本发明涉及一种高含量氟磺胺草醚水剂及其制备方法,属于农药制备技术领域。
背景技术:
氟磺胺草醚:英文通用名称:Fomesafen化学名称:5-2(2-氯-a,a,a-三氟-对甲苯氧基)-N-甲磺酰基-2-硝基苯甲酰胺 CAS NO.:72178-02-0。
相对分子量:438.8 分子式:C15H10ClF3N2O6S 理化性质:原药为浅黄色固体。溶解度:水中120mg/L(23-25℃);丙酮中600mg/L,乙醇中500mg/L,二氯乙烷中50mg/L,二甲苯、煤油<10g/kg(25℃)。稳定性:235℃分解。温度40℃,PH3-9时稳定。
毒理学:大鼠急性经口LD50为2025mg/kg,雌大鼠急性经口LD50为1370mg/kg,雄小鼠急性经口LD50为2050mg/kg,雌小鼠急性经口LD50为1370mg/kg。雄兔急性经皮LD50为3680mg/kg,对皮肤有中等刺激作用,对眼睛有强烈刺激作用。雌雄大鼠急性吸入LC50(4h)>6.9mg/L空气。
用途:本品是一种除草剂原药,不可直接用于农作物或其他场所。制剂氟磺胺草醚是一种二苯醚类选择性芽后除草剂,可通过杂草茎叶吸收并进行有限的传导,具有见效速度快,杀草谱宽,安全性高等特点,主要用于大豆田藜、苘麻、苋、蓼、苍耳、龙葵、鸭跖草等多种一年生阔叶杂草的防除。
二甘醇胺:英文名 2-(2-aminoethoxy)ethanol 别称 二乙烯乙二醇胺 化学式 C4H11NO2 分子量 105.14 CAS登录号 929-06-6 熔点 -12.5 ℃ 沸点 218-224 ℃ 水溶性 混溶 密度 1.05 g/cm3 外观 无色或淡黄色液体 闪 点 127℃。
现行氟磺胺草醚剂型的主要使用剂型有乳油,水剂,颗粒剂等几种类型,乳油的制作加工方法是使用大量极性溶剂和少量的芳烃的混合溶剂来溶解原药,再添加一定量的乳化剂的方式来配置.。由于原药在溶剂中的溶解度并不是很大,因此氟磺胺草醚乳油的含量也不能配置的太高,一般含量都在5%~10%左右,最高不超过15%,含量低,亩用量大,而且因为制剂中添加了大量的极性溶剂,因此此剂型极不环保,属于目前被淘汰的剂型。颗粒剂一般先用液碱或胺水将氟磺胺草醚中和形成低含量的水溶液。然后将此水溶液采用喷雾干燥的方法烘干得到氟磺胺草醚的固体可溶性盐,最后在盐中再添加合适的助剂挤压造粒形成颗粒剂,采用此法加工的产品的优点是可以得到含量很高的颗粒剂产品,一般可以制成含量为60~70%,甚至高达80%以上的产品,但缺点是在将水中溶解的盐变成固体的盐时,喷雾干燥需要消耗掉大量的能量,而且喷雾干燥和造粒过程中还会造成粉尘飞扬,对周边的环境造成污染,最终使得颗粒剂产品制作成本高,对周边环境影响大,使产品失去了竞争力。最为经济环保的方法是通过将氟磺胺草醚原药与合适的碱或胺采用酸碱中和成盐的方法配置成水剂使用。
目前市场上常规的水剂配置方法是采用氟磺胺草醚原药与30%烧碱水溶液配置成200~300g/l的氟磺胺草醚钠盐水剂使用,虽然配置使用方便,但市场普遍反映此制剂的有效成分含量较低,大田使用药效一般,制剂亩用量大,如果远距离运输时包装费用占比大,因此需要对产品进行改造升级,研发含量高,亩用量少,药效好的制剂产品来满足市场的需求。
氟磺胺草醚原药可以与不同的碱或胺形成不同形式的水溶性盐,其中以钾盐的药效最好,钠盐和铵盐药效次之。钾盐虽然药效最好,但钾盐的水溶性很小,不能配置成高含量的水剂,而且制作钾盐的原料成本十分高昂,因此一般很少配置钾盐水剂。制作铵盐的原料氨水虽然原料易得,价格便宜,但铵盐与钾盐有同样的缺点,那就是水溶解度太低,无法配置成高含量的水剂,一般铵盐只用来配置颗粒剂产品。
目前市面上也有有些高含量的氟磺胺草醚水剂制剂产品,如480g/l钠盐水剂,但制剂中必须添加大量的极性有机溶剂,比如二甲基甲酰胺,N-甲基吡咯烷酮等来抑制制剂中的有效成分在低温下的析出,名义上虽为环保型的水剂剂型,但其中使用溶剂并不环保,对环境非常不友好,存在很大的环境风险。还有另外一些高含量的氟磺胺草醚水剂产品,虽然含量也高达400~500g/l,但其实只是一种母液,缺少农药制剂产品中必不可少的表面活性剂,产品在使用时必须另外再添加表面活性剂,否则药效极差。这种产品虽然提高了产品含量,节省了一些少量的包装成本,但却是以牺牲药效表现为代价,增加了亩产品的使用量,变相的增加了消费者的使用成本。
技术实现要素:
本发明针对上述缺陷,目的在于提供一种具备良好药效表现、经济高效的一种高含量氟磺胺草醚水剂及其制备方法。
为此本发明采用的技术方案是:按照以下配方制备,以质量分计算:
一种高含量氟磺胺草醚水剂的制备方法,按以下工艺步骤制备:
在容器中加入去离子水,开启搅拌,加入97%含量的氟磺胺草醚原药,然后缓慢滴入99%的二甘醇胺溶液,滴加完毕后继续搅拌10分钟以上,使氟磺胺草醚原药和二甘醇胺充分反应中和完全,形成透明溶液,最后加入烷基糖苷类表面活性剂助剂,搅拌均匀即得到氟磺胺草醚二甘醇胺水剂产品。
本发明中使用的二甘醇胺,性质温和,使用方便,二甘醇胺温度低至-10度也不会结晶,闪点温度高达100度以上,可以与水任意比例混溶,既没有普通胺类物质的强刺激性,也没有普通胺类物质的强挥发性,更没有强金属碱类物质的强腐蚀性。该胺与氟磺胺草醚进行酸碱中和的反应速度适中,放热温和,前期既不需要对体系进行降温以控制反应速度,减少胺的挥发,后期也不需要加温来增大盐的溶解度,酸碱中和过程可以在普通的搪瓷釜中进行,而不需要在特殊的密闭的压力容器中进行,也不需要特殊的冷却防护装置,设备简单易行,易于操控。
本发明中使用的二甘醇胺,还具有特殊的表面活性剂的功能,可以替代部分表面活性剂,降低制剂的表面活性剂的添加量,从而减低产品加工成本,在相同的表面活性剂的添加量下,用二甘醇胺中和的氟磺胺草醚水剂比用钠盐或胺盐中和获得的水剂具有更低的表面张力,从而可以获得更好的药效表现。
本发明中使用的二甘醇胺与氟磺胺草醚配置成的铵盐水剂,与市场上常规的表面活性剂产品互溶性极佳,无论是阴离子型表面活性剂,还是非离子型表面活性剂,还是两性离子型的表面活性剂,都可以很好的互溶,而不会导致有效成分或表面活性剂从水溶液中析出,而不像钠盐水剂或其他类型的铵盐水剂,必须使用特殊结构的表面活性剂,否则极容易导致产品结晶析出,这在高含量的氟磺胺草醚水剂产品中显得尤为重要。可以解决目前市场上的氟磺胺草醚水剂随着含量逐渐提高而药效表现却逐步下降的通病。使氟磺胺草醚水剂高含量制剂产品在相同的有效成分剂量下也可以和低含量的水剂具有同等的药效表现。
本发明中使用二甘醇胺中和氟磺胺草醚原药形成二甘醇胺盐,该盐在水中的溶解度极大,可达1000g/l以上,常温下不用升温即可以配置成500~600g/l以上高含量的高浓度水剂,甚至可以最高达到900g/l的超高含量,同时该盐在低温条件下也不用添加任何极性溶剂来抑制有效成分的析出。在药效表现上,在使用相同有效成分剂量下,药效可媲美氟磺胺草醚钾盐制剂而优于钠盐与铵盐制剂,同时具有对大豆安全,对环境及后茬作物安全(推荐剂量下)等优点。大豆苗前苗后均可使用。可以用于大豆田、果树、橡胶种植园、豆科覆盖作物等一年生和多年生阔叶杂草防治,并可以有效克服在推荐剂量下氟磺胺草醚钠盐水剂对禾本科杂草防效差的弱点。正真做到,一次施药,禾阔兼除,省工省时,经济高效。
具体实施方式
配制实例一:
400g/l氟磺胺草醚二甘醇胺水剂:
在2000ml的圆底烧瓶中加入609克去离子水,开启搅拌,加入97%含量的氟磺胺草醚原药413克,然后缓慢滴入99%的二甘醇胺溶液98克,滴加完毕后继续搅拌10分钟以上,使氟磺胺草醚原药和二甘醇胺充分反应中和完全,形成透明溶液,最后加入烷基糖苷类表面活性剂助剂80克,搅拌均匀即得到1000毫升400g/l氟磺胺草醚二甘醇胺水剂产品。
配制实例二:
600g/l氟磺胺草醚二甘醇胺水剂
在2000ml圆底烧瓶中加入462克去离子水,开启搅拌,加入97%含量的氟磺胺草醚原药520克,然后缓慢滴入99%的二甘醇胺溶液148克,滴加完毕后继续搅拌10分钟以上,使氟磺胺草醚原药和二甘醇胺充分反应中和完全,形成透明溶液,最后加入烷基糖苷类表面活性剂助剂120克,搅拌均匀即得到1000毫升600g/l氟磺胺草醚二甘醇铵水剂产品。
配制实例三:
800g/l氟磺胺草醚二甘醇胺水剂
在2000ml圆底烧瓶中加入125克去离子水,开启搅拌,先加入97%含量的氟磺胺草醚原药150克,然后缓慢滴入99%的二甘醇胺溶液40克左右,滴加完毕后继续搅拌10分钟以上,使氟磺胺草醚原药和二甘醇胺充分反应中和完全,形成透明溶液,然后在中和完全的氟磺胺草醚二甘醇铵水溶液中继续加入97%含量的氟磺胺草醚原药150克左右,缓慢滴入99%的二甘醇胺溶液40克左右,使其中和,形成透明溶液,如此反复加入原药与滴加二甘醇胺溶液,直至最后加完全部的氟磺胺草醚原药与二甘醇胺溶液,最后加入烷基糖苷类表面活性剂助剂150克,用电热套将体系的温度缓慢加热至60~70度,保温搅拌15~20分钟,使体系中的氟磺胺草醚和二甘醇胺反应完全彻底,形成透明均一粘稠液体,即得到1000毫升800g/l氟磺胺草醚二甘醇铵水剂产品。