第三节 我国农药剂型加工状况
中国古籍中也有许多利用一些天然物质防治有害生物的记载。如 《周礼》 中用莽草(毒八角)、牡菊(野菊)、嘉草(襄荷)撒粉或烟熏驱虫的记载;《神农本草经》中记述了藜芦、牛扁治癣疥和芫花治虫;《齐民要术》 中记载了松针、艾蒿用于防仓库害虫。宋代欧阳修的 《洛阳牡丹记》(1031年)中用硫黄治花虫。中国利用亚砷酸(古称信石或信)防虫治鼠的历史悠久,清代蒲松龄的《农桑经》(1705年)有用之作毒饵的详细记载,以上所述的烟草水、除虫菊花粉、鱼藤根粉、矿物油、硫黄、艾蒿、信石毒饵等,可以称为雏形制剂。这一历史时期,可以称为农药剂型加工的原始阶段,或者雏形阶段。我国在这个阶段有关农药剂型加工的常识与国外此阶段的发展同步,知识水平处于同一个层次,部分知识的积累还处于世界前列。但是,在发展阶段,我国处于一个多变、动荡的社会,知识技术停滞不前,农药剂型加工的发展明显落后。随着国门打开,我国农药剂型发生了根本性变化,同时结合我国的国情,我国农药剂型可划分以下几个阶段。
一、粉剂-固体制剂阶段
在旧中国,我国生产过的农药品种约25种,其中无机农药16种,植物性农药8种,有机合成农药1种。年产量在2000t左右。即硫酸铜、碱式硫酸铜、波尔多液、胶体硅酸铜、碳酸铜、碳酸钡、亚砷酸、砷酸钙、砷酸铅、硫黄粉、氟化钠、氟化钾、氟化亚铁钾、汞剂、巴黎绿、石硫合剂、松脂合剂、硫酸烟碱、除虫菊、鱼藤、雷公藤、闹羊花、棉油乳剂、石油乳剂、滴滴涕等。生产的制剂主要有10%滴滴涕粉剂、10%滴滴涕可湿性粉剂、10%滴滴涕硫黄粉剂、硫黄粉剂、臭虫粉、鱼藤粉、棉油乳剂、石油乳剂、油剂、毒饵、除虫菊浸出液、杀蚊蝇药水、种子消毒剂、烟熏剂等。
新中国成立后,1944年原中央农业实验所药剂制造实验室开始合成滴滴涕,1946年由该所病虫药械制造实验厂生产。以5%滴滴涕粉剂、滴滴涕·除虫菊混合制剂出售。1951年扩建年产350t,1955年扩建年产1300t。1951~1952年,建成六六六生产装置并正式投入生产。1957年建成对硫磷生产装置并投入生产。滴滴涕、六六六、对硫磷大量生产,标志着中国农药工业进入有机合成农药时期。至1983年国务院决定停止生产六六六、滴滴涕为止,中国农药剂型已发展到20余种,制剂120余种。中国生产的农药品种已发展到108种,其中六六六和滴滴涕占农药总产量的60%以上,制剂占80%以上。这一时期主要成果如下:
(1)研究解决了0.5%~2.5%六六六粉剂加工工艺及产品质量标准的有关技术,先后采用了全排风工艺、脉冲除尘、沸腾混合、二次粉碎混合等新技术、新设备,使粉剂加工工艺逐步完善成熟。
(2)研究解决了6%六六六可湿性粉剂的加工工艺及产品质量的有关技术问题,改用 NO(二丁基萘磺酸钠甲醛缩合物)、ABS-Na(烷基苯磺酸钠)、CMC(羧甲基纤维素)等为助剂,配方的悬浮率可以稳定在50%以上,达到国外先进水平。
(3)研制成功甲六粉(1.5%甲基对硫磷与3%丙体六六六混合粉剂)和乙六粉(1%对硫磷与3%丙体六六六混合粉剂)。从 20 世纪 60年代中期起,两个混剂年产量达5×105 t左右,占农药制剂总产量的1/3,至1983年国务院决定停止生产六六六为止,连续用了近20年,成为防治水稻害虫的主要药剂。
(4)创制成功滴滴涕乳粉,与国外大力提倡的干悬浮剂相似。
(5)开发了粒剂的工业化技术,促使中国农药颗粒剂迅速发展起来。
(6)开发了喷雾冷却成型工艺制造80%敌百虫可溶性粉剂工业化技术。
这一阶段,处在新旧中国交替时期,主要农药剂型以粉剂为主,粉剂的生产和使用占据了农药制剂的绝大部分。特别是滴滴涕和六六六两种农药,以及由他们组合而成的农药剂型,种类较多,产量较大。另外,由植物性农药制备而成的植物粉、硫黄粉、80%敌百虫可溶性粉剂,以及一些高毒农药制成的颗粒剂(如克百威颗粒剂),这些都属于固体制剂,符合当时我国国情,也适合农民,方便使用。
二、乳油-液体制剂阶段
我国自1983年3月25日起,除因特别需要保留少量产能外,全国停止生产六六六、滴滴涕,这导致粉剂的产量急剧下降,给乳油等液体制剂腾出了充足的空间,致使有机磷农药快速发展,以便弥补停产六六六、滴滴涕给农业带来的损失。一直到2007年,我国禁止5种剧毒有机磷农药品种,这期间乳油占据农药制剂的2/3份额,因此,将该阶段划分为乳油-液体制剂阶段。这一时期我国农药得到长足发展,取得了重要的进步。
(1)研制成功一批农药新剂型新制剂,改变了中国剂型及制剂少的状况,基本上满足了农业化学防治的需要。先后研制成功微胶囊剂、除草地膜、静电喷雾剂、静电喷粉剂、种衣剂、蜡块毒饵、气雾剂、电热蚊香、涂抹剂、水分散粒剂等新剂型。20世纪70年代以来,国际上出现的新剂型,现在绝大部分中国都能生产。
(2)研制成功10余种高效农药加工设备,使中国农药加工工艺技术水平上了一个新台阶。沈阳化工研究院研制出系列超细粉碎机。上海化工机械三厂和上海化工装备研究所研制出BQF-280、BQF-350气流粉碎机,1990年又研制出QON-75、QON-100循环管式气流粉碎机。河北省邢台农药厂研制出撞击式气流粉碎机。浙江省化工研究院先后研制出SLH-双螺旋锥形混合机、LDH-犁刀式混合机、WZ型无重力瞬间混合机。江苏省化工设备研究所、溧阳化工机械厂研制出喷射板式除尘器。其他单位还研制出粉体流量计、高级分级机、气刀式脉冲气流输送装置。这些设备已投入批量生产,并在农药剂型加工厂以及其他行业推广使用,使中国农药剂型加工工艺技术水平上了一个新台阶。
(3)研制成功适合加工农药的各种助剂。固体制剂阶段,研究开发了20余种农药助剂,解决了有机磷乳油及其他剂型的加工技术。主要农药助剂品种有:农乳500号(烷基苯磺酸钙)、磷辛-10号(仲辛基酚氧乙基醚)、农乳100号(烷基酚聚氧乙基醚)、农乳300(二苄基苯酚聚氧乙基醚)、BP(苄基酚聚氧乙基醚)、农乳400号(苄基二甲基酚聚氧乙基醚)、苄基复酚聚氧乙基醚、农乳600号(苯基酚聚氧乙基醚)、农乳600-2号(苯丙基苯乙基酚聚氧乙基酚)、农用乳化剂α-甲基苄基复酚聚氧乙基醚、农乳700号(烷基酚甲醛树脂聚氧乙基醚)、宁乳36号(苯乙基酚甲醛树脂聚氧乙基醚)、农乳700-2号(烷基酚甲醛树脂聚环氧乙基醚)、宁乳32号(苯乙基苯酚聚氧丙基聚氧乙基醚)、农乳1600号(苯乙基酚聚氧乙基聚氧丙基醚)、农乳1600-Ⅱ号(苯乙基苯丙基酚聚氧乙基聚氧丙基醚)、丰乳300号、松香乳化剂(松香酸聚氧乙基二硫代磷酸酯)、BL(蓖麻油酸聚氧乙基二硫代磷酸酯)、油酸聚氧乙基酯(油酸聚氧乙基二硫代磷酸酯)、BS和P-BS乳化剂、增效剂八氯二丙醚等。同时对助剂进行了改良,研制成功了宁乳37号、烷基酚聚氧乙烯醚异氨基酸酯-乳化剂EX、湿润分散剂-SOPA(烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐)、农助2000号-烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物丁二酸半酯磷酸钠、木质素磺酸盐及改性产品(M10、M11)、木质素磺酸盐甲醛缩合物(MSF)等。这些助剂的生产极大满足了加工各种农药剂型,进一步丰富了我国农药制剂品种,满足农户的需求。
(4)农药制剂质量显著提高,为农药出口提供了条件。可湿性粉剂通过改进加工技术,悬浮率提高到60%~80%,达到FAO标准,完全可与欧美产品媲美。有机磷农药低浓度粉剂,贮存期间有效成分分解率高,通过攻关,使分解率达到FAO标准。悬浮剂通过改进产品配方采用复合助剂,加工工艺采用先进设备,现在产品贮存分层结块问题已经解决,悬浮率可达90%以上。
三、水基化-环保剂型阶段
液体制剂阶段,我国乳油产量占制剂总产量的2/3左右,每年消耗大量芳烃类有机溶剂,特别是二甲苯等有机溶剂以及乳化剂。这些有机溶剂进入环境,对空气、土壤造成严重污染,对人类健康构成威胁。为此,国家禁止5种剧高毒农药品种,限制乳油类农药的登记,积极鼓励环保剂型的推广。为了紧跟时代步伐,农药剂型加工者研发了水基化的农药剂型,如悬浮剂、水乳剂、水分散粒剂等以水为介质的环保剂型。具体体现如下:
(1)各农药企业、科研院所积极开发、推广高效、安全、对环境污染小的农药剂型及制剂,限制生产、使用对人毒性高或有潜在毒性、污染环境的农药剂型及制剂。这一阶段水分散粒剂、缓释剂、高浓度可溶性制剂、悬浮剂、水乳剂、粒剂、乳粉(干悬浮剂)、种子处理剂在国内不断被登记使用,市场上大力推广。同时大力开发、推广高浓度乳油、静电喷雾剂、超低量喷雾剂,限制低浓度乳油的开发和生产,并逐步取代低浓度乳油,以节省混合二甲苯的消耗,减少对环境的污染。
(2)各种适合环保剂型的加工工艺及高效单元设备被研发,并投入企业应用。如高效砂磨机、固体物料输送装置、全自动灌瓶机、超细粉全自动包装机等单元设备。开发计算机在农药悬浮剂、水乳剂、水可分散粒剂加工工艺中应用的软件,提高我国农药剂型加工工业机械化、自动化、密闭化技术水平。
今后,我国农药剂型加工工业,应该从政策、法规、经济等多方面入手,限制高毒或有潜在毒性、污染环境的农药剂型及制剂的生产、使用;鼓励开发、推广高效、安全、对环境污染小的剂型及制剂;继续开发新工艺和设备,提高农药加工工艺机械化、自动化水平;开发多种性能优异的农药助剂;加强基础理论研究;改进农药包装,使我国农药剂型加工工业尽快达到先进国家的技术水平。