农药纳米胶囊控释剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于农药制剂领域，特别涉及一种农药纳米胶囊控释剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：在含有表面活性剂的水溶液中加入含有农药活性成分的正丁醇溶液，搅拌均匀，形成水包油农药微乳液；在所得产物中加入单宁酸水溶液与FeCl3水溶液，使Fe

【技术实现步骤摘要】
农药纳米胶囊控释剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于农药制剂领域，特别涉及一种农药纳米胶囊控释剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]在现有的耕地面积情况下，养活全球目前八十多亿人口，粮食和农产品必须增产丰收。在农业生产中施用农药对提高粮食和农产品产量具有不可替代的作用，农药使用功不可没。农药用于病虫害防治能够挽回世界农产品总产量的30%损失。然而，在田间使用条件下，90%的农药流失到周围环境中，在喷雾液滴漂移、作物叶面药液滚落、雨水冲刷和紫外光降解后，靶标生物的实际农药利用率低于0.1%。由于较低的实际农药利用率，导致多次和大量施用农药，造成空气、土壤和水等生态环境污染，农产品中农药残留，最终对人类公共健康构成严重威胁。我国农药使用量大，流失严重，有效利用率低，是我国农业领域面临的一个主要问题。
[0003]相对传统农药制剂，农药微胶囊已受到越来越多重视，人们已开发了许多农药微胶囊的制备方法。农药微胶囊是使用天然的或者人工合成的高分子材料作为囊壁材料，将农药活性成分（即囊芯）包裹，形成粒径为微米尺度的微型胶囊。农药微胶囊可以控制农药缓慢释放，减少对非靶标生物的毒性，降低太阳光引起的农药降解，因此，在一定程度上农药微胶囊提高了农药的有效利用率，减少了农药对生态环境污染。然而，由于农药微胶囊的粒径处于微米尺度，具有更小尺寸和更大比表面积的农药纳米胶囊可以显著增加农药在水中的表观分散度，改善农药在作物叶面的沉积和持留，实现农药靶向控制释放，提高农药的生物利用度，减少农药使用量，能够达到农药减施增效的目的。2019年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）首次发布年度改变未来世界的十大化学新兴技术，纳米农药排在首位。纳米农药制剂有望替代传统农药制剂，解决传统农药制剂面临的主要挑战，例如，环境污染、生物积累和害虫抗性等。近年来，纳米农药制剂的研发得到全球的广泛关注。
[0004]单宁酸（已被美国食品和药物管理局批准）是一种广泛存在于植物的叶子、果实和树皮中的天然多酚类物质，由5个外围的没食子酸基团通过5个酯化的没食子酸与中间的葡萄糖共价连接组成。在环境条件下，单宁酸和水中的许多金属离子可以迅速形成金属多酚聚合物，这些配位聚合物容易黏附沉积在各种平面和颗粒表面。题目为《Using Coordination Assembly as the Microencapsulation Strategy to Promote the Efficacy and Environmental Safety of Pyraclostrobin》的参考文献（Advanced Functional Materials 2017, 27, 1701841）报道了由阴离子表面活性剂木质素磺酸钙（一种多组分的聚合物）稳定的水包油乳状液（四甲基苯为油相），首先加入Fe
3+
，随后加入单宁酸，经历这样8次沉积循环过程，通过Fe
3+
和单宁酸配位组装制备吡唑醚菌酯微胶囊，平均粒径为9微米，囊壁厚度为80~120 nm。Fe
3+
和单宁酸单次沉积循环制备的农药微胶囊在水蒸发后发生破裂，3 min后能够观测到吡唑醚菌酯晶体；常用的乳化剂和保护性胶体都没有获得令人满意的乳化效果，非离子表面活性剂与有机配体不能兼容；此外，没有提供吡唑醚菌
酯微胶囊的农药释放方法及相关数据。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在克服现有技术的不足之处而提供一种原材料使用少、成本低廉、农药载药量高、纳米胶囊易降解，可促进农药减施增效的农药纳米胶囊控释剂的制备方法及其应用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的： 一种农药纳米胶囊控释剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：在含有表面活性剂的水溶液中加入含有农药活性成分的正丁醇溶液，搅拌均匀，形成水包油农药微乳液；步骤2：在步骤1所得产物中加入单宁酸水溶液与FeCl3水溶液，使Fe
3+
与单宁酸配位组装形成的配位聚合物包裹在水包油农药微乳液的液滴表面，再经离心、分离、洗涤和干燥，即得目的产物农药纳米胶囊控释剂。
[0007]优选地，步骤1中，所述的表面活性剂为阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）、非离子表面活性剂吐温
‑
20（Tween
‑
20）中一种或者两种以上的混合物。
[0008]优选地，步骤1中，所述的农药活性成分为戊唑醇、阿维菌素、甲维盐（甲氨基阿维菌素苯甲酸盐）、吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑、毒死蜱、稻瘟灵中的一种或者两种以上的混合物。
[0009]优选地，以质量百分比计，所述的十六烷基三甲基氯化铵浓度为0.0004%~1.5%；所述的十二烷基磺酸钠浓度为0.093%~0.28%；所述的吐温
‑
20浓度为0.32%~0.96%。
[0010]优选地，步骤1中，所述的农药活性成分在正丁醇中的浓度为2~200 mg/mL。
[0011]优选地，步骤1中，所述正丁醇溶液的水相和油相的体积比为10~500:1。
[0012]优选地，步骤2中，所述的单宁酸水溶液最终浓度为0.05~0.5 mM；FeCl3水溶液最终浓度为0.05~1.5 mM。
[0013]优选地，步骤2中，单宁酸水溶液与FeCl3水溶液各加入一次或者多次。
[0014]上述农药纳米胶囊控释剂制备方法所得产物在农药控制释放方面的应用，系通过环境因子控制农药释放；所述的环境因子为pH值（酸性、碱性）、谷胱甘肽（GSH）、抗坏血酸（AA，维生素C）、过氧化氢（H2O2）、磷酸盐、植酸（PA，肌醇六磷酸）、太阳光（温度）中的一种或者两种以上的组合。
[0015]本专利技术公开了一种基于水包油（O/W）微乳液（即纳米乳液）为软模板原位制备农药纳米胶囊控释剂的方法。水不溶性的农药活性成分溶解在油相（正丁醇）中。常规的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂作为乳化剂制备水包油农药微乳液。向水包油农药微乳液中先后加入Fe
3+
和单宁酸，二者在微乳液的液滴界面“现场”配位组装，制备了农药纳米胶囊控释剂。Fe
3+
和单宁酸各加入一次（即上述所说的单次沉积循环）即可，也可以各加入多次，与二者加入先后顺序无关。此外，Fe
3+
−
单宁酸配位聚合物能够吸收紫外
−
可见
−
近红外光，不仅能够防止微胶囊内的农药发生太阳光的紫外光降解，而且具有较好的近红外光热转换性能，可以通过太阳光的近红外光的光热效应实现农药控制释放。根据病虫害的特点、Fe
3+
−
单宁酸配位聚合物的性质、农作物的生理和自然环境，本专利技术还公开了8
种刺激响应的农药控制释放方法。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1. 通常情况下，微乳液是由水、油、乳化剂、助剂四个组分以适当比例自发形成的透明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农药纳米胶囊控释剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在含有表面活性剂的水溶液中加入含有农药活性成分的正丁醇溶液，搅拌均匀，形成水包油农药微乳液；步骤2：在步骤1所得产物中加入单宁酸水溶液与FeCl3水溶液，使Fe
3+
与单宁酸配位组装形成的配位聚合物包裹在水包油农药微乳液的液滴表面，再经离心、分离、洗涤和干燥，即得目的产物农药纳米胶囊控释剂。2.如权利要求1所述的农药纳米胶囊控释剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述的表面活性剂为阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、非离子表面活性剂吐温
‑
20中一种或者两种以上的混合物。3.如权利要求2所述的农药纳米胶囊控释剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述的农药活性成分为戊唑醇、阿维菌素、甲维盐、吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑、毒死蜱、稻瘟灵中的一种或者两种以上的混合物。4.如权利要求2所述的农药纳米胶囊控释剂的制备方法，其特征在于：以质量百分比计，所述的十六烷基三甲基氯化铵浓度为0.0004%~1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜学忠，董江涛，陈玉霞，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：