一种光固化型聚氨酯丙烯酸酯微囊悬浮剂及其制备方法

技术领域

本发明属于农药微囊悬浮剂领域，具体涉及一种光固化型聚氨酯丙烯酸酯微囊悬浮剂及其制备方法。

背景技术

啶虫脒是一种新型杀虫剂，属硝基亚甲基杂环类化合物，作用于昆虫神经系统突触部位的烟碱乙酰胆碱受体，干扰昆虫神经系统的刺激传导，引起神经系统通路阻塞，造成神经递质乙酰胆碱在突触部位的积累，从而导致昆虫麻痹，最终死亡。具有触杀、胃毒作用，同时有较强的渗透作用，速效性好，持效期长。啶虫脒可用于防治水稻、蔬菜、果树、茶树的蚜虫、飞虱、蓟马及鳞翅目等害虫。在50~100毫克/升的浓度下，可有效地防治棉蚜、菜蚜、桃小食心虫等。然而，啶虫脒为白色晶体类颗粒剂，不具备活性成分的控制释放能力，不可避免地在靶标或周边环境中光解、水解、挥发、流失和微生物降解，使其浓度降至有效浓度以下，难以充分挥发药效。因此，该农药通常需多次喷洒才能保持其对有害生物危害的有效控制，不仅提高了农业生产成本，而且直接造成了农药在环境中的大量累积，对人类健康和生态环境构成严重威胁。在此背景下，以微囊悬浮剂为代表的缓释农药应运而生，引起了业内的广泛关注。

农药微囊悬浮剂是指利用天然或者合成的高分子材料形成“核-壳”结构微小容器，将农药有效成分包覆其中，并悬浮在连续相中的农药剂型。它包括囊壁和囊芯两部分，囊芯是农药有效成分，囊壁是成膜的高分子材料。这个剂型分为连续相和分散相，连续相为水或其他有机溶剂和助剂，分散相是被包覆的农药微小胶囊。这种微囊悬浮剂具有持效期长、安全性高、污染小、节约资源等特点。正是由于上述优点，农药微囊悬浮剂正成为农药剂型的发展新方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种光固化型聚氨酯丙烯酸酯微囊悬浮剂及其制备方法。通过UV LED光固化技术制备以聚氨酯丙烯酸酯为囊壁，啶虫脒农药为囊芯的农药微囊悬浮剂，该微囊悬浮剂具有包裹率高且制备工艺节能环保、简便高效等优势。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种光固化型聚氨酯丙烯酸酯微囊悬浮剂及其制备方法，由啶虫脒、聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1-羟基-环己基-苯基丙酮、农乳2201、苯乙基苯基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、去离子水分别按照投料总重量的1.5%~3%、4%~6%、6%~8%、6%~8%、8.5%~10%、0.2%~0.4%、0.5%~0.8%、0.3%~0.5%和63.3%~73%投料，高速乳化反应一段时间，得到稳定的悬浮分散液，该悬浮分散液经过UV LED光固化聚合反应后，获得所述的微囊悬浮剂。

较佳的，具体过程如下：按照配比准确称取去离子水、农乳2201、苯乙基苯基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚于容器中，搅拌均匀；接着向上述体系中加入由啶虫脒、聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1-羟基-环己基-苯基丙酮组成的混合液，高速乳化反应一段时间，得到稳定的悬浮分散液；悬浮分散液经过UVLED光固化聚合反应一段时间后，获得聚氨酯丙烯酸酯微囊悬浮剂。

较佳的，于11000~13000 r/min下高速乳化反应60~80秒。

较佳的，UV LED光固化聚合反应20~30秒。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）通过特定组份的投料，囊壁材料聚氨酯丙烯酸酯在UV LED光照射下发生聚合反应，形成微囊并包裹农药啶虫脒，制得的微囊壳膜包裹率高、成型度好，可以完美包裹农药啶虫脒，实现啶虫脒的高效利用；

（2）微囊悬浮剂的制备方法利用新型UV LED光固化技术，工艺简便高效、节能环保、成本较低；

（3）制备方法产品转化率高、副产物少，能够广泛运用于实际生产。

附图说明

图1为聚氨酯丙烯酸酯微囊扫描电镜图。

图2为单个聚氨酯丙烯酸酯微囊扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

发明人研究发现，目前可用于制备农药微囊悬浮剂的方法有单凝聚、复凝聚、界面聚合法、原位聚合法、相分离法等。其中已商品化的微囊悬浮剂大多数采用界面聚合法或原位聚合法工艺。可作为微囊悬浮剂囊壁材料有聚酯、聚脲、聚酰胺、聚氯乙烯等高分子材料。

通过选用上述制备方法及囊壁材料可合成各种缓释性能的微囊悬浮剂，但合成的微囊悬浮剂普遍存在：1）二甲苯、甲苯等有机溶剂使用量大，生产价格高；2）制作工艺复杂，微囊包裹率低，放大困难；3）产品性能不稳定，常有液体黏度增大、固体析出等缺陷。上述缺陷严重制约了农药微囊悬浮剂在农业领域的广泛使用。因此，如何制备包裹率高且节能环保的农药微囊悬浮剂成为本领域技术人员急需解决的问题。

UV LED光固化聚合技术相比传统聚合方法具有如下几点优势：1）聚合时间短：传统热聚合需要几个小时，而UV LED光固化聚合时间仅需几秒至几十秒即可达到要求；2）工艺简便高效：UV LED光固化聚合反应易于控制制备工艺，效率高，有利于投入实际生产；3）能耗低：UV LED光固化聚合反应能量消耗是传统热聚合反应的15%~20%，固化速率快；4）环境友好：用于UV LED光固化聚合反应的体系所有成分都参与交联反应，无有机溶剂挥，不对空气环境产生污染。

本发明选用新颖的UV LED光固化聚合技术制备以啶虫脒农药为囊芯、聚氨酯丙烯酸酯为囊壁的农药微囊悬浮剂。该新型制备工艺控制合成农药微囊悬浮剂具有节能环保、简便高效、包裹率高等优势。

实施例

实施例1（1

实施例2（2

实施例3（3

实施例4（4

实施例5（5

上述实施例分别按照配比准确称取去离子水、农乳2201、苯乙基苯基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚于单口反应瓶中，搅拌10分钟。接着向上述体系中加入由啶虫脒、聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1-羟基-环己基-苯基丙酮组成的混合液，高速（12000 r/min）乳化反应70秒，得到稳定的悬浮分散液。悬浮分散液经过UV LED光（波长395 nm）固化聚合反应25秒后，获得聚氨酯丙烯酸酯微囊悬浮剂。

从图1中可见：实施例1所制备的聚氨酯丙烯酸酯微囊呈球形形态且分散均匀。

从图2中可见：实施例1所制备的聚氨酯丙烯酸酯微囊囊壁光滑致密，微囊粒径在6~8微米左右。

表1为不同实施例的不同重量份的各组分间相互配合对微囊包裹率的影响，由表1可以看出，本发明制备的聚氨酯丙烯酸酯微囊包裹率普遍高于95%，其中实施例1的微囊包裹率最高（达98.1%）。

表1不同重量份的组分间相互配合对聚氨酯丙烯酸酯微囊悬浮剂包裹率的影响