农药纳米胶囊的制备方法技术

本发明专利技术提供一种农药纳米胶囊的制备方法，所述方法包括：将农药纳米胶囊的组分经乳化形成初乳液，然后经高压均质形成细乳液而制成农药纳米胶囊。本发明专利技术提供的农药纳米胶囊的制备方法简单、易操作、重复性好，且制备得到的农药纳米胶囊粒径小、颗粒分散性良好且缓释性能优良。

【技术实现步骤摘要】
农药纳米胶囊的制备方法
本专利技术属于农药
具体地，本专利技术涉及一种农药纳米胶囊的制备方法。
技术介绍
农药是保障国家粮食安全的重要物质基础。传统农药剂型多为开放性的体系，从农药剂型登记情况来看，以乳油、可湿性粉剂、微乳剂等为主的农药传统剂型，约占国内市场70％以上份额，这些传统剂型大多属于开放性体系，在使用过程中不同程度地存在药滴滚落、飘失、弹跳及粉尘飘移等损失，最终到达作物靶标的有效利用率不足30％，到达害虫体内的受药量不足0.1％，农药的有效利用率较低。通过将农药采用高分子材料进行包裹、偶联、镶嵌等制备成球形、空心囊形等不同结构的剂型时，壁材可提供物理阻隔作用，由此可遮挡紫外光，显著提高农药的光照稳定性，降低土壤的吸附，延缓光照或其他不良因素引起的降解、分解与流失，同时可以降低毒性，减轻污染，提高产品的防治效果。此类剂型还具有控制释放的作用，根据施药场景的不同，可分为缓释型和快释型。缓释型主要用于土壤处理和种子处理，而快释型主要用于茎叶喷雾、地面封闭治理和飞机防治。然而，从目前农药剂型的登记情况来看，相对于其他剂型，农药球形、囊形等剂型所占比例较少，其研发工艺也相对复杂。农药微球/微囊制剂的传统制备方法主要包括原位聚合法、界面聚合法、凝聚法、喷雾干燥法等。其中原位聚合法在形成囊壁时需加热一定时间，不仅对工艺设备有一定的要求，而且对产品的重复性有影响。采用界面聚合法制备高浓度微球/微囊制剂时容易发生结晶现象，结晶出的不规则晶体会破坏囊壁从而导致无法发挥药效。喷雾干燥法是一种物理制备方法，采用该方法制备的农药微球/微囊制剂的粒径较大，粒径很难实现纳米量级。目前采用传统方法制备的农药微球/微囊制剂存在以下缺陷：在结构方面，目前市售的农药微球/微囊制剂的粒径普遍在5微米左右，未达到纳米级，粗大的粒径容易引起液滴滚落、粉尘飘移，使得在使用过程中对作物靶标的附着性、渗透性和生物利用度较差，同时活性也较低；在颗粒分散性方面，目前制备的农药微球/微囊制剂的单分散性差、团聚严重、且粒径分布不均匀，其表面性质和结构形貌也没有进行有效的调控；在农药的可控缓释方面，现有的农药微球/微囊制剂大多只能实现简单、定性的缓慢释放，释放速率不稳定可控；在工艺流程方面，传统方法多采用加热保温、气体保护等工艺，工艺复杂、较难控制且重复性差。因此，如何提供一种工艺简单、易操作、重复性好的农药微球/微囊制剂的制备方法，从而制备粒径小、颗粒分散性好且缓释性能优良的农药纳米胶囊成为本领域亟待解决的课题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种农药纳米胶囊的制备方法，该制备方法简单、易操作、重复性好，且制备得到的农药纳米胶囊粒径小、颗粒分散性良好且缓释性能优良。为达到上述目的，本专利技术提供一种农药纳米胶囊的制备方法，所述方法包括：将农药纳米胶囊的组分经乳化形成初乳液，然后经高压均质形成细乳液而制成农药纳米胶囊。在一些实施方案中，所述制备方法包括以下步骤：步骤a：将农药活性成分、有机溶剂、囊壁材料、乳化分散剂及水混合，然后进行乳化，得到初乳液；步骤b：将步骤a中得到的初乳液通过高压均质进行细乳化，得到细乳液；步骤c：将步骤b中得到的细乳液搅拌，使有机溶剂挥发，得到纳米胶囊母液；步骤d：将步骤c中得到的纳米胶囊母液与赋形剂和辅助剂混合，得到农药纳米胶囊。在一些实施方案中，所述农药纳米胶囊为空心囊形，所述农药活性成分包括内相活性成分A和外相活性成分B，所述步骤a包括：将内相活性成分A分散或溶解于水中，形成内相活性成分A的悬浮液或者水溶液作为内水相，将外相活性成分B溶解于有机溶剂中，加入囊壁材料，得到油相，在乳化条件下将内水相滴加到油相中以得到W/O(油包水)型乳液；将乳化分散剂溶解于水中得到外水相，在乳化条件下将得到的W/O型乳液滴加到外水相中，得到W/O/W(水包油包水)型初乳液。在一些实施方案中，所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊水悬浮剂，所述赋形剂为增稠剂，所述步骤d包括：在步骤c中得到的纳米胶囊母液中加入增稠剂和辅助剂，混合均匀，得到农药纳米胶囊水悬浮剂。在一些实施方案中，所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊粉剂，所述赋形剂为固体填料，所述步骤d包括：将步骤c中得到的纳米胶囊母液经离心及干燥后得到固体粉末，加入固体填料和辅助剂，混合均匀，得到农药纳米胶囊粉剂。在一些实施方案中，所述步骤a中的“在乳化条件下”为“在超声乳化条件下”、“在剪切乳化条件下”或“在研磨乳化条件下”，优选“在剪切乳化条件下”和“在超声乳化条件下”；所述初乳液的液滴的粒径为100-900nm，优选100-500nm。其中所述“在超声乳化条件下”为采用超声波粉碎机进行超声乳化，所述超声波粉碎机的功率为65-650W，优选325-637W，更优选585W；超声乳化的时间为2-30min，优选5-25min，更优选15min。其中所述“在剪切乳化条件下”为采用高速剪切机进行剪切乳化，所述高速剪切机的剪切转速为10000-28000rmp，优选22000-28000rmp，更优选28000rmp；剪切乳化的时间为3-40min，优选3-30min，更优选15min。其中所述“在研磨乳化条件下”为采用研磨分散机进行研磨乳化，研磨乳化的频率为30-50Hz，优选40-50Hz，更优选50Hz；研磨乳化的时间为5-60min，优选5-40min，更优选15min。在一些实施方案中，所述步骤b中的高压均质采用高压均质机进行，高压均质的压力为100-1200Pa，优选600-1000Pa，更优选900Pa；高压均质的时间为10min-2h，优选10min-1h，更优选15min；所述细乳液的液滴的粒径为10-500nm，优选10-100nm。在一些实施方案中，所述步骤c中采用电动搅拌器进行搅拌，搅拌速度为500-1500rpm，优选1000-1500rpm，更优选1500rpm；搅拌时间为5-24h，优选10-20h，更优选12h。在一些实施方案中，当所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊粉剂时，所述步骤d中，采用高速冷冻离心机在转速4000-15000rpm下离心10-30min；优选地，采用高速冷冻离心机在转速4000-15000rpm下离心20-30min；更优选地，采用高速冷冻离心机在转速15000rpm下离心20min。在一些实施方案中，当所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊粉剂时，所述步骤d中的干燥为喷雾干燥或冷冻干燥，其中所述喷雾干燥采用喷雾干燥机进行，喷雾干燥的条件为进风温度30-300℃，出风温度30-140℃，干燥时间1-1.5s；所述冷冻干燥采用冷冻干燥机进行，冷冻干燥的条件为在-50℃下预冷冻4h，-60℃下保持12-24h；优选在-50℃下预冷冻4h，-60℃下保持12h。在一些实施方案中，所述农药纳米胶囊的囊壁的厚度为5-50nm，所述农药纳米胶囊的粒径为20-1000nm，优选小于等于100nm，更优选小于50nm；优选地，所述农药纳米胶囊粉剂的载药量为0.01-90％，所述农药纳米胶囊水悬浮剂的载药量为0.01-40％。在一些实施方案中，按重量计，所述农药纳米胶囊由以下组分制成：农药活性成分：0.1-80份囊壁材料：0.1-40份乳化分散剂：0.2-30份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农药纳米胶囊的制备方法，所述方法包括：将农药纳米胶囊的组分经乳化形成初乳液，然后经高压均质形成细乳液而制成农药纳米胶囊。

【技术特征摘要】
1.一种农药纳米胶囊的制备方法，所述方法包括：将农药纳米胶囊的组分经乳化形成初乳液，然后经高压均质形成细乳液而制成农药纳米胶囊。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤a：将农药活性成分、有机溶剂、囊壁材料、乳化分散剂及水混合，然后进行乳化，得到初乳液；步骤b：将步骤a中得到的初乳液通过高压均质进行细乳化，得到细乳液；步骤c：将步骤b中得到的细乳液搅拌，使有机溶剂挥发，得到纳米胶囊母液；步骤d：将步骤c中得到的纳米胶囊母液与赋形剂和辅助剂混合，得到农药纳米胶囊。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述农药纳米胶囊为空心囊形，所述农药活性成分包括内相活性成分A和外相活性成分B，所述步骤a包括：将内相活性成分A分散或溶解于水中，形成内相活性成分A的悬浮液或者水溶液作为内水相，将外相活性成分B溶解于有机溶剂中，加入囊壁材料，得到油相，在乳化条件下将内水相滴加到油相中以得到W/O型乳液；将乳化分散剂溶解于水中得到外水相，在乳化条件下将得到的W/O型乳液滴加到外水相中，得到W/O/W型初乳液。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊水悬浮剂，所述赋形剂为增稠剂，所述步骤d包括：在步骤c中得到的纳米胶囊母液中加入增稠剂和辅助剂，混合均匀，得到农药纳米胶囊水悬浮剂。5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊粉剂，所述赋形剂为固体填料，所述步骤d包括：将步骤c中得到的纳米胶囊母液经离心及干燥后得到固体粉末，加入固体填料和辅助剂，混合均匀，得到农药纳米胶囊粉剂。6.根据权利要求2-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的在乳化条件下为在超声乳化条件下、在剪切乳化条件下或在研磨乳化条件下，优选在剪切乳化条件下和在超声乳化条件下；所述初乳液的液滴的粒径为100-900nm，优选100-500nm；其中所述在超声乳化条件下为采用超声波粉碎机进行超声乳化，所述超声波粉碎机的功率为65-650W，优选325-637W，更优选585W；超声乳化的时间为2-30min，优选5-25min，更优选15min；其中所述在剪切乳化条件下为采用高速剪切机进行剪切乳化，所述高速剪切机的剪切转速为10000-28000rmp，优选22000-28000rmp，更优选28000rmp；剪切乳化的时间为3-40min，优选3-30min，更优选15min；其中所述在研磨乳化条件下为采用研磨分散机进行研磨乳化，研磨乳化的频率为30-50Hz，优选40-50Hz，更优选50Hz；研磨乳化的时间为5-60min，优选5-40min，更优选15min；优选地，所述步骤b中的高压均质采用高压均质机进行，高压均质的压力为100-1200Pa，优选600-1000Pa，更优选900Pa；高压均质的时间为10min-2h，优选10min-1h，更优选15min；所述细乳液的液滴的粒径为10-500nm，优选10-100nm；优选地，所述步骤c中采用电动搅拌器进行搅拌，搅拌速度为500-1500rpm，优选1000-1500rpm，更优选1500rpm；搅拌时间为5-24h，优选10-20h，更优选12h；优选地，当所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊粉剂时，所述步骤d中，采用高速冷冻离心机在转速4000-15000rpm下离心10-30min；优选地，采用高速冷冻离心机在转速4000-15000rpm下离心20-30min；更优选地，采用高速冷冻离心机在转速15000rpm下离心20min；优选地，当所述农药纳米胶囊为农药纳米胶囊粉剂时，所述步骤d中的干燥为喷雾干燥或冷冻干燥，其中所述喷雾干燥采用喷雾干燥机进行，喷雾干燥的条件为进风温度30-300℃，出风温度30-140℃，干燥时间1-1.5s；所述冷冻干燥采用冷冻干燥机进行，冷冻干燥的条件为在-50℃下预冷冻4h，-60℃下保持12-24h；优选在-50℃下预冷冻4h，-60℃下保持12h。7.根据上述权利要求中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述农药纳米胶囊的囊壁的厚度为5-50nm，所述农药纳米胶囊的粒径为20-1000nm，优选小于等于100nm，更优选小于50nm；优选地，所述农药纳米胶囊粉剂的载药量为0.01-90％，所述农药纳米胶囊水悬浮剂的载药量为0.01-40％。8.根据上述权利要求中任一项所述的制备方法，其特征在于，按重量计，所述农药纳米胶囊由以下组分制成：农药活性成分：0.1-80份囊壁材料：0.1-40份乳化分散剂：0.2-30份有机溶剂：10-200份水：20-350份赋形剂：0.1-200份辅助剂：0-20份，其中，所述农药活性成分与囊壁材料的比例为0.1:1-10:1。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海信，王琰，王安琪，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11