=1：1：2优均一