一种粘土纳米复合缓释农药及其制备方法和用途.pdf

本发明一种粘土纳米复合缓释农药，涉及一种农用缓释材料。采用插层技术，将“丁·苄”合剂、苯磺隆或胺苯磺隆插层在离子交换总容量为80meq－100meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土的空间层，得到一种以原位复合的剥离插层型的粘土纳米复合缓释农药。该粘土纳米复合缓释农药在水稻田或麦田中作为缓释除草剂使用，提高了除草剂的利用率，减少了环境污染。

权利要求书
1.  一种粘土纳米复合缓释农药，其特征在于所述的缓释农药按重量份包括如下组分和含量：
粘土              95-99
插层剂            0.5-5
生物活性物质      0.005-0.1
无机酸助剂        0-1
所述的粘土为离子交换总容量为80meq-100meq/100g的钙基或钠基蒙脱土，所述的插层剂为十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵，所述的生物活性物质为除草剂，所述的无机酸助剂为磷酸。

2.  根据权利要求1所述的一种粘土纳米复合缓释农药，其特征在于所述的除草剂为“丁·苄”合剂、苯磺隆或胺苯磺隆。

3.  根据权利要求1所述的一种粘土纳米复合缓释农药的制备方法，其特征在于按重量份将离子交换总容量80meq-100meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土95-99份在500-1500份水分散介质存在下，经搅拌形成粘土悬浮液；将插层剂0.5-5份、除草剂0.005-0.1份和无机酸0-1份在水分散介质10-100份中，经60-80℃搅拌后，恒温注入到上述粘土悬浮液中进行共插层处理1-3小时，经冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎，制得。

4.  根据权利要求3所述的一种粘土纳米复合缓释农药的制备方法，其特征在于所述的插层剂为十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵。

5.  根据权利要求3所述的一种粘土纳米复合缓释材料的制备方法，其特征在于所述的除草剂为“丁·苄”合剂、苯磺隆或胺苯磺隆。

6.  根据权利要求1所述的一种粘土纳米复合缓释农药的用途，其特征在于加工成粉剂、块状或喷灌装置部件，作为缓释化肥或缓释除草剂使用。

说明书一种粘土纳米复合缓释农药及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种农用缓释材料，特别涉及一种复合缓释农药材料。
背景技术
通常，农用复合缓释材料如化肥或农药是采用掺混技术制备。200310122833.7公开了将熔融密封剂均匀喷涂在涂硫化肥颗粒表面，制备缓释化肥。200510015711.7公开了生物降解型缓释化肥的制备方法。WO2003/082005公开了制备高分散度脲-甲醛聚合物化肥缓释剂的方法。JP10259083公开了在聚合物管中添加化肥，通过表面小孔达到缓释目的。03822618.9和200510086692.7分别公开了采用混合法将农药活性成份、粘土、助剂进行混合或利用糊化淀份与农药活性化合物、辅料进行混合制得缓释颗粒。上述混合法都存在分散不均匀问题。美国专利6821928公开了通过聚合物降低生物活性物质扩散速率的方法，所用的生物活性物质二硝基苯胺能与杂草细胞骨架中的微管蛋白结合，抑制微管蛋白的聚合作用，导致纺锤体微管不能形成，使得细胞有丝分裂停留在前、中期，而影响正常的细胞分裂和组织发育，导致形成多核细胞、肿根。因此，二硝基苯胺可用作除草剂，但对人体毒性太大，不适合推广使用。
发明目的
本发明克服了已有技术中，农药颗粒中有效活性成分分散不均匀甚至相分离的缺陷，而提供一种将生物活性物质插层在层状粘土空间层的缓释农药及其制备方法，得到以原位复合的剥离插层型粘土纳米缓释农药材料。
发明内容
本发明的粘土纳米复合缓释农药，其中的缓释农药按重量份包括如下组分和含量：
粘土                95-99
插层剂              0.5-5
生物活性物质        0.005-0.1
助剂                0-1
上述的粘土是一类主要成份为含85-93％蒙脱土(Mont)的层状硅酸盐，其单位晶胞由两层硅氧四面体中间夹带一层铝氧八面体组成，两者之间靠共用氧原子连接，单位晶胞表面积为2×0.515×0.89nm2，晶胞重700-800g/mol.，蒙脱土粘土层内表面带有负电荷，每个负电荷占据面积0.25-2nm2，比表面积700-800m2/g。层间阳离子Na+、ca2+、Mg2+等是可交换性阳离子。如Na-蒙脱土、H-蒙脱土、Ca-蒙脱土、Li-蒙脱土。蒙脱土粒径一般为40-70um，片层厚度为0.96nm，层间距离为0.2-0.5nm，孔径5-50nm，孔容0.3-500cm3/g，阳离子交换总容量(CEC)50-200meq/100g。
上述的插层剂为长链烷基季铵盐、己二酸己二胺盐、6-氨基己酸、十二氨基酸。
上述的生物活性物质包括除草剂(除草定、戊炔草胺、吡草胺、“丁·苄”合剂、苯磺隆或胺苯磺隆)；抗菌剂(纳米银)、杀虫剂(氟虫腈、溴虫腈、噻虫嗪、氯菊酯、功夫菊酯、联苯菊酯、噻虫灵、氟虫胺、灭草烟、蚊蝇醚)。
上述的助剂为无机酸如磷酸。
用有机铵盐与粘土进行离子交换后，同时使生物活性物质插层在层状粘土的空间层，得到一种以原位复合的剥离插层型的粘土纳米复合农药材料。
经插层后粘土片层间距增加到1.5-2.0nm，粘土片层间距大时，利于提高粘土纳米复合缓释农药的性能。
上述的长链烷基季铵盐插层剂较佳为十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵。
上述的除草剂较佳为“丁·苄”合剂、苯磺隆或胺苯磺隆。
本发明一种粘土纳米复合缓释农药的制备方法如下：
按重量份将离子交换总容量80meq-100meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土95-99份，在500-1500份水分散介质存在下，经搅拌形成粘土悬浮液；将插层剂0.5-5份、生物活性物质0.005-0.1份和无机酸0-1份在水分散介质10-100份中，经60-80℃搅拌后，恒温注入到上述粘土悬浮液中进行共插层处理1-3小时，经冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎制得。
上述的生物活性物质为除草剂，如“丁·苄”合剂、苯磺隆或胺苯磺隆。
上述的长链烷基季铵盐插层剂为十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵。
上述的助剂为无机酸如磷酸。
本发明的用途是采用上述粘土纳米复合农药，加工成粉剂、块状或通过其它载体制作成喷灌装置部件等，在水稻田或麦田中作为缓释除草剂使用。
发明效果
本发明粘土纳米复合缓释农药，利用了粘土的层状结构，在插层剂作用下，将除草剂插层到粘土的层状空间中，实现二者的纳米级结合，导致除草剂的释放速率受粘土层的牵制而减缓了释放速率。
用溶剂抽提实验表明，本发明的粘土纳米复合缓释农药与不含插层粘土的相同的挥发或淋溶除草剂的释放速率进行比较后，插层粘土减慢了挥发或淋溶除草剂的扩散释放速率。提高了除草剂的利用率；避免了目前过量使用农药带来的的污染后果；改进了传统的施农药时，立即用土掩盖的原始操作方法。经X-ray衍射(XRD)实验，表明复合缓释农药的001衍射峰比原始蒙脱土的001衍射峰强度减弱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1.将含离子交换总容量为80meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土为99g加水1200g待分散均匀后，高速搅拌，得到粘土悬浮液；将十六烷基三甲基氯化铵0.95g、“丁·苄”合剂0.05g，加水50g在60℃搅拌后，将其加入到上述的粘土悬浮液中，经搅拌1小时，冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎制得。
实施例2.将含离子交换总容量为100meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土为98g加水1000g待分散均匀后，高速搅拌，得到粘土悬浮液；将十八烷基三甲基氯化铵1.94g、“丁·苄”合剂0.06g加水50g在60℃搅拌后，将其加入到上述的粘土悬浮液中，经搅拌1小时，冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎制得。
实施例3.将含离子交换总容量为80meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土为98g加水1000g待分散均匀后，高速搅拌，得到粘土悬浮液；将十六烷基三甲基氯化铵1.72g、磷酸0.2g、“丁·苄”合剂0.08g加水50g在60℃搅拌后，将其加入到上述的粘土悬浮液中，经搅拌1小时，冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎制得。
实施例4.将含离子交换总容量为100meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土为99g加水1200g待分散均匀后，高速搅拌，得到粘土悬浮液；将十六烷基三甲基氯化铵0.95g、苯磺隆0.05g加水50g在60℃搅拌后，将其加入到上述的粘土悬浮液中，经搅拌1小时，冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎制得。
实施例5.将含离子交换总容量为100meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土为98g加水1000g待分散均匀后，高速搅拌，得到粘土悬浮液；将十六烷基三甲基氯化铵1.94g、苯磺隆0.06g加水50g在60℃搅拌后，将其加入到上述的粘土悬浮液中，经搅拌1小时，冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎制得。
实施例6.将含离子交换总容量为80meq/100g的钙基或钠基蒙脱土粘土为98g加水1000g待分散均匀后，高速搅拌，得到粘土悬浮液；将十六烷基三甲基氯化铵1.92g、胺苯磺隆0.08g加水50g在80℃搅拌后，将其加入到上述的粘土悬浮液中，经搅拌1小时，冷却，过滤，洗涤，干燥，粉碎制得。