鬼佬大哥大
  • / 7
  • 下載費用:30 金幣  

一種環境友好型可控緩釋滅蟲劑及其制備方法.pdf

關 鍵 詞:
一種 環境友好 可控 滅蟲劑 及其 制備 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN200710114174.0

申請日:

20071116

公開號:

CN101161068A

公開日:

20080416

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01N25/28,A01P7/04 主分類號: A01N25/28,A01P7/04
申請人: 濟南大學
發明人: 孔祥正,顧相伶,朱曉麗,張志國,廉潔
地址: 250022山東省濟南市市中區濟微路106號
優先權: CN200710114174A
專利代理機構: 濟南金迪知識產權代理有限公司 代理人: 許德山
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN200710114174.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法。滅蟲劑包括芯材和壁材,是由兩種帶相反電荷的天然高分子電解質溶液的復凝聚體系凝聚形成壁材、內部包有昆蟲激素芯材的微膠囊;所述微膠囊平均粒徑1.5-2.5μm,芯材質量占壁材總質量的10-70%。本發明的滅蟲劑除無藥無毒、環境友好外,沒有農藥殘留問題,對害蟲種類有高度選擇性,由于本發明產品為水分散微粒體系,便于噴霧實施以及飛機噴灑,因此特別宜于農田及森林大面積滅害。

權利要求書

1.一種環境友好型可控緩釋滅蟲劑,包括芯材和壁材,其特征在于是由兩種帶相反電荷的天然高分子電解質溶液的復凝聚體系凝聚形成壁材、內部包有昆蟲激素芯材的微膠囊;所述微膠囊平均粒徑1.5~2.5μm,芯材質量占壁材總質量的10~70%;優選的,所述芯材用量是占壁材總質量的30-50%。2.如權利要求1所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑,其特征在于所述昆蟲激素芯材為不溶于水或微溶于水的小分子有機物,碳數在C-C之間,并含有不飽和雙鍵且帶有醛、醇或酯基官能團的化合物。3.如權利要求1或2所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑,其特征在于所述昆蟲激素芯材選自天然昆蟲雌性激素。4.如權利要求1所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑,其特征在于所述的兩種帶相反電荷的高分子電解質具體選用明膠和阿拉伯膠。5.一種權利要求1所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法,步驟如下:首先將芯材分散在復凝聚體系中的一種高分子電解質溶液中,于45~50℃攪拌均勻,加入另一種高分子電解質溶液,在保持攪拌條件下,調整體系的pH值2~6,使兩種帶相反電荷的高分子電解質發生凝聚反應,冷卻至室溫,可形成外壁由凝結的高分子材料組成,內部包有昆蟲雌性激素的微膠囊。6.如權利要求5所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法,其特征在于所用的兩種高分子電解質溶液濃度在水溶液中質量百分濃度均是0.5%~20%,優選的高分子電解質溶液質量百分比濃度為4~10%。7.如權利要求5所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法,其特征在于所述高分子壁材凝結前調整體系的pH值為3.5~4.5。8.如權利要求5所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法,其特征在于所述高分子電解質凝聚反應時,還可加入化學交聯劑對形成的微膠囊的壁材進行化學交聯,化學交聯劑的加量占壁材總質量百分比為0.1%~10%之間,尤以1%~5%為佳。9.如權利要求5所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法,其特征在于所述高分子電解質凝聚反應時,還加入分散穩定劑,分散穩定劑加量占壁材的質量百分數控制在0.1%~10%,優選1%~5%。10.如權利要求9所述的環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法,其特征在于所述分散穩定劑具體選自下列之一或二種的組合:司班(Span)、吐溫(Tween)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羥乙基纖維素(HEC)、聚乙烯醇(PVA)、藻脘酸鈉、藻脘酸丙二醇酯或黃蓍膠。

說明書

?

技術領域

本發明涉及一種新型的以昆蟲雌性激素為基礎的生態環保型滅蟲劑及其制備方法,尤 其是適合農林業蟲害防治大面積作業時的一種可控緩釋滅蟲劑及其制備方法。

背景技術

中國是一個農業、林業大國,各種害蟲對農作物和森林的危害十分嚴重。對病蟲害的 防治在中國和世界上一直是一個十分重要的課題。迄今為止國內外的滅害方法基本上是使 用毒性農藥,由此所帶來的問題也是眾所周知的:農藥的使用危害使用者的健康,農藥中 毒事件時有發生;農藥在農作物中的殘留是世界性的問題;農藥對生物無選擇性,常導致 對以昆蟲為食物的其他生物物種的毀滅性打擊;農藥對生態及環境的危害。此外尚有害蟲 的抗性進化,具抗殺蟲劑性的昆蟲種類呈指數上升,使防治日益困難。

對此世界各國都在尋找對策,但并無實質性重大突破。國內外探索和研究病蟲害防治 的新途徑和新技術主要集中在以下幾個方面:①新型、高效、低毒、低殘留化學殺蟲劑的 研制(參見劉昌令“新型高效殺蟲劑茚蟲威”,《農藥》,2003,42(2):42~44)。這類殺蟲劑仍 然是毒性的,其合成一般較復雜,難度頗大,因而進展緩慢。②病蟲害天敵的利用,亦即 所謂的生態治理(Ecosystem,參見van?Lenteren?J?C.et?al,“Assessing?risks?of?releasing?exotic biological?control?agents?of?arthropod?pests”,Annual?Review?of?Entomology,2006,51: 609~634)。此方法被認為是最有效且對環境無任何污染的害蟲治理方法。為此,在過去的 一個世紀中人們對2000多種節肢動物進行過5000多次異地引入。目前國外尚有150余種 病蟲害天敵物種市場可供(參見van?Lenteren?J?C,IOBC?Internet?Book?of?Biological?Control, 2006,3~5)。但這種方法由于受昆蟲天敵種類及區域的影響,不具有普遍性。③昆蟲激素 或信息素的應用等。

我們知道昆蟲激素有許多種,如胸腺激素、促蛻皮激素、保幼激素、羽化激素、催鞣 激素、信息激素等。這些不同的激素在昆蟲的種間交流、種群隔離、生殖行為、覓食行為、 集體防衛以及昆蟲的不同發育階段起著種種作用。昆蟲學者常將昆蟲分泌的以上諸類激素 分為兩大類,即內激素和外激素。參見羅克斯坦M.著,李紹文等譯《昆蟲生物化學》,1978. 北京:科學出版社,1988,243。

所謂內激素即在昆蟲個體內部產生特定生理作用的微量化學物質,而外激素則是昆蟲 特殊腺體分泌到體外并能影響同種其它個體的行為、發育和生殖的微量化學物質。由于它 是對同種個體發出的化學信號物質,故亦稱之為信息素。這其中最重要的,在昆蟲中最普 遍的,即是昆蟲信息素中的性外激素,尤其是昆蟲雌性外激素。雖然到目前為止昆蟲學家 研究表明有近百種雄蟲也產生性外激素(參見張世彪“昆蟲的外激素”,《生物學教學》,1994, (6):1~4)。但幾乎所有的昆蟲雌蟲都分泌性外激素(雌性激素)。雌成蟲釋放到大氣中的性 外激素的作用在于引誘雄蟲,是雄蟲尋找雌蟲的信號向導。昆蟲是在雌性激素的導向下實 現交配,從而完成產卵、孵化這一過程的。一只雌蛾的雌性激素含量甚微,一般為0.005 到1微克(參見杜家緯著《昆蟲信息素及其應用》,北京:中國林業出版社,1988,24~104)。 既是這極微量的化學物質氣味對昆蟲的生殖行為起著十分重要的作用。可以想見,昆蟲激 素的種類數目是浩大的。人們到目前已確定和合成了2000余種昆蟲激素(參見張巖等“昆 蟲的性信息素及其應用”,《生物學通報》,2003,38(12):7~10)。對比不同昆蟲激素的化學 結構,有兩個重要特點:一是盡管各種昆蟲門類各異(林木、果樹、糧棉等害蟲),但其 雌激素的化學結構大多是從C12到C25之間(大部分是烯類)的醇、醛或其乙酸酯;二是 大部分昆蟲的激素都是由兩種或以上結構類似(如同一烯烴的順反異構體;同一烯烴的醇、 醛或其乙酸酯)的化學物質的混合物。

有鑒于此,如果制備產生昆蟲激素的材料,使其在昆蟲交配期擴散到大氣中,將會使 雄性昆蟲迷失尋找雌性的方向,從而阻止其發生交配,由此而達到無藥滅蟲的目的。這正 是目前使用的昆蟲誘捕器的基本原理。事實上世界上許多國家都開展了使用干擾交配或迷 向法滅害的相關研究,美國應當是使用此項技術較早和較為普及的國家。20世紀70年代 即有商用昆蟲激素迷向裝置用于果樹滅害(參見Flint?H?M?et?al,Radcliffe’s?IMP?World?Text Book,Twin?Cities:University?ofMinnesota,1996)。據報道,1989年用此法在弗吉尼亞州一 蘋果園進行的試驗使蘋蠹蛾對蘋果的災害損失從平常的39.5%降低到0.9%(參見Pfeiffer?D G,,Mating?disruption?for?control?of?damage?by?codling?moth?in?Virginia?apple?orchards, Entomol?Exp?Appl,1993,67:57~64)。1992年在加州進行的類似試驗使梨小食心蟲害在梨 園的損失降到了0.5%。我國在交配干擾蟲害大田試驗方面亦取得了很大進展(參見孟憲 佐“我國昆蟲信息素研究與應用的進展”,《昆蟲知識》,2000,37(2):75~84)。在20世紀 80年代對梨小食心蟲的試驗使試驗區蟲害比化防區下降了40%-75%;同樣有使用迷向法 進行防治棗粘蟲的試驗,雄蛾迷向率可高達95%,雌蛾交配率下降61%,幼蟲量下降8% 使農藥施用量大大減少。

縱觀迄今為止的相關研究及應用,盡管涉及昆蟲物種繁多(蔬菜、果樹、森林的蚜蟲、 毛蟲類及鞘翅目昆蟲等),但大部分都僅僅是涉及誘捕器和昆蟲激素迷向器的形狀、顏色、 設置及其密度、誘捕環境(時間、氣溫、濕度)或者所用合成激素的成份等對蟲害控制效 果的搜集、分析等(參見Johansson?B?G,et?al.Release?rates?for?pine?sawfly?pheromones?from two?types?of?dispensers?and?phenology?of?neodiprion?sertifer,J?Chem?Ecol,2001,27(4): 733~745),至今未見有關使用高分子材料制成微米或納米昆蟲激素包覆水分散體系用于蟲 害控制的相關報道。

此外,按一定密度在田野中設置大量昆蟲誘捕和迷向器需要大量人工和材料,不但成 本很高,對環境亦造成污染,并且不適于森林及果園滅害,尤其是對于那些活動于樹冠的 蟲害很難達到滅害效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種環境友好型可控緩釋滅蟲劑及其制備方法。應用此方法制備 的昆蟲雌性激素微膠囊的分散液,可一并解決上述背景技術中指出的各種問題,此外該分 散液亦可噴霧施用,宜于大面積的農田和森林作業。通過調節昆蟲雌性激素微膠囊的微觀 結構,能夠達到昆蟲激素的可控釋放。

本發明的環境友好型可控緩釋滅蟲劑,包括芯材和壁材,其特征在于是由兩種帶相反 電荷的天然高分子電解質溶液的復凝聚體系凝聚形成壁材、內部包有昆蟲激素芯材的微膠 囊;所述微膠囊平均粒徑1.5~2.5μm,芯材質量占壁材總質量的10~70%。優選的,芯材 質量占壁材總質量的30~50%。

上述昆蟲激素為不溶于水或微溶于水的小分子有機物,碳數在C10-C25之間,一般含 有不飽和雙鍵且帶有醛、醇或酯基官能團的化合物。自然界的昆蟲雌性激素一般由兩個或 者兩個以上此類化學物質按一定比例組合而成。

以上天然昆蟲雌性激素可購買,也可按常規技術收集。

上述的兩種帶相反電荷的作為微膠囊壁材使用的天然高分子電解質具體選用明膠和 阿拉伯膠。

明膠是膠原溫和斷裂的產物,是天然多肽的聚合物。膠原是一種纖維蛋白,存在于動 物(豬、牛)的結締組織和硬骨料組織中。膠原蛋白含有18種氨基酸(甘氨酸、脯氨酸、 羥脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、賴氨酸、羥賴氨酸、絲氨酸、 白氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、組氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、異白氨酸)。明膠分子與其它蛋白 質一樣,在不同的pH值溶液中,可成為正離子、負離子或兩性離子(等電點)。pH對明 膠分子結構的影響如下式所示:

因此,將明膠溶液的pH調至等電點以下時,明膠分子將成為帶有正電荷的聚電解質分子。 同時,明膠分子的這一結構特點有利于通過pH的調控達到復凝聚的目的。

阿拉伯膠系阿拉伯膠木莖及枝滲出的膠狀物,為糖及半纖維素的復雜的聚集體,其主 要成分為阿拉伯酸的鈣鹽、鎂鹽、鉀鹽的混合物。在水溶液中由于羧酸鹽的電離,阿拉伯 膠成為帶有負電荷的聚電解質分子。

本發明的環境友好型可控緩釋滅蟲劑的制備方法,步驟如下:

首先將芯材分散在復凝聚體系中的一種高分子電解質溶液中,于45~50℃攪拌均勻, 加入另一種高分子電解質溶液,在保持攪拌條件下,調整體系的pH值2~6,使兩種帶相 反電荷的高分子電解質發生凝聚反應,冷卻至室溫,可形成外壁由凝結的高分子材料組成, 內部包有小分子有機物的微膠囊。

優選的芯材是天然昆蟲雌性激素,得到包含昆蟲激素的微膠囊。

上述芯材用量控制在占壁材總質量的10%~70%。為提高芯材利用率或包封率,芯材 用量最好是占壁材總質量的30-50%。

所用的兩種高分子電解質溶液濃度可以相同,也可以不同,其在水溶液中質量百分濃 度均可以是0.5%~20%,優選的高分子電解質溶液濃度均為4~10%質量百分比。

優選的,所述高分子壁材凝結前調整體系的pH值為3.5~4.5。

優選的,上述高分子電解質凝聚反應時,還可加入化學交聯劑對形成的微膠囊的壁材 進行化學交聯。凡能使多糖和蛋白質類物質發生化學交聯的化學品皆可使用,常用的是有 機醛類,尤其是甲醛及戊二醛。化學交聯劑的加量占壁材總質量百分比為0.1%~10%之間, 尤以1%~5%為佳。

加入化學交聯劑時,應對體系的pH進行調整,依所使用交聯劑不同,所需調節的pH 值不同,可使用無機堿調節體系的pH至相比于微膠囊形成時的pH值2~6更高的pH或 調節pH至堿性。無機堿可選自苛性鈉、苛性鉀或氫氧化銨等。

優選的,上述高分子電解質凝聚反應時,還加入一種或兩種分散穩定劑,此類分散穩 定劑用于保護形成的微膠囊,防止其粘結成塊;高分子分散聚合、懸浮聚合或乳液聚合中 的大部分穩定劑或乳化劑都有這種作用,其中尤以分子量較高的非離子型穩定劑為佳。

上述分散穩定劑可以是天然高分子穩定劑,如司班(Span)、吐溫(Tween)、聚乙烯 吡咯烷酮(PVP)、羥乙基纖維素(HEC)、聚乙烯醇(PVA)、藻脘酸鈉、藻脘酸丙二醇酯、 或黃蓍膠等。

上述分散穩定劑加量占壁材的質量百分數控制在0.1%~10%,優選1%~5%。

本發明提供了制備以上所述新型環境友好型可控緩釋滅蟲劑的方法。該方法利用天然 高分子在水相中的成粒技術,主要通過復凝聚技術,將不溶于水或微溶于水的小分子有機 物,主要是油性的昆蟲雌性激素,包覆在水分散高分子顆粒中。在本說明書中所使用的“復 凝聚”是指將兩種帶有相反電荷的高分子溶液混合,通過改變其溶液pH等條件,使高分子 的電荷中和,導致其溶解度降低并發生相分離,最終高分子自溶液中凝聚出來的一種方法。

本發明通過高分子的復凝聚技術所制備的含昆蟲雌性激素的生態環保型滅蟲劑主要 特點如下:

1.使用農林蟲害的昆蟲激素設計的無毒無害新型水分散滅蟲劑,與目前已有的使用以 昆蟲激素作誘餌而設計的各種誘捕裝置或者昆蟲交配迷向器相比,它具有施藥均勻,防生 物環境逼真,無需外加裝置,大量節省人工,尤其是宜于大面積森林作業等特點。

2.按照本發明制備的昆蟲激素滅蟲劑,通過微膠囊的微觀結構設計,可以達到昆蟲激 素的可控釋放,根據昆蟲的交尾期調節其釋放行為,能夠提高昆蟲激素的利用率。

3.由于昆蟲僅對特種激素作出響應,所以采用本發明制備的滅蟲劑具有高度選擇性, 不僅不會對人類和害蟲的天敵造成危害,亦不會對其他昆蟲物種形成威脅。

4.不污染環境;以天然高分子作包覆材料,昆蟲激素釋放后這些材料亦無殘留,無毒 副作用。

本發明在不增加原料、裝置等經濟成本的前提下,提高了昆蟲激素的利用率,非常適 合經濟發展和環境保護的需要,具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步說明,但不限于此。

實施例1:環境友好型可控緩釋滅蟲劑,包括芯材和壁材,由兩種帶相反電荷的高分 子電解質溶液的復凝聚體系凝聚形成壁材、內部包有昆蟲激素芯材的微膠囊;所述微膠囊 平均粒徑2.0μm,芯材質量占壁材總質量的50%。

所述的復凝聚體系是明膠和阿拉伯膠。所述的昆蟲激素芯材是天然昆蟲雌性激素。

制備方法如下:

首先配制5%的明膠和5%阿拉伯膠溶液各250?mL,將阿拉伯膠溶液加入反應器,然 后向其中加入占壁材質量50%的昆蟲雌性激素,加入占壁材與芯材的總質量1%的分散劑 Span80和Tween20(Span80與Tween20的質量比1∶1),800?rpm分散30分鐘。將與阿拉 伯膠等量的明膠溶液加入阿拉伯膠分散液中,調pH至4.2,然后在50℃恒溫水浴中于400 轉/分連續攪拌1小時。將反應體系用冰水浴降溫至5~10℃,用苛性鈉調整pH為9.0, 加入占壁材的質量1%用量的交聯劑甲醛,經交聯后得到昆蟲雌性激素微膠囊的水分散液。

所制得的昆蟲激素微膠囊平均粒徑2.0μm,壁材交聯度18.9%,昆蟲激素載藥量28.6%, 包覆率80.6%。

實施例2:

首先配制5%的明膠和5%阿拉伯膠溶液各250mL,將阿拉伯膠溶液加入反應器,然 后向其中加入占壁材質量50%的昆蟲雌性激素,加入占壁材與芯材的總質量1%的分散劑 聚乙烯醇(PVA),800轉/分分散30分鐘。將與阿拉伯膠等量的明膠溶液加入阿拉伯膠分 散液中,調pH至4.2,然后在50℃恒溫水浴中于400轉/分連續攪拌1小時。將反應體系 用冰水浴降溫至5~10℃,用氫氧化銨調整pH約為9.0,加入占壁材的質量2%用量的交 聯劑戊二醛,經交聯后得到昆蟲雌性激素微膠囊的水分散液。

所制得的昆蟲激素微膠囊平均粒徑1.9μm,壁材交聯度77.1%,昆蟲激素載藥量24.9%, 包覆率66.3%。

實施例3:

首先配制3%的明膠和3%阿拉伯膠溶液各250mL,將阿拉伯膠溶液加入反應器,然后 向其中加入占壁材質量50%的昆蟲雌性激素,加入占壁材與芯材的總質量1%的分散劑聚 乙烯吡咯烷酮(PVP),800轉/分分散30分鐘。將與阿拉伯膠等量的明膠溶液加入阿拉伯 膠分散液中,緩慢調節體系pH至4.2,然后在50℃恒溫水浴中于400轉/分連續攪拌1小 時。將反應體系用冰水浴降溫至5~10℃,用苛性鉀調整pH約為9.0,加入占壁材的質量 1%用量的交聯劑甲醛,經交聯后得到昆蟲雌性激素微膠囊的水分散液。

所制得的昆蟲激素微膠囊平均粒徑1.8μm,壁材交聯度27.8%,昆蟲激素載藥量25.0%, 包覆率66.9%。

實施例4:

首先配制3%的明膠和3%阿拉伯膠溶液各250mL,將阿拉伯膠溶液加入反應器,然后 向其中加入占壁材質量50%的昆蟲雌性激素,加入占壁材與芯材的總質量1%的分散劑羥 乙基纖維素(HEC),800rpm分散30分鐘。將與阿拉伯膠等量的明膠溶液加入阿拉伯膠 分散液中,緩慢調節體系pH至4.2,然后在50℃恒溫水浴中于400rpm連續攪拌1小時。 將反應體系用冰水浴降溫至5~10℃,加入占壁材的質量1%用量的交聯劑戊二醛,經交 聯后得到昆蟲雌性激素微膠囊的水分散液。

所制得的昆蟲激素微膠囊平均粒徑1.9μm,壁材交聯度27.8%,昆蟲激素載藥量18.5%, 包覆率45.4%。

關于本文
本文標題:一種環境友好型可控緩釋滅蟲劑及其制備方法.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-7018414.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大