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异丙甲草胺乳油环保型溶剂的配方研究

2015-12-02姚二艳陈根良徐晓芳祝小红施烨涛

杭州化工 2015年3期
关键词:二甲苯乳化剂乳油

杨 旭,陈 静,姚二艳,陈根良,徐晓芳,祝小红,施烨涛,唐 杰

(浙江新安化工集团股份有限公司,浙江建德 311600)

目前,在中国境内登记的农药制剂产品有2万多种,其中液态制剂达1.3万多种,它们均不同程度地使用各种有机溶剂,乳油产品更是使用有机溶剂量最大的产品群。数据显示,在使用的有机溶剂中,二甲苯、甲苯等轻芳烃溶剂,每年耗用约30万t,甲醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等溶剂也有较大的使用量,甲醇的添加量甚至达到50%。这些物质的大量使用对生产安全、人体健康和生态环境都有较大隐患,对农药生产者和使用者的健康及安全有潜在危害[1]。

随着人们对农药安全性能的日益关注,农药溶剂的管理与溶剂安全性已成为农药产品更新换代及新产品研发的工作重点。尤其是苯类等有毒有害溶剂由于在农药加工中被大量使用,涉及剂型和产品的种类多,且存在安全隐患、对人体有害和污染环境等问题,这类溶剂正逐步被限用或取代。工信部近期组织编写制订的《乳油中溶剂限量标准(HG/T4576—2013)》的出台,对我国农药产品溶剂限量和助剂管理提出了更高的要求。苯类溶剂替代与环保型替代产品的开发与生产成为农药企业近年面临的主要挑战[2],要求其不断改进技术,加大对新溶剂的开发力度。

农药异丙甲草胺的主要剂型产品为乳油,其中含有大量的甲苯、二甲苯等有机溶剂,对环境污染较大。本文对乳油产品中所含的有害溶剂进行替代和开发研究,通过大量试验,筛选出了绿色环保型的溶剂,利用绿色环保型的溶剂配制的乳油产品中各项指标均达到农药乳油中有害溶剂的限量标准。

1 材料与方法

1.1 材料

原药:异丙甲草胺原药(山东滨农);

乳化剂:农乳600,8200乳化剂,SK-50EC;

溶剂:二甲苯、溶剂油GF100、溶剂油GF200、溶剂油S100、溶剂油S150和油酸甲酯。

1.2 方法

1.2.1 溶剂的筛选

试验采用2种乳化剂,选用二甲苯、GF100、GF200、S100、S150和油酸甲酯等溶剂进行筛选。溶剂对异丙甲草胺乳油指标的影响包括:乳油外观、乳液稳定性(稀释200倍)、冷贮稳定性和热贮稳定性。

1.2.2 乳化剂的筛选

试验采用SK-50EC、8200乳化剂和农乳600,进行筛选。乳化剂对异丙甲草胺乳油指标的影响包括:乳液稳定性(稀释200倍)、冷贮稳定性和热贮稳定性。

1.2.3 有效成分及pH测定

产品中异丙甲草胺含量采用气相色谱分析方法测定,参照企业标准,其含量为69±2.5%,筛选试验对产品中有效成分含量没有影响;产品pH采用METTLER实验用便携式pH计测定,其pH范围为5.0~8.0。

1.2.4 化学及物理稳定性测验

产品乳化稳定性试验采用农药乳剂稳定性测定方法(GB/T1603—2001)。冷贮稳定性,采用安瓿瓶封装实验样品,放置于冷贮室内,于0℃冷藏保存7 d;热贮稳定性,采用安瓿瓶封装实验样品,放置于(54±2)℃的恒温恒湿箱中保存14 d。

2 结果与分析

2.1 不同溶剂对异丙甲草胺乳油指标的影响

采用不同溶剂对异丙甲草胺乳油指标的影响有所不同。试验均采用同一配比,选用农乳600为乳化剂,以二甲苯溶剂为对照,测试了GF100、GF200、S100、S150和油酸甲酯等溶剂对乳油指标的影响,结果见表1。

表1 不同溶剂对异丙甲草胺乳油指标的影响

从表1可以看出,GF100、S100和S150等溶剂制成的样品外观、初乳性和乳液稳定性都和二甲苯差不多,但在热贮、冷贮的稳定性方面出现了不同程度的结晶,其中只有GF200和油酸甲酯是合格的。但由于油酸甲酯的成本比较高,所以选用GF200作为该配方的溶剂。

针对《农药乳油中有害溶剂限量标准及实施方案》中规定的限量有害溶剂进行检测,结果见表2。

表2 异丙甲草胺乳油中限量有害溶剂含量

从表2可以看出,各有害溶剂的含量远低于限量标准,说明溶剂油GF200是比较环保的。

2.2 不同乳化剂对异丙甲草胺乳油指标的影响

选定GF200作为配方溶剂,采用3种乳化剂SK-50EC、8200和农乳600与异丙甲草胺原药混合制备异丙甲草胺乳油产品,测试了3种乳化剂对乳油指标的影响,结果见表3。

表3 不同乳化剂对异丙甲草胺乳油指标的影响

从表3可以看出,SK-50EC乳化剂的初乳性没有8200和农乳600好,SK-50EC在冷贮的时候也出现了结晶,说明SK-50EC不适合在这个配方中使用。乳化剂8200和农乳600均适合在配方中使用,但由于农乳600成本较高,所以该配方中的乳化剂选定8200。

2.3 异丙甲草胺乳油物理及化学稳定性

以异丙甲草胺、GF200溶剂和8200乳化剂为配方调配出异丙甲草胺乳油(质量分数69%),分别进行冷热贮物理、化学稳定性测试,试验结果见表4。

表4 冷贮和热贮对异丙甲草胺乳油pH及乳液稳定性的影响

从表4可以看出,采用该配方配制的异丙甲草胺乳油,冷贮pH稳定而且没有固体析出;热贮pH变化不明显,分解率为0.46,没有分层及结晶现象,没有絮状物,与乳油性能指标要求一致,且热贮前后均为均一乳状液,乳液清澈透亮,乳液稳定性较好。因此,该配方配制的异丙甲草胺乳油与国标要求的指标是相符合的。

3 结论

通过试验,确定了采用溶剂GF200、乳化剂8200配制的异丙甲草胺乳油,其物理化学性能稳定,乳化性良好,各项理化指标符合国家标准的要求,并且有效降低了二甲苯等有害溶剂的使用量,减少了对环境的污染,有希望在相关乳油产品中得到进一步的推广使用。该配方配制的异丙甲草胺乳油产品在田间的药效如何,仍需进一步的试验。

[1]杨光.国内乳油农药生产批准证申领“开闸”[J].农药市场信息,2014(10):7.

[2]张宗俭.农药溶剂的种类与苯类替代溶剂应用[R].第四届环境友好型农药制剂加工技术及生产设备研讨会报告集,中国农药工业协会,2014.

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