技术领域
[0001] 本
发明涉及一种适用于
农药的飞防喷雾固体助剂及其制备方法,属于农药助剂技术领域。
背景技术
[0002] 无人机植保飞防技术因其省工、省时和省
水等优势在我国多种
农作物上被推广应用。然而,在飞防作业过程中,农药雾滴的漂移、
蒸发会造成药效减弱、环境污染和作物要害等问题。
[0003] 飞防助剂是伴随着无人机植保发展出现的一种专用的喷雾助剂。一些研究表明,农药70%的有效性取决于喷洒的效果,飞防助剂是控制农药喷雾理化性质和改善农药性能的重要手段,能够减少或消除很多与农药
稳定性、
溶解度、相容性、漂移、蒸发、挥发等有关喷洒应用的问题。
[0004] 目前常见的飞防助剂类型主要包括有机
硅、乳化剂、
植物油和矿物油等助剂。为同时提高农药喷雾雾滴稳定性、
润湿性等性能,不同的飞防助剂原料被混合起来以制备出效果更优的产品,如CN106665569A一种飞防助剂及其制法中研制了一种含有抗漂移剂、润湿剂、渗透剂、
粘度调节剂、沉积剂、防冻剂的高效飞防助剂;CN109526953A一种耐低温耐硬水的飞防助剂中发明了一类添加了
表面活性剂、甜菜
碱的耐低温、耐硬水的飞防助剂;CN108935459A一种改性
植物油飞防助剂及其制备方法与应用中研究出混合了改性松脂油、表面活性剂、润湿剂和抗漂移剂的一款飞防助剂。
[0005] 上述助剂在实际应用过程中也存在着很多不足,一方面,添加飞防助剂的农药药液在实际喷施过程中会受到环境
温度、湿度、
风速等的影响,容易出现明显的雾滴漂移现象,同时雾滴蒸发抑制效果不明显;另一方面,市面上销售的飞防专用超低量喷雾助剂中大多添加了有机硅、油类物质,添加这类助剂后的药液在喷施中易溶解
叶片表面的蜡质层形成油斑,导致植株生长受损,在叶面出现要害斑点。
[0006] 除此之外,上述助剂均为液体类助剂,在极端环境条件下不易储存,且应用过程中需要额外称量。而固体飞防助剂不仅能够适应各类储存条件,同时可根据推荐使用量
包装成定量小包装,实际应用过程中无需再次称量。目前市场中售卖的飞防喷雾固体助剂较少,主要由于使用过程中固体助剂易沉淀、不易混匀的问题较难解决。
[0007] 为了更有效地解决无人机植保过程中农药雾滴易蒸发、润湿性差、沉积率相对较低的问题,研制能够显著提升农药利用率与光稳定性,降低喷雾漂移性、润湿、防蒸发及消泡效果优异,且使用过程中易溶解、混匀的飞防喷雾固体助剂非常必要。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供一种适用于无人机植保的飞防喷雾固体助剂及其制备方法,该助剂可以明显减少无人机喷洒药液过程中产生的漂移现象,同时降低药液的蒸发速率,减少药液
泡沫量,并使得药液在叶片上具有优异的润湿效果,提高农药的利用率与光稳定性,在很大程度上减少农药的使用量,具有环境友好性。且固体的助剂剂型有利于生产过程中的包装、储存,且本发明通过组成成分类别及配比的优化解决了固体助剂使用过程中易沉淀、不易混匀的问题。
[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0010] 本发明提供了一种飞防喷雾固体助剂,包含以下
质量百分含量的各组分:复配润湿剂50-83%、防漂移剂10-20%、分散剂5-15%、消泡剂1-10%、
光稳定剂1-5%;
[0011] 所述的复配润湿剂为阴离子型固体润湿剂与非离子型固体润湿剂的组合物。
[0012] 优选地,所述阴离子型固体润湿剂为脂肪醇聚
氧乙烯醚
羧酸钠、仲
烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基
硫酸钠、油酸
钾中一种或多种的组合物;所述非离子型固体润湿剂为
蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或多种的组合物;所述阴离子型固体润湿剂与非离子型固体润湿剂的质量比为30-48:20-35。
[0013] 更优选地,所述阴离子型固体润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、α-烯基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、油酸钾中一种或多种的组合物,非离子型固体润湿剂为蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或多种的组合物。
[0014] 优选地,所述的防漂移剂为瓜尔豆胶、瓜尔胶衍
生物、黄原胶、聚丙烯酰胺、羟基
丙烯酸聚合物中的一种或多种的组合物。
[0015] 更优选地,所述的防漂移剂为瓜尔豆胶、黄原胶、聚丙烯酰胺中的一种或多种的组合物。
[0016] 优选地,所述的分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯醇、
烃类
石蜡固体、
硬脂酸单甘油酯中的一种或多种的组合物。
[0017] 更优选地,所述的分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯醇中的一种或多种的组合物。
[0018] 优选地,所述的消泡剂为聚醚改性硅固体、水性有机硅固体、聚醚固体、改性聚二甲基硅氧烷固体中的一种或多种的组合物。
[0019] 更优选地,所述的消泡剂为水性有机硅固体、改性聚二甲基硅氧烷固体中的一种或多种的组合物。
[0020] 优选地,所述的光稳定剂为紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯中的一种或多种的组合物。
[0021] 更优选地,所述的光稳定剂为紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂中的一种或多种的组合物。
[0022] 本发明还提供了一种飞防喷雾固体助剂的制备方法,包括以下步骤:将各成分按照质量百分比要求进行机械混合,即得所述飞防喷雾固体助剂。
[0023] 优选地,所述机械混合的搅拌速度为100-300r/min、搅拌时间为5-20min。
[0024] 本发明还提供了一种飞防喷雾液,包括前述的固体助剂。
[0025] 本发明还提供了一种飞防喷雾液的制备方法,包括以下步骤:
[0026] 将各类油基剂型或干制剂型或水基剂型农药按要求比例与水混合形成水性溶液后,加入本发明所述的飞防喷雾固体助剂,振荡混匀,即制得所述飞防喷雾液;
[0027] 所述油基剂型包括
乳油、超低量喷雾油剂;干制剂型包括
可湿性粉剂;水基剂型包括水乳剂、微乳剂、悬浮剂、水剂;
[0028] 所述飞防喷雾固体助剂与水相的混合质量比为1.5-2.5:100。
[0029] 与
现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0030] (1)本发明的飞防喷雾固体助剂能够与各类不同剂型的农药溶液进行混合使用,如可湿性粉剂、微乳剂、悬浮剂、水剂、乳油和超低量喷雾油剂。混用操作简单,得到的喷雾液能够用于液压式或离心式喷头的飞防无人机。
[0031] (2)本发明的飞防喷雾固体助剂在与农药药液混合后,能够使喷雾液滴的润湿性、蒸发抑制率、叶面
覆盖率、消泡效果、光稳定性得到明显的提升,明显减少喷施过程中的雾滴漂移。
[0032] (3)本发明的飞防喷雾固体助剂成分安全,不含油类物质及芳烃类
有机溶剂,对人、畜及环境的安全程度高;结合室内、田间实施实例可知,该助剂具有易润湿、抗蒸发、抗漂移等优点。
[0033] (4)本发明的飞防喷雾固体助剂制备工艺简单,全部采用固体原料进行混合,对储存条件要求低,田间易操作,可按最佳添加量进行小量包装,在使用过程中未出现沉淀、分层等问题。
附图说明
[0034] 通过阅读参照以下附图对非限制性
实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0035] 图1为实施例1中市售农药可湿性粉剂未加助剂与添加助剂后,药液喷洒到雾滴检测卡上沉积分布的对比图,其中图1(a)为未添加飞防助剂的农药溶液在雾滴检测卡上的沉降分布图,图1(b)为添加了本发明飞防喷雾固体助剂的农药溶液在雾滴检测卡上的沉降分布图;
[0036] 图2为实施例3中利用液滴形状分析仪DSA100测定农药悬浮剂溶液
接触角大小的图像,其中图2(a)为未添加飞防助剂的农药溶液接触角测定图,图2(b)为添加了本发明专用助剂的农药溶液接触角测定图;
[0037] 图3为本发明实施例制备得到的飞防喷雾固体助剂。
具体实施方式
[0038] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0039] 以下实施例提供了一种飞防喷雾固体助剂,包含以下质量百分含量的各组分:复配润湿剂50-83%、防漂移剂10-20%、分散剂5-15%、消泡剂1-10%、光稳定剂1-5%;
[0040] 所述的复配润湿剂为阴离子型固体润湿剂与非离子型固体润湿剂的组合物。
[0041] 所述阴离子型固体润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、仲烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、油酸钾中一种或多种的组合物;所述非离子型固体润湿剂为蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或多种的组合物;所述阴离子型固体润湿剂与非离子型固体润湿剂的质量比为30-48:20-35。
[0042] 所述的防漂移剂为瓜尔豆胶、瓜尔胶衍生物、黄原胶、聚丙烯酰胺、羟基丙烯酸聚合物中的一种或多种的组合物。
[0043] 所述的分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯醇、烃类石蜡固体、硬脂酸单甘油酯中的一种或多种的组合物。
[0044] 所述的消泡剂为聚醚改性硅固体、水性有机硅固体、聚醚固体、改性聚二甲基硅氧烷固体中的一种或多种的组合物。
[0045] 所述的光稳定剂为紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯中的一种或多种的组合物。
[0046] 制备方法包括如下步骤:将各原料按照质量百分比要求进行快速机械混合,保证润湿剂与防漂移剂能够稳定分散,即可获得所属飞防喷雾
固体制剂。
[0047] 制备好的飞防喷雾固体助剂使用塑料避光袋直接进行包装,每袋质量为15-25g或其倍数,可直接加入1L或其倍数体积的药液中使用。
[0048] 使用时,市场销售的各类油基剂型、干制剂型或水基剂型农药按要求比例与水混合后,加入本发明所述的飞防喷雾固体助剂,振荡混匀,即可制得飞防喷雾液,用于无人机植保。
[0049] 本发明实施案例中选取的市售农药分别是:70%吡蚜
酮可湿性粉剂(WP)、25%噻嗪酮悬浮剂(SC)、4%阿维菌素·啶虫脒微乳剂(ME)、20%啶虫脒可湿性粉剂(WP);14%甲维·茚虫威悬浮剂(SC);32.5%苯甲·嘧菌酯悬浮剂(SC)。
[0050] 本发明实施案例中选取的进行对比的市售飞防助剂分别是:速润有机硅助剂(推荐添加量1/3000)、红燕飞防专用助剂(推荐添加量3%-4%)、航化宝飞防专用助剂(推荐添加量1%-2%)、飞手宝飞防专用助剂(推荐添加量1%-2%)。
[0051] 实施例1
[0052] 本实施例提供了一种飞防喷雾固体助剂(图3所示,配方1),采用的各组分的质量百分比如下:脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠35%、油酸钾12%、脂肪酸聚氧乙烯酯30%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯醇5%、改性聚二甲基硅氧烷固体5%,受阻胺光稳定剂3%。
[0053] 该飞防助剂应用于12g/L的70%吡蚜酮可湿性粉剂(WP)药液中,按喷液量质量的2.5%添加。其添加后未出现沉淀和分层现象,混合均匀。
[0054] 未添加飞防固体助剂的药液、添加本实施例的飞防固体助剂(配方1)的药液、添加等量市售飞防助剂产品的药液分别使用DSA100接触角测定仪测定雾滴接触角大小,使用
载玻片滴定法测定1μL雾滴蒸发时间,使用水敏纸
图像分析法测定雾滴沉积覆盖率。
[0055] 各喷雾液进行表1所列出的参数测定,得到的性能结果如表1所示。
[0056] 表1
[0057]
[0058] 由表1可知,本实施例1提供的飞防喷雾固体助剂与12g/L的70%吡蚜酮可湿性粉剂(WP)药液混合并进行喷雾作业,采用同一型号的高压喷头及水
泵进行室内模拟喷雾作业,添加本实施例配方1的飞防固体助剂后的喷雾液性能均优于未添加助剂或添加市场上售卖的飞防助剂产品的喷雾液。其中,与未添加助剂的药液相比,添加配方1的药液的接触角降低了66.92%,蒸发时间延长了54.11%,雾滴沉积覆盖率提升了454.71%,说明本实施例1中提供的飞防喷雾固体助剂能够有效提升农药药液雾滴的润湿性、防蒸发性与抗漂移性。
[0059] 进一步观察实施例1提供的未添加固体助剂与添加固体助剂后的喷雾液在室内模拟喷施的实验结果,图1展示了未添加固体助剂与添加固体助剂后的喷雾液在喷施过程中雾滴沉积分布对比情况。如图1(a)所示,未添加本发明助剂的农药喷雾液覆盖面积小,且雾滴均呈现直径较大、分布不均的现象;图1(b)中展示了添加了本发明助剂的农药喷雾液喷施情况,雾滴粒径小,分布均匀且十分密集,能够明显看出雾滴沉积覆盖率有很大的提升,说明本发明飞防喷雾固体助剂不仅能够减小喷施雾滴粒径,同时还能够增强抗漂移性。
[0060] 实施例2
[0061] 本实施例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方2),采用的各组分的质量百分比如下:十六烷基硫酸钠40%、脂肪酸聚氧乙烯酯25%、瓜尔豆胶5%、黄原胶5%、聚丙烯酸钠10%、水性有机硅固体10%、紫外线吸收剂5%。
[0062] 该飞防助剂应用于25g/L的25%噻嗪酮悬浮剂(SC)药液中,按喷液量质量的2.0%添加。其添加后未出现沉淀和分层现象,混合均匀。
[0063] 未添加飞防固体助剂的药液、添加本实施例的飞防固体助剂(配方2)、添加等量市售飞防助剂产品的药液分别使用DSA100接触角测定仪测定雾滴接触角大小,使用载玻片滴定法测定1μL雾滴蒸发时间,使用水敏纸图像分析法测定雾滴沉积覆盖率。
[0064] 各喷雾液进行表2所列出的参数测定,得到的性能结果如表1所示。
[0065] 表2
[0066]
[0067] 由表2可知,本实施例2提供的飞防喷雾固体助剂与25g/L的25%噻嗪酮悬浮剂(SC)药液混合并进行喷雾作业,采用同一型号的高压喷头及水泵进行室内模拟喷雾作业,添加本实施例配方2的飞防固体助剂后的喷雾液性能均优于未添加助剂或添加市场上售卖的飞防助剂产品的喷雾液。其中,与未添加助剂的药液相比,添加配方2的药液的接触角降低了59.25%,蒸发时间延长了64.07%,雾滴沉积覆盖率提升了124.11%,说明本实施例2中提供的飞防喷雾固体助剂能够有效提升农药药液雾滴的润湿性、防蒸发性与抗漂移性。
[0068] 实施例3
[0069] 本实施例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方3),采用的各组分的质量百分比如下:α-烯基磺酸钠30%、油酸钾15%、蔗糖脂肪酸酯25%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯酰胺5%、聚丙烯酸钠6%、改性聚二甲基硅氧烷固体5%、受阻胺光稳定剂4%。
[0070] 该飞防助剂应用于20g/L的4%阿维菌素·啶虫脒微乳剂(ME)药液中,按喷液量质量的2.5%添加。其添加后未出现沉淀和分层现象,混合均匀。
[0071] 未添加飞防固体助剂的药液、添加本发明飞防固体助剂、添加等量市售飞防助剂产品的的药液分别使用DSA100接触角测定仪测定雾滴接触角大小,使用载玻片滴定法测定1μL雾滴蒸发时间,使用水敏纸图像分析法测定雾滴沉积覆盖率。
[0072] 各喷雾液进行表3所列出的参数测定,得到的性能结果如表3所示。
[0073] 表3
[0074]
[0075] 由表3可知,本实施例3提供的飞防喷雾固体助剂与20g/L的4%阿维菌素·啶虫脒微乳剂(ME)药液混合并进行喷雾作业,采用同一型号的高压喷头及水泵进行室内模拟喷雾作业,添加本实施例配方3的飞防固体助剂后的喷雾液性能均未添加助剂或添加市场上售卖的飞防助剂产品的喷雾液。其中,与未添加助剂的药液相比,添加配方3的药液的接触角降低了42.67%,蒸发时间延长了94.33%,雾滴沉积覆盖率提升了200.20%,说明本实施例3中提供的飞防喷雾固体助剂能够有效提升农药药液雾滴的润湿性、防蒸发性与抗漂移性。
[0076] 进一步观察实施例3提供的未添加固体助剂与添加固体助剂后的喷雾液在室内模拟喷施的实验结果,图2展示了未添加固体助剂与添加固体助剂后的喷雾液在叶片上接触角的对比情况。如图2(a)所示,未添加本发明助剂的农药喷雾液接触角值较大;图2(b)中展示了添加了本发明助剂的农药喷雾液的接触角结果,可以看出农药雾滴接触角明显降低,在喷施到叶面后,能够快速浸润叶面并有效渗透,对提高农药药效有很大的帮助。
[0077] 实施例4
[0078] 本实施例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方4),采用的各组分的质量百分比如下:α-烯基磺酸钠30%、脂肪酸聚氧乙烯酯20%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯酰胺10%、聚丙烯酸钠15%、改性聚二甲基硅氧烷固体10%、受阻胺光稳定剂5%。
[0079] 所述制备方法与实施例1相同。
[0080] 实施例5
[0081] 本实施例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方5),采用的各组分的质量百分比如下:十六烷基硫酸钠48%、蔗糖脂肪酸酯35%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯酸钠5%、改性聚二甲基硅氧烷固体1%、受阻胺光稳定剂1%。
[0082] 所述制备方法与实施例1相同。
[0083] 对比例1
[0084] 本对比例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方1’),采用的各组分的质量百分比如下:脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠50%、油酸钾27%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯醇5%、改性聚二甲基硅氧烷固体5%,受阻胺光稳定剂3%。其与实施例1的区别仅在于:未采用非离子型固体润湿剂。
[0085] 对比例2
[0086] 本对比例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方2’),采用的各组分的质量百分比如下:脂肪酸聚氧乙烯酯77%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯醇5%、改性聚二甲基硅氧烷固体5%,受阻胺光稳定剂3%。其与实施例1的区别仅在于:未采用阴离子型固体润湿剂。
[0087] 对比例3
[0088] 本对比例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方3’),采用的各组分的质量百分比如下:季铵盐型表面活性剂47%、脂肪酸聚氧乙烯酯30%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯醇5%、改性聚二甲基硅氧烷固体5%,受阻胺光稳定剂3%。其与实施例1的区别仅在于:采用阳离子型固体润湿剂代替阴离子型固体润湿剂。
[0089] 对比例4
[0090] 本对比例提供了一种飞防喷雾固体助剂(配方4’),采用的各组分的质量百分比如下:脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠35%、油酸钾12%、脂肪酸聚氧乙烯酯33%、瓜尔豆胶10%、聚丙烯醇5%、改性聚二甲基硅氧烷固体5%。其与实施例1的区别仅在于:不添加光稳定剂。
[0091] 将实施例4-5和对比例1-4应用于12g/L的70%吡蚜酮可湿性粉剂(WP)药液中,按喷液量质量的2.5%添加。混合过程观察其沉淀及分层现象,并分别使用DSA100接触角测定仪测定雾滴接触角大小,使用载玻片滴定法测定1μL雾滴蒸发时间,使用水敏纸图像分析法测定雾滴沉积覆盖率。
[0092] 各喷雾液进行表4所列出的参数测定,得到的性能结果如表4所示。
[0093] 表4
[0094]
[0095]
[0096] 注:添加配方1’、2’、3’药液中存在沉淀、结
块现象,测试中未避免堵塞喷头,使用过滤后的药液进行三个性能的检测。
[0097] 由表4可知,本实施例4-5和对比例1-4应用于12g/L的70%吡蚜酮可湿性粉剂(WP)药液中并进行喷雾作业,采用同一型号的高压喷头及水泵进行室内模拟喷雾作业。仅添加阴离子型润湿剂或非离子型润湿剂时,药液中会出现沉淀、结块现象,药液的接触角仅有小幅度降低、蒸发时间及沉积覆盖率仅有小幅度提升。使用阳离子型润湿剂代替阴离子型润湿剂时,药液中出现大量结块,润湿性与覆盖率有小幅度提升,蒸发总时间较空白药液有所降低。不添加光稳定剂时,药液与助剂混合均匀,未出现沉淀与结块,且接触角明显降低、沉积覆盖率明显提升,但药液的蒸发总时间增加较少,说明光稳定剂的添加对药液的防蒸发性有较大影响。
[0098] 本发明飞防喷雾固体助剂具有抑制蒸发、降低起泡、光稳定性强、易混匀、易润湿、易沉降、抗漂移和使用安全等优点,包装难度低、储存及运输更加方便。由于该助剂在水溶液中有较高的溶解度,在使用过程中对农药制剂类型的适配性广,各类油基剂型、干制剂型或水基剂型农药按要求比例与水混合后,均能与本发明所述的飞防喷雾固体助剂混合制得飞防喷雾液,适合在无人机植保喷施作业中使用。
[0099] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在
权利要求的范围内做出各种变化或
修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本
申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。