农药剂型研发与工艺精细化思路-张小军

报告人：张小军中国农业生产资料集团公司中农立华生物科技股份有限公司2015年8月农药剂型研发与工艺精细化思路第十五届山东省农药信息交流会报告提纲22433农药剂型现状及发展趋势31农药剂型研发与工艺精细化思路农药剂型研发动态分析农药剂型与制剂研发启示SALZhangxiaojun3农药剂型现状及发展趋势一

制剂水性化---SC；

制剂颗粒化也是发展方向之一---WG；

有效成分控制释放---CS；

使用更加简单、方便---GR；

剂型的多样化和功能化---FS…SALZhangxiaojun2014年农药登记情况农药剂型现状及发展趋势

2014年登记产品3374个，正式登记2954个，临时登记420个，正式登记占比87%，与去年持平。今年登记杀虫剂1102个，占比33%，同比减少8.9%；杀菌剂968个，占比28.7%，同比增加了14.6%；除草剂900个，占比26.6%，同比减少了5.0%，卫生杀虫剂288个；植生调57个；其他59个。杀虫剂仍在总登记证数量中保持首位（33%），呈现高位回落的态势。杀菌剂增速显著，这与今年嘧菌酯产品登记数量最多构成了相互印证。登记结构变化与产品专利过期之间的关系值得研究。SALZhangxiaojun45按剂型统计:悬浮剂：721个；可湿性粉剂：411个；原药：397个；水分散粒剂：309个；乳油：269个；水剂：201个；水乳剂：183个；微乳剂：158个；可分散油悬浮剂：107个；悬浮种衣剂：68个；颗粒剂：64个；气雾剂：57个；其他：429个。按毒性统计：低毒：2597个；微毒：402个；中等毒：204个；低毒（原药高毒）：110个；中等毒（原药高毒）：53个；其他：8个。农药剂型现状及发展趋势2014年农药登记情况SALZhangxiaojunＳＣ、（ＷＰ）、ＷＧ登记主体6农药剂型研发动态分析二农药剂型研究彰显重要性；

国内企业成为制剂研发主力；

解决“点”上存在问题已经有长足进步；

深度与广度将是未来趋势。SALZhangxiaojun7农药剂型与制剂研究---技术含量高、附加值高农药原药---初级产品---原料农药制剂---最终产品---产品注册登记工艺研究中试研究剂型研究温室生测研究田间试验毒性研究生态学研究规模化生产产品管理市场开发全周期管理基因组学先导化合物优化高通量筛选生物信息学组合化学先导化合物发现注册登记资料环境行为研究代谢组学SALZhangxiaojun农药生产大国非强国，任重而道远，原药主要是仿制，创制还在路上；高精尖（专利化合物、制剂产品）基本被国外垄断，近年改变不大；

制剂产品的进步是突破口，也是适合中国现状的务实举措；

剂型研发综合投入不够，有退有进。8悬浮剂（低熔点化合物）如何考虑配方；

悬浮剂（高含量配方）研发思路；

水分散粒剂（干悬浮剂DF）趋势；可分散油悬浮剂难点；

农药制剂如何做到精细化研发；

精细化：深度与广度需要更进一步。SALZhangxiaojun农药制剂研发---具体问题与思路9农药剂型研发---进一步拓宽思路广度深度农药传送系统

性能

功能

应用技术

提升制剂质量

改性及方便、安全使用少量活性成分应用最大化SALZhangxiaojun农药学

物理化学

有机化学

胶体化学

植物保护学多学科融合释放技术

表面化学技术

传感技术10SALZhangxiaojun农药制剂研发---进入“精细化”发展期1949~1980年农药剂型的发展——起步阶段1981~2000年农药剂型的发展——迅速发展阶段2001~2015年——环境友好型的新制剂迅速发展现在~——精细化发展期一个农药的成功，一半在于剂型。通过对农药制剂加工，可使农药达到以下目的：（1）把少量的药剂均匀地分布在广阔的农田中；（2）最大限度发挥农药的效果；（3）克服农药的不足之处；（4）提高使用者的安全性；（5）降低对环境的压力；（6）改善操作性能，做到省力化；（7）提升现有药剂的功能，扩大用途；（8）通过剂型改造以延长其使用寿命。到2020年农药使用量零增长行动方案《农药乳油中有害溶剂限量标准》HG/T4576-2013农药助剂禁限用名单（征求稿意见）11农药剂型研发与工艺精细化思路三农药剂型研究需要精细化；

剂型加工工艺需要精细化；

配方、检测、工艺、生产等要精细化；

以达到农药系统传送的目的。SALZhangxiaojun“成功”农药制剂举例12SALZhangxiaojun5%氯虫苯甲酰胺SC（康宽）250g/L嘧菌酯以SC（阿米西达）25克/升多杀霉素SC（菜喜）5%氟虫腈SC（锐劲特）60%吡唑·代森联WG（百泰）50%醚菌酯WG（翠贝）70%吡虫啉WG（艾美乐）20%氟苯虫酰胺WG（垄歌）10%苯醚甲环唑WG（世高）25g/L五氟磺草胺OD（稻杰）13SALZhangxiaojun农药剂型研发与工艺精细化思路---以悬浮剂（SC）为例配方精细化原药性质的了解助剂、辅料性质的了解分析、评估、判断、方案配方与加工方法筛选及优化测试手段的精细化工艺参数的探索工艺精细化不同设备的选择与优化不同工艺参数的考量不同工艺的探索及优化性状、熔点、沸点、溶解度…理化性能、政策因素…剂型选择、含量设定…设备砂磨介质温度时间转速转盘加料顺序…常规检测精细化检测

关键因素外观熔点闪点密度分解温度蒸气压分配系数（正辛醇/水）溶解度稳定性毒性

1.原药的物理和化学特性配方精细化---原药性质了解与分析14SALZhangxiaojun如蒸气压(25℃):7.0×10-6Pa能得到什么信息？给我们什么提示？挥发度、转向大气空间、土壤中的移动性能…如正辛醇/水KowLogP=5.59(25℃)能得到什么信息？给我们什么提示？分配能力、农药富集、环境扩散…已有产品影响物理和化学特性

选择依据商业行为考虑政策影响剂型选择含量设定

助剂关键因素类型分子量pH毒性填料关键因素类型产地稳定性适应性…

2.助剂与填料特性配方精细化---辅料性质了解与分析15SALZhangxiaojun如：磷酸酯（具体结构？官能团？）能得到什么信息？给我们什么提示？与原药的匹配度、适应性…如：高岭土（产地？工艺？）能得到什么信息？给我们什么提示？粘度、细度、白度、适应性…3.配方筛选精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路16SALZhangxiaojun单因素试验设计两因素试验设计多因素试验设计农药复配最佳增效法最快，最简便的方法摸索到最佳条件，这就

需要经验，具体品种，具体剂型各有不同。单因素轮选法对分法黄金分割法分数法（斐波纳挈数列法）抛物线法拟三元相图法正交试验设计均匀实验设计---大数据时代，经验与数据并重。4.制备加工方法精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路17SALZhangxiaojun加工方法精细化设备砂磨介质温度时间转速转盘加料顺序…以点带面。加工参数进入大数据时代4.制备加工方法精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路18SALZhangxiaojun加工方法精细化---研磨介质的材质、直径、珠料比以及砂磨时间等如何选择？分散机理砂磨介质玻璃珠陶珠钢珠氧化铝珠氧化锆珠硅酸锆珠…

改变砂磨介质的粒径大小、不同配比(锆珠不同粒径配比及锆珠与原药的不同质量配比）、砂磨时间等工艺参数。4.制备加工方法精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路19SALZhangxiaojun加工方法精细化---研磨介质的材质、直径、珠料比以及砂磨时间等如何选择？锆珠φ0.4～0.6mm锆珠φ1.0～1.2mm锆珠φ1.8～2.0mm不同质量配比的砂磨介质对40%百菌清悬浮液粒径的影响不同质量配比的砂磨介质对5%甲维盐悬浮液粒径的影响不同配比：当以φ0.4～0.6mm与φ1.0～1.2mm锆珠质量比为2：1混合作为砂磨介质时，粒度分布最佳。不同直径的锆珠对40%百菌清悬浮液径的影响不同直径的锆珠对5%甲维盐悬浮液粒径的影响不同粒径锆珠：小粒径锆珠的分散效果明显优于大粒径锆珠，其中以φ0.4～0.6mm锆珠的分散效果为最佳。4.制备加工方法精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路20SALZhangxiaojun加工方法精细化---研磨介质的材质、直径、珠料比以及砂磨时间等如何选择？不同砂磨时间与悬浮液体系粒径分布的关系不同研磨时间对40%百菌清悬浮液粒径的影响不同研磨时间对5%甲维盐悬浮液粒径的影响随着砂磨时间延长，物料的粒径均有下降的趋势。砂磨初期，物料粒径急剧减小，但随着砂磨的不断进行，物料粒径下降的速度则有不断减缓的趋势，

1.5h时达到一定值。砂磨介质与物料不同质量配比对40%百菌清悬浮液体系粒径分布的影响砂磨介质与物料不同质量配比对5%甲维盐悬浮液体系粒径分布的影响当砂磨介质与配方物料质量比增大时，体系的分散性在增加，但当珠料比达到1.2：1时，物料体系的分散性增加（粒径减小）趋势减小。砂磨介质同物料不同质量配比与悬浮液体系粒径分布的关系配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路21SALZhangxiaojun加工方法精细化---辅料如何配置？后处理如何选择？出料过滤方式黄原胶配置搅拌浸泡剪切保温

搅拌、浸泡时间？

是否可以剪切？

保温的温度？时间？

如何检验？4.制备加工方法精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路22SALZhangxiaojun生产工艺精细化---加工过程中其他工艺及参数如何选择和精细化？设备砂磨介质辅料处理砂磨温度剪切与砂磨时间转盘转速转盘类型加砂磨介质的顺序加料顺序…进入大数据时代，精细化时期重要的是数据的

积累、整理、分析、总结；

经验，猜测，应该是，差不多，好像，。。。

不能成为口头禅；

经验是建立在大数据基础上的。剂型研发、配发筛选与加工工艺需要精细化，让产品带上“数据”标签4.制备加工方法精细化5.生产工艺精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路23SALZhangxiaojun生产工艺精细化---投料工段、砂磨工段、调制工段如何设计与选择？投料工段5.生产工艺精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路24SALZhangxiaojun生产工艺精细化---投料工段、砂磨工段、调制工段如何设计与选择？投料工段5.生产工艺精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路25SALZhangxiaojun生产工艺精细化---投料工段、砂磨工段、调制工段如何设计与选择？砂磨工段---

制冷-冷却（工业冷水机组）能够较为精确控温

保证物料稳定性5.生产工艺精细化配方筛选与剂型加工精细化---方法与思路26SALZhangxiaojun生产工艺精细化---投料工段、砂磨工段、调制工段如何设计与选择？调制工段（后处理）27

农药制剂需要做到精细化研发；农药配方需要精细化筛选；

测试手段与应用需要精细化（常规、应用）；

农药制剂设备需要精细化挑选；

农药制剂工艺需要精细化设计；

精细化：深度与广度需要更进一步。SALZhangxiaojun农药剂型研发与工艺精细化思路大数据时代精细化需要数据积累与分析28农药剂型与制剂研发启示四SALZhangxiaojun农药加工技术进入精细化时期剂型研发过程开发与放大生物活性最大化包装应用技术清洁与环保SALZhangxiaojun29农药制剂技术就是农药活性成分的传送技术农药制剂研发的目标：改性及方便、安全使用；少量活性成分应用最大化精细化系统化数据化304.1“精细化”要有新思路，敢于创新，推进农药剂型的进步SALZhangxiaojun观点：

设备先行，接着是流程优化，才最数据采集与改进；

不单是工艺问题的，设备先行的；采集数据如果专门有人来做，领导不愿意，会说哪些人是闲人；

硬件先行，总体框架先高大上是对的，不然后面改进真的很痛的，

不过许多老板就是想不通的，跟钱过不去；

我们现在就直接让生产工人自己记录，再核实；

数据量是个麻烦的事，有的产品生产批次很少，或者说时间上没有

那么匀，集中干一阵子，往后再没有了，一头一尾的数据就很少…

农药制剂加工技术涉及面较广，精细化需要从点滴做起，并坚持下去。314.2农药制剂的设计需要“精细化”：从剂型、配方、加工方法、理化性能、生物活性的传递等各方面充分予以考虑，开发中、低含量制剂已成为WG、SC和OD等发展的新动向

制剂的品质不以含量高低比水平，而以施药的效果、性价比论成败。上世纪80年代中期以来，许多跨国公司一度热衷于开发高含量制剂。近10多年来，世界农药制剂研究的思路发生了质的变化，提出了“Newdeliverytechnology”的理念。各大公司都先后转向中低含量的制剂产品的研发，以使产品具有优秀的传送功能。这些尤其集中在SC、WG和OD等新剂型产品的开发上，成为农药制剂技术发展的新动向。SALZhangxiaojun324.3今后农药剂