一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂及制备方法

文档序号:824201 发布日期:2021-03-30 浏览:46次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂及制备方法 (Organosilicon surfactant for contact killing spider mite eggs and preparation method thereof ) 是由 黄云鹏 孙大超 孙会易 于 2020-11-30 设计创作,主要内容包括:本发明的技术方案公开了一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂及制备方法,有机硅表面活性剂包括低分子含氢硅油、特殊烯丙基聚醚X、特殊烯丙基聚醚Y和催化剂C;所述低分子含氢硅油包括八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和催化剂A;所述特殊烯丙基聚醚X包括烯丙醇、环氧乙烷、环氧丁烷和催化剂B;所述特殊烯丙基聚醚Y包括烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和催化剂B。通过低分子含氢硅油、特殊烯丙基聚醚X和特殊烯丙基聚醚Y反应制备得到可触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂,触杀效果好,对环境友好。(The technical scheme of the invention discloses an organic silicon surfactant for killing spider mite eggs by contact and a preparation method thereof, wherein the organic silicon surfactant comprises low-molecular hydrogen-containing silicone oil, special allyl polyether X, special allyl polyether Y and a catalyst C; the low-molecular hydrogen-containing silicone oil comprises octamethylcyclotetrasiloxane, tetramethylcyclotetrasiloxane, tetramethyldisiloxane and a catalyst A; the special allyl polyether X comprises allyl alcohol, ethylene oxide, butylene oxide and a catalyst B; the special allyl polyether Y comprises allyl alcohol, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and a catalyst B. The organic silicon surfactant capable of killing spider mite eggs by contact is prepared by reacting low-molecular hydrogen-containing silicone oil, special allyl polyether X and special allyl polyether Y, and is good in contact killing effect and environment-friendly.)

一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂及制备方法

技术领域

本发明涉及农业用化工制剂制备技术领域,具体涉及一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂及制备方法。

背景技术

有机硅表面活性剂是通过加成反应制得的一种特殊的表面活性剂。与传统碳基表活相比,有机硅表活具有更低的表面张力,特别是低分子状态下,其水溶液的表面张力可以达到20达因以下,是一种优秀的分散、流平、润湿和渗透助剂。

中国作为一个农业大国,农药使用量一直居高不下,减少农药的使用量是有利于环境和生物的重要方面。但近年来,农业病虫害频繁爆发,因此使农药“减量而不减效”尤为重要。

叶螨是大多农作物普遍的病虫害,若叶螨成螨在被毒杀之前,雌虫通过产卵器将虫卵刺入植物叶片,被刺伤的叶片的光合作用减少,可导致幼小的植株死亡,并且虫卵会在不久的将来重新孵化出成虫继续危害作物,所以,杀灭叶螨虫卵显得尤其重要。目前市场上的杀虫剂并非对所有发育时期的叶螨有效,例如拟除虫菊酯杀虫剂如苄氯菊酯、甲氰菊酯对成虫很有效,但对幼虫没有太大作用。因此,杀灭叶螨的成虫和虫卵可能需要不同的物质。

表面活性剂是当代农药中重要助剂之一,增强药液在植物表面铺展和附着作用的助剂。但是目前还没有单独采用表面活性剂进行杀虫或虫卵的应用。现有技术关于机硅表面活性剂的制备中多采用环氧乙烷、环氧丙烷等,专利CN 108409971 A公开了一种制备有机硅改性聚醚多元醇的办法,其中烯丙基聚醚的制备采用烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷,并没有使用环氧丁烷,得到的有机硅表面活性剂的表面活性不理想,水溶液的表面张力也不够低,达不到分散、流平、润湿和渗透作用。专利CN 107011507 B公开了烯丙醇类化合物和环氧化合物聚合生成烯丙基聚醚多元醇,环氧化合物组分为环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丁烷中的一种或多种,但是并没有公开环氧丁烷与环氧乙烷、环氧丙烷的比例,且是用于制备聚氨酯记忆海绵,并非用于农业杀虫领域。因此,需要研发一种低分子、水溶液表面张力低,且触杀叶螨虫卵效果好的有机硅表面活性剂。

发明内容

为了解决现有的技术问题,本发明提供了一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂及制备方法,通过低分子含氢硅油、特殊烯丙基聚醚X和特殊烯丙基聚醚Y反应制备得到可触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂,触杀效果好,对环境友好。

一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂,包括低分子含氢硅油、特殊烯丙基聚醚X、特殊烯丙基聚醚Y和催化剂C;所述低分子含氢硅油包括八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和催化剂A;所述特殊烯丙基聚醚X包括烯丙醇、环氧乙烷、环氧丁烷和催化剂B;所述特殊烯丙基聚醚Y包括烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和催化剂B;

所述八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷的质量比为(0-1.63):(0-0.44):1;所述催化剂A为浓硫酸、酸性白土、三氟甲磺酸的一种或几种,催化剂A的质量为八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷和四甲基二硅氧烷总质量的0.5-1.5%;

所述特殊烯丙基聚醚X中烯丙醇、环氧乙烷、环氧丁烷的质量比为8:(3-5):(1-3);所述催化剂B为钠基催化剂或钾基催化剂的一种或两种,催化剂B的质量为烯丙醇、环氧乙烷和环氧丁烷总质量的0.01-0.1%;

所述特殊烯丙基聚醚Y中烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的质量比为9:(5-7):(0-1):(2-4);所述催化剂B为钠基催化剂或钾基催化剂的一种或两种,催化剂B的质量为烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷总质量的0.05-0.1%;

所述特殊烯丙基聚醚X、特殊烯丙基聚醚Y的质量比为(1-2):(3-5);

所述催化剂C为氯铂酸、异丙醇的氯铂酸溶液,四甲基二乙烯基二硅氧烷-氯铂酸的络合物溶液的一种或几种,催化剂C中所含纯氯铂酸的质量分数为0.05-0.5%,催化剂C的质量为低分子含氢硅油、特殊烯丙基聚醚X和特殊烯丙基聚醚Y总质量的0.1-1%。

一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂的制备方法,包括以下步骤:

S1、制备低分子含氢硅油,将八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和催化剂A置于有氮气保护的密闭搅拌釜中搅拌均匀,60℃-80℃保温反应6-12h,过滤,得到低分子含氢硅油;

进一步地,所述催化剂A为浓硫酸时,保温反应结束后加入碳酸氢钠中和,再过滤,碳酸氢钠与浓硫酸的质量比为(1.7-2):1;

S2、制备特殊烯丙基聚醚X,在反应釜中加入烯丙醇和催化剂B,用氮气置换掉反应釜内的空气,常温负压去掉水分后,升温,加入环氧乙烷、环氧丁烷的混合物,反应至压力不再降低为止,处理催化剂B,得到特殊烯丙基聚醚X;

S3、制备特殊烯丙基聚醚Y,在反应釜中加入烯丙醇和催化剂B,用氮气置换掉反应釜内的空气,常温负压去掉水分后,升温,加入环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的混合物,反应至压力不再降低为止,处理催化剂B,得到特殊烯丙基聚醚Y;

进一步地,所述S2中常温负压去掉水分时,压力不超过-0.05~-0.08Mpa,S3中常温负压去掉水分时,压力不超过-0.08~-0.1Mpa,升温后温度为110℃~130℃;

进一步地,所述S2和S3中处理催化剂B时,加入乙酸中和催化剂B,然后加入吸附剂,过滤;

进一步地,所述吸附剂为活性白土或硅藻土中的一种,吸附时间为40~50min,S2中活性白土的质量为烯丙醇、环氧乙烷和环氧丁烷总质量的0.3-2%,S3中活性白土的质量为烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷总质量的0.3-2%,S2中硅藻土的质量为烯丙醇、环氧乙烷和环氧丁烷总质量的0.1-0.5%,S3中硅藻土的质量为烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷总质量的0.1-0.5%;

S4、制备有机硅表面活性剂,将特殊烯丙基聚醚X和特殊烯丙基聚醚Y加入到反应釜中,加入催化剂C,常温搅拌10~15min后,一边搅拌一边加入低分子含氢硅油,维持搅拌,在氮气的保护下升温至60℃-100℃,反应至透明,在负压下去掉低挥发物质,得到有机硅表面活性剂;

进一步地,所述S4中在负压下去掉低挥发物质时,压力≤-0.1Mpa;

S5、将有机硅表面活性剂使用自来水稀释1000-2000倍后,进行喷洒使用。

本发明制备低分子含氢硅油时,将八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷在酸性条件下开环聚合,聚合后将催化剂A处理后得到低分子含氢硅油。制备特殊烯丙基聚醚X时使用烯丙醇、环氧乙烷、环氧丁烷,在碱性催化剂B条件下聚合反应,将催化剂B处理后得到特殊烯丙醇聚醚X。制备特殊烯丙基聚醚Y时使用烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷,在碱性催化剂B条件下聚合反应,将催化剂B处理后得到特殊烯丙醇聚醚Y。制备有机硅表面活性剂过程中,将低分子含氢硅油和特殊基丙醇聚醚X、特殊基丙醇聚醚Y在铂系催化剂下,高温反应至透明,得到可触杀叶螨虫卵的低分子有机硅表面活性剂。

本发明的有机硅表面活性剂与本公司用于触杀叶螨的有机硅表面活性剂的制备方法的最主要的区别在于本发明需要特殊基丙醇聚醚X和特殊基丙醇聚醚Y进行合适的配比,叶螨的成虫和虫卵的表面的细胞不同,细胞对有机硅表面活性剂的敏感性不同,需要根据叶螨虫卵的表面细胞的特性,针对性的制备有机硅表面活性剂。本发明在有机硅表面活性剂的制备过程中,环氧丁烷起到重要的作用,通过环氧丁烷与环氧乙烷、环氧丙烷的特定的质量配比,以及通过特殊基丙醇聚醚X和特殊基丙醇聚醚Y质量配比,最终使得制备的有机硅表面活性剂可以破坏叶螨虫卵的细胞的磷脂层,使得细胞膜溶解,从而使得叶螨虫卵脱水死亡。去除环氧丁烷,或者改变环氧丁烷和环氧乙烷、环氧丙烷的质量配比,改变特殊基丙醇聚醚X和特殊基丙醇聚醚Y质量配比后,生成的有机硅表面活性剂只能起到增强药液在植物表面铺展和附着作用,对叶螨虫卵的触杀效果较差。本发明制备的有机硅表面活性剂可使用自来水稀释1000-2000倍后,喷洒于农作物虫害处,使其完全覆盖虫害处,叶螨虫卵在12-24h死亡掉落,使用自来水稀释即可,稀释倍数高,无需纯水等较高要求的水,降低成本,容易操作,且效果明显。稀释1000-2000倍,既可以保证良好的杀虫效果,又可以防止植物因喷洒表面活性剂而损伤。

采用上述技术方案,本发明实现的有益效果如下:

(1)本发明制备得到的触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂,通过自来水进行高倍数稀释后,喷洒于农作物虫害处,即可使叶螨虫卵在12-24h死亡掉落,减少了农药的使用,无明显毒害,有利于保护环境。

(2)本发明的制备过程中,只在制备特殊烯丙基聚醚X和特殊烯丙基聚醚Y过程中的常温负压去掉水分步骤中产生少量的副产水,无“三废”产生,防止化学物质污染环境,且防止化学物质的浪费,节省资源,降低化学操作过程中的危险性。

(3)制备方法简单,省时省力,使用的原料易得,成本低。

附图说明

图1为本发明的一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂的制备方法的流程图;

图2为未喷洒有机硅表面活性剂的农作物的叶螨虫卵图片;

图3为实施例3喷洒在农作物的叶螨虫卵处24h后的虫卵破卵图片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂,包括低分子含氢硅油、特殊烯丙基聚醚X、特殊烯丙基聚醚Y和催化剂C;所述低分子含氢硅油包括四甲基环四硅氧烷44g、四甲基二硅氧烷100g和浓硫酸0.72g;所述特殊烯丙基聚醚X包括烯丙醇20g、环氧乙烷7.5g、环氧丁烷2.5g和氢氧化钠3mg;所述特殊烯丙基聚醚Y包括烯丙醇45g、环氧乙烷35g、环氧丁烷10g和氢氧化钠45mg;

所述催化剂C为氯铂酸,催化剂C中所含纯氯铂酸的质量分数为0.05%,催化剂C的质量为0.264g。

一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂的制备方法,包括以下步骤:

S1、制备低分子含氢硅油,将八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和浓硫酸置于有氮气保护的密闭搅拌釜中搅拌均匀,60℃保温反应12h,加入碳酸氢钠1.44g中和,过滤,得到低分子含氢硅油;

S2、制备特殊烯丙基聚醚X,在反应釜中加入烯丙醇和氢氧化钠,用氮气置换掉反应釜内的空气,常温负压去掉水分,压力为-0.08Mpa,升温至110℃,加入环氧乙烷、环氧丁烷的混合物,反应至压力不再降低为止,加入乙酸中和氢氧化钠,然后加入活性白土0.09g,吸附时间为40min,过滤,得到特殊烯丙基聚醚X;

S3、制备特殊烯丙基聚醚Y,在反应釜中加入烯丙醇和氢氧化钠,用氮气置换掉反应釜内的空气,常温负压去掉水分,压力为-0.1Mpa,升温至110℃,加入环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的混合物,反应至压力不再降低为止,加入乙酸中和氢氧化钠,然后加入活性白土0.27g,吸附时间为40min,过滤,得到特殊烯丙基聚醚Y;

S4、制备有机硅表面活性剂,将特殊烯丙基聚醚X和特殊烯丙基聚醚Y加入到反应釜中,加入氯铂酸,常温搅拌10min后,一边搅拌一边加入低分子含氢硅油,维持搅拌,在氮气的保护下升温至60℃,反应至透明,在负压下去掉低挥发物质,压力为-0.1Mpa,得到有机硅表面活性剂;

S5、将有机硅表面活性剂使用自来水稀释1000倍后,进行喷洒使用,喷洒于农作物叶螨虫卵处,使其完全覆盖叶螨虫卵处。

实施例2

一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂,包括低分子含氢硅油、特殊烯丙基聚醚X、特殊烯丙基聚醚Y和催化剂C;所述低分子含氢硅油包括八甲基环四硅氧烷81.5g、四甲基环四硅氧烷22g、四甲基二硅氧烷50g和酸性白土2.3g;所述特殊烯丙基聚醚X包括烯丙醇20g、环氧乙烷12.5g、环氧丁烷7.5g和氢氧化钾0.04g;所述特殊烯丙基聚醚Y包括烯丙醇45g、环氧乙烷30g、环氧丙烷5g、环氧丁烷20g和氢氧化钾0.1g;

所述催化剂C为异丙醇的氯铂酸溶液,催化剂C中所含纯氯铂酸的质量分数为0.5%,催化剂C的质量为2.935g。

一种用于触杀叶螨虫卵的有机硅表面活性剂的制备方法,包括以下步骤:

S1、制备低分子含氢硅油,将八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷和酸性白土置于有氮气保护的密闭搅拌釜中搅拌均匀,80℃保温反应6h,过滤,得到低分子含氢硅油;

S2、制备特殊烯丙基聚醚X,在反应釜中加入烯丙醇和氢氧化钾,用氮气置换掉反应釜内的空气,常温负压去掉水分,压力为-0.05Mpa,升温至130℃,加入环氧乙烷、环氧丁烷的混合物,反应至压力不再降低为止,加入乙酸中和氢氧化钾,然后加入硅藻土0.2g,吸附时间为50min,过滤,处理催化剂B,得到特殊烯丙基聚醚X;

S3、制备特殊烯丙基聚醚Y,在反应釜中加入烯丙醇和催化剂B,用氮气置换掉反应釜内的空气,常温负压去掉水分,压力为-0.08Mpa,升温至130℃,加入环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的混合物,反应至压力不再降低为止,加入乙酸中和氢氧化钾,然后加入硅藻土0.5g,吸附时间为50min,过滤,处理催化剂B,得到特殊烯丙基聚醚Y;

S4、制备有机硅表面活性剂,将特殊烯丙基聚醚X和特殊烯丙基聚醚Y加入到反应釜中,加入催化剂C,常温搅拌15min后,一边搅拌一边加入低分子含氢硅油,维持搅拌,在氮气的保护下升温至100℃,反应至透明,在负压下去掉低挥发物质,压力为-0.07Mpa得到有机硅表面活性剂;

S5、将有机硅表面活性剂使用自来水稀释1000倍后,进行喷洒使用,喷洒于农作物叶螨虫卵处,使其完全覆盖叶螨虫卵处。

实施例3

与实施例2的技术方案的不同之处为将有机硅表面活性剂使用自来水稀释2000倍后,进行喷洒使用,喷洒于农作物叶螨虫卵处,使其完全覆盖虫卵。

空白对照组

农作物叶螨虫卵处不喷洒任何试剂。

对比例1

与实施例2的技术方案的不同之处为删除特殊烯丙基聚醚X。

对比例2

与实施例2的技术方案的不同之处为删除特殊烯丙基聚醚Y。

对比例3

与实施例2的技术方案的不同之处为:所述特殊烯丙基聚醚X包括烯丙醇20g、环氧乙烷7g、环氧丁烷13g和氢氧化钾0.04g;所述特殊烯丙基聚醚Y包括烯丙醇45g、环氧乙烷35g、环氧丙烷15g、环氧丁烷5g和氢氧化钾0.1g;

上述实施例1-3,空白对照组和对比例1-3在相同的条件下培养24h,在显微镜下观察并计算叶螨虫卵的破卵率,未喷洒有机硅表面活性剂的农作物的叶螨虫卵图片如图2所示,将实施例3喷洒在农作物的叶螨虫卵处24h后的虫卵破卵图片如图3所示。分别在4h、12h、24h检测叶螨虫卵的破卵率,以及在24h检测农作物的保叶率,具体结果如表1所示。

表1叶螨虫卵的破卵率和农作物的保叶率

组别 4h叶螨虫卵破卵率 12h叶螨虫卵破卵率 24h叶螨虫卵破卵率 保叶率
空白对照组 0 0 0 100%
实施例1 20% 48% 77% 94%
实施例2 25% 50% 80% 96%
实施例3 20% 40% 64% 96%
对比例1 13% 25% 36% 96%
对比例2 10% 18% 28% 94%
对比例3 13% 28% 42% 94%

从表1结果可以看出,实施例1-3中叶螨虫卵在12-24h明显死亡,实施例2和实施例3结果可以看出稀释2000倍后出杀叶螨虫卵的效果比稀释1000倍后的出杀叶螨虫卵的的效果稍微变差,但是稀释2000倍后,24h叶螨虫卵的破卵率仍然高于60%,效果较好。对比例1-2的叶螨虫卵破卵率较低,说明只使用特殊烯丙基聚醚X或特殊烯丙基聚醚Y制备的有机硅表面活性剂的触杀叶螨虫卵效果较差,对比例3的结果说明,改变特殊烯丙基聚醚X或特殊烯丙基聚醚Y中环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的质量配比,会明显降低有机硅表面活性剂的叶螨虫卵破卵率,说明只有本发明的质量配比才具有良好的叶螨虫卵触杀效果。此外,实施例1-3具有良好的保叶率,说明本发明的有机硅表面活性剂稀释1000倍或2000倍后,对农作物的损伤非常小,有效避免农作物因为喷洒有机硅表面活性剂而产生损伤。

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