悬浮剂

悬浮剂
农药悬浮剂是指将固体农药原药以4微米以下的微粒均匀分散于水中的制剂，国际代号为SC。

由于SC没有像可湿粉(WP)那样的粉尘飞扬问题，不易燃易爆，粒径小，生物活性高，比重较大，包装体积较小，相对其他农药剂型安全环保，因此，SC已成为水基化农药新剂型中吨位较大的农药品种。

简介
悬浮剂又称浓悬浊剂，流动剂，水悬剂，胶悬剂。

难溶于水的固体农药与助剂经过研磨、分散在水介质中的悬浊液。

悬浮剂是农药原药和载体及分散剂混合，利用湿法进行超微粉碎而成的粘稠可流动的悬浮体。

是由不溶或微溶于水的固体原药借助某些助剂，通过超微粉碎比较均匀地分散于水中，形成一种颗粒细小的高悬浮、能流动的稳定的液固态体系。

悬浮剂通常是由有效成份、分散剂、增稠剂、抗沉淀剂、消泡剂、防冻剂和水等组成。

有效成份的含量一般为 5%～50%。

平均粒径一般为3微米左右。

是农药加工的一种新剂型。

特点
1、粒度细，悬浮率高，药剂比可湿性粉剂要好；
2、不用有机溶剂毒性低，挥发性好，对人、动物安全性好；
3、不易燃易爆，贮运安全，适用飞机喷药；
用途
1、分解去除各类落漆之粘着性
2、将漆渣凝聚悬浮；
3、控制循环水生物活性，维护水质。

4、在运输和存储悬浮剂时，为防止产品分解、沉淀、结块、冻结等，需加稳定剂、防冻剂等
优点
悬浮剂有以下优点：①无粉尘危害，对操作者和环境安全；②以水为分散介质，没有由有机溶剂产生的易燃和药害问题；③与可湿性粉剂相比，允许选用不同粒径的原药，以便使制剂的生物效果和物理稳定性达到最佳；④液体悬浮剂在水中扩散良好，可直接制成喷雾液使用；⑤比重大，包装体积小。

⑥悬浮剂的分散性和展着性都比较好，悬浮率高，粘附在植物体表面的能力比较强，耐雨水冲刷，
因而药效较可湿性粉剂显著且也比较持久。

⑦具有粒子小、活性表面大、渗透力强、配药时无粉尘、成本低、药效高等特点。

并兼有可湿性粉剂和乳油的优点，可被水湿润，加水稀释后悬浮性好。

农药悬浮剂的发展趋势
一、目前，国际上农药悬浮剂的发展出现新趋势：
（一）是悬浮剂含量尽可能朝着高浓度方向发展；
（二）是新的原药品种开发的剂型都有悬浮剂的制剂形态；
（三）是悬浮剂的发展表现出应用功能化的趋势，如用于种子处理的悬浮剂就有警戒色、有效成分包衣脱落率等要求；
（四）是随着加工工艺的突破和应用技术的提高，悬浮剂制剂的药效已与乳油等传统制剂相当；
（五）是技术进步使制备悬浮剂的原药理化性质范围得以放宽，传统概念上不能加工成悬浮剂的活性成分现在都可以加工成悬浮剂，如苯醚甲环唑、二甲戊灵、快灭灵等。

、
如下表是关于农药制剂行业发展方向的相关政策及意见，从中我们能够清晰地了解到农药制剂逐步向安全化、环保化、水基化发展，农药悬浮剂是以后农药剂型运用中的一种用量较大的剂型。

农药悬浮剂与其他剂型的优势比较
悬浮剂是以水为介质，而作为乳油制剂的农药虽加工简单，品质稳定，农民使用也方便。

但是，乳油中需要添加大量的溶剂，这些溶剂对人体和环境都是有毒有害的。

相对于可湿性粉剂而言，虽然没有加人这些有毒的化工原料．但大量的无机矿物填料也是天然资源，特别是在加工粉碎和农民使用过程中，粉尘飞扬造成对环境污染及对人身的伤害。

优势劣势
悬浮剂药效高、环境友好、安全性高易分层、结块
可湿粉运输及使用方便，加工便宜粉尘污染、毒害
乳油加工简单、品质稳定、使用方便溶剂有毒有害、成本高
针对农药各个剂型来说，悬浮剂安全性较高。

一般来说，乳油、颗粒剂、可湿粉、水乳剂、悬浮剂等几个剂型的安全性是逐渐递增的，乳油安全最差，悬浮剂安全最好。

因此推广与应用农药悬浮剂将是必然的趋势。

农药悬浮剂SC加工工艺与流程
一、悬浮剂概述
农药悬浮剂是20世纪70年代发展的剂型，现已成为基本加工剂型之一。

悬浮剂（Suspensionconcentrates，简称SC）又称水悬浮剂、胶悬剂、浓缩悬浮剂，是在表面活性剂和其他助剂作用下，将不溶于或难溶于水的原药分散到水中，形成均匀稳定的粗悬浮体系。

由于其分散介质是水，所以悬浮剂具有成本低，生产、贮运和使用安全等特点，而且容易与水混合，使用方便。

与以有机溶剂为介质的农药剂型相比，具有对环境影响小和药害轻等优点。

悬浮剂的制剂技术涉及到农药化学、农药制剂学、物理化学、化工机械等多个学科，研究和制造技术比较复杂。

尽管早在20世纪70年代，悬浮剂就已经出现，但由于受到研磨机械、表面活性剂等技术发展的影响，其推广规模仍难与乳油、可湿性粉剂等大宗剂型相比。

目前开发的品种，尤其是国内生产的多数悬浮剂产品物理稳定性较差，贮存中易发生分层、沉淀，农药有效成份难以均匀分散，甚至结块不能从包装物中倒出，严重影响了悬浮剂这一农药新剂型在农业生产中的推广和使用。

悬浮剂的组成和配方筛选
悬浮剂（SC）主要由农药原药、润湿剂、分散剂、增稠剂、防冻剂、pH 调整剂、消泡剂和水等组成。

但不同品种、不同规格的制剂配方各有不同，筛选合理的制剂配方是悬浮剂开发的重要工作。

水悬浮剂的基本配方组成如下：
有效成分： 40％－50%（也有更低一些的）
防冻剂： 5％左右（最低气温高于0℃的地区可不加）
润湿分散剂： 3％－7％
增稠剂： 0.1％－0.5％
水加至100%
pH调整剂和消泡剂一般不加。

1．确定有效成分
固体有效成分的确定需满足以下三个条件：（1）在水中的溶解度一般不得大于70mg/L，最好不溶，否则在制剂贮存时易产生结晶。

但也有在液相中的溶解度超过100mg/L的原药制得稳定性好的胶悬剂的例子，如谷硫磷、吡虫啉、灭害威等。

通过调整润湿分散剂和增稠剂使之达到稳定化，其制剂的质量保证期甚至达到3年。

（2）在水中的化学稳定性好，对某些稳定性不太好的有效成分通常使用缓冲剂、抗氧化剂来改善其化学稳定性。

（3）熔点一般在60℃以上，以免在研磨时熔化，引起粒子凝聚，影响制剂的稳定性。

（4）对于复配制剂来说，还要考虑以两原药增效不增毒、兼容稳定性好为原则确定其的最佳配比和最佳浓度。

2．选择润湿分散剂
农药悬浮剂的润湿分散剂，具有润湿和分散双重作用，多选用阴离子表面活性剂。

润湿分散剂的用量一般不超过10%，但要保证其能溶在所选用的分散介质中或与分散介质稳定的结合。

3．选择防冻剂
农药悬浮剂在低温环境中能稳定贮存，就需要加入一定量的防冻剂。

如用乙二醇做防冻剂，一般加入5%左右，最多不超过10%。

选用的防冻剂一般要求防冻性能好、挥发性低、对有效成分不溶解。

如果加工的农药悬浮剂在气温高于0℃的地区贮存和使用，则在配方中可不加防冻剂；否则就必须加入防冻剂以保持制剂的稳定。

4．选择增稠剂
增稠剂是农药悬浮剂不可缺少的主要成分之一。

选择增稠剂一般选择用量少、增稠作用强又不影响制剂稀释稳定性的材料。

一般用量为0.1%－0.5%，最多不超过3%。

5．选择消泡剂
农药悬浮剂在加工过程中容易产生大量气泡，影响制剂的加工、计量、包装和使用。

如果配方中的其他助剂不控制气泡量时，就要考虑加入消泡剂。

一般选用酯类物质，用量也很少。

在生产过程中也可用超声波、真空脱泡等消泡方法。

6．选择pH调整剂
这是保证制剂中有效成分化学稳定性的重要手段。

绝大多数原药在中性介质条件下稳定，而少数原药则需要酸性或碱性介质条件，因此，必须通过加入pH调整剂调节介质，以适合原药对介质pH值的需要。

一般用硫酸或有机酸调节酸性；而用有机胺调整介质的碱性。

用量都很少。

三、悬浮剂加工设备和工艺
悬浮剂加工工艺研究的主要内容就是：
1、根据选好的农药有效成分的性质确定一种加工方法，即确定工艺路线；
2、选定合适的加工设备；
3、确定各组分的加料顺序。

农药悬浮剂加工方法主要有两种。

一种是超微粉碎法（亦称湿磨法），另一种是凝聚法（亦称热熔—分散法）。

而农药水悬浮剂的加工基本都采用超微粉碎法。

1．悬浮剂加工设备
超微粉碎法的主要加工设备有三种：一是预粉碎设备：球磨机或胶体磨；二是超微粉碎设备：砂磨机，以立式开放式砂磨机最常用；三是高速混合机（1000~15000r/min）和均质器（>8000r/min），主要起均匀均化作用。

⑴砂磨机
砂磨机是农药悬浮剂加工的关键设备。

多级串联连续化生产工艺流程中，每台的研磨介质粒径不相同。

通常采用四台砂磨机串联，使用细砂和粗砂两种玻璃⑵胶体磨
胶体磨体积小、生产能力大、产品粒度细。

胶体磨主要起预粉碎作用，为砂磨机制备细粉料浆。

⑶球磨机
我国生产球磨机的厂家也很多，一般为碳钢或不锈钢，衬里为花岗岩石。

球磨机作为农药悬浮剂加工的第一道工序―配料、混合、预粉碎使用。

⑷均质混合器
均质混合器是通过高速冲击、剪切、摩擦等作用来达到对介质破碎和匀化的设备。

在农药悬浮剂加工中，对该设备的使用可能会逐渐增多。

2．连续法生产流程简述
在我国，农药悬浮剂的生产工艺经过20多年的研究，已经形成了一套基本模式，即：配料——预粉料——砂磨粉碎——调配混合——包装。

这一工艺的主要特点是：
（1）采用四机（砂磨机）串联、空气压缩管道送料连续化生产工艺流程；（2）比间歇式操作缩短了三分之一操作时间；
（3）采用湿法工艺，污染小或没有污染；
（4）减少了操作工序，减轻了工人劳动强度，大大地改善了操作条件。

农药悬浮剂生产工艺，采用连续式超微粉碎，生产效率高、粒子均匀度好、产品质量好。

但是该工艺并不是对所有的原药都适用，因此应该从实际出发，根据原药的性质特点具体选用其制剂的加工工艺流程。

四、质量评价体系
1．悬浮剂的性能要求
一个好的农药悬浮剂（SC）应当具备以下性能：
⑴粒度范围。

目前一般认为最佳粒度范围为0.3－5μm。

⑵好的倾倒性。

⑶室温贮存两年以上稳定。

允许静置后有少量（<5％体积）渗析层（水层或清液层），其余绝大部分经摇动很易形成良好的悬浮液。

⑷反复冷冻-融化稳定性和热贮稳定性合格。

⑸良好的自动分散性和高的悬浮率。

⑹良好的桶混相容性。

⑺不产生药害。

⑻低泡性。

2．悬浮剂的工控指标
为了保证农药悬浮剂产品的性能，我国化工行业标准《农药悬浮剂产品标准编写规范》（HG/T2467.5—2003）中规定，一般农药悬浮剂产品应当控制有效成分含量、相关杂质限量、酸碱度或pH值范围、悬浮率、倾倒性、湿筛试验、持久起泡性、低温和热贮稳定性等9项指标。

这些项目包括：离心稳定性、黏度和对水质适应性的试验。

其试验方法简述如下：
⑴离心稳定性的测定⑵黏度的测定⑶对水质适应性的试验
五、总结
农药悬浮剂是当前公认的环保型农药制剂之一，但在我国农药市场上所占的份额还很有限，农药助剂仍是影响该制剂开发的因素之一。

随着国外助剂进入中国市场和国内农药助剂的开发，农药悬浮剂开发必将得到迅速发展。

水悬浮剂分散剂产品指标及包装规格
对于悬浮剂的悬浮率稳定性，下列几项是很重要的影响因素：
* 增加分散介质的粘度
* 降低分散介质和分散相之间比重的差异
* 通过改变分散粒径形成双电子层
* 分散相的粒径
3 悬浮剂的不同状态
3．1 悬浮剂的稳定状态
1)稳定的悬浮剂：粒子足够小，且均匀(因布朗运动扩散克服任何粒子沉降)的悬浮剂。

2)粒子均匀的悬浮剂：粒子比1)大，大小均匀(布朗运动扩散无法克服任何粒子沉降)，悬浮剂表现为(水上浮和粒子下沉)分层。

3)粒子有尺寸分布的悬浮剂：粒子比1)大，有尺寸分布(布朗运动扩散无法克服任何粒子沉降)，悬浮剂表现为大粒子在下层，小粒子悬浮在连续介质上层，呈浓度梯度分布。

2)和3)表现出的悬浮剂形态与粘结和结块的形态不同，当用玻璃棒搅动时能均匀分散，一般可加入抗沉降剂或增稠剂克服这种倾向而达到稳定。

3．2 可接受的悬浮剂状态
可接受的悬浮剂状态(即可控制的可逆絮凝)大致有：
1)弱的絮凝结构：粒子间发生相互吸引能相当弱(通常小于5 KT)，在能量一距离曲线上表现为通过第二最小峰值产生的絮凝。

这种絮凝结构可以经摇动而遭到破坏，即形成分散状态。

若这种结构长期固定不动，有时也可形成网状凝胶，显示出具有触变性，但是搅动后仍然能分散。

2)桥状絮凝结构：用高分子量聚合物(桥接)带来的絮凝。

3)空缺絮凝：高分子量聚合物的临界条件下，粒子间区域链的空缺(不完全遮盖粒子表面条件下形成的)絮凝。

有时也称空缺絮凝。

3．3 不能接受的悬浮剂状态
不可逆的凝聚结构，表示粒子问发生强烈吸引，在能量．距离曲线上表现在一级最小峰值范围内产生的聚凝。

1)链状聚集体：在比较稀的悬浮剂状态，在一定温度下，且无搅拌形成的聚凝。

2)压缩的聚集体：在1)情况下，加以搅拌形成比较紧密排列(团簇)的聚凝。

3)开放的聚集体：当悬浮剂有足够高的体积分数(即浓度大)时，形成链状及交叉链团状的聚集体，也称絮团结构的聚凝。

4 悬浮剂剂型的物理稳定性
悬浮剂的不稳定形式依据上述不同状态主要有：
1)在重力作用下，悬浮液倾向于分层和沉淀(即水上浮，悬浮粒子下沉)
2)悬浮剂大多数不稳定性的生成，是由于粒子的布朗运动期间碰撞而引起分散相中粒子的絮凝和凝聚，仍至聚集。

另一因素是色散力和范德瓦吸引力导致不可逆凝聚和聚集。

为改善这种不稳定性，主要是依靠提供给分散相粒子有足够的保护
层，来防止粒子间强烈吸引。

方法是既可用提供静电斥力的离子型分散剂，也可用提供空间位阻效应的非离子型分散剂，或用性能更优的聚合表面活性剂分散剂。

3)悬浮剂体系属于热力学上不稳定体系，在很长时间内可以保持稳定，随时间推移，会表现出粒子大小和分布朝较大粒子方向移动即结晶长大
4)来自化学上不稳定介质(如原药中带来的杂质)，或加入各种助剂以及添加剂等的因素，或者当选择分散剂不合适时，这些都将引起吸附层的交联、凝胶、电荷被中和或者因粒子周围分散剂的桥连和搭接，从而破坏或变更稳定粒子的保护层，因而也可能产生沉淀和严重结块现象。

上述存在的不稳定形式任何一步都可以同时发生，这将决定于原药性能和质量、使用分散剂的类型和质量以及其贮存条件等。

5 分散剂的选择
分散剂是用来抑制分散相中粒子的絮凝和凝聚，起着稳定悬浮剂剂型和促进分散液加入水中稀释成均匀悬浮液的作用，有利于用户喷施到靶标。

分散剂的选择需要考虑的因素有：
1)对被分散的农药活性成分粒子外表面和多孔表面有良好的润湿作用。

2)在农药活性成分的浆料砂磨时，能帮助减小粒径并有低的粘度，便于分散和加工。

3)能形成稳定的悬浮分散液。

5．1 离子型分散剂
1．1 阴离子型分散剂
阴离子型分散剂形成一种负电荷离子，通过粒子问静电斥力来稳定分散悬浮液。

、
5．1．2 阳离子型分散剂
阳离子型分散剂通常在SC剂型中是不用的，因为在水相中会产生絮凝，但它适用于非水介质的剂型中。

型分散剂在农药SC剂型中使用仍相当普遍。

5．2 非离子型分散剂
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5．3 聚合表面活性剂分散剂
当采用聚合表面活性剂作分散剂时，它可牢固地吸附在农药活性成分粒子表面上，能有效改进SC剂型长期贮存期间的稳定性
6 悬浮剂砂磨设备
在悬浮剂加工中，砂磨机是分散工序中最重要的设备，其主要功能是将固态粒子分散于液体介质(水)中。

一般砂磨功能实际上包括三个阶段：
1)湿润(wetting)，即将固态粒子表面所吸附的气体被液体所取代。

2)研磨(grinding)，将凝集的颗粒利用机械力碎裂成原始粒子。

3)分散(dispersion)，将已湿润过的原始粒子移入液体介质而产生持久的粒子分离。

国内现在已有许多厂家能提供国产的密闭卧式砂磨机用来生产农药悬浮剂，价格较低，性能稳定，选择合适类型和品质优良的密闭卧式砂磨机，完全可满足国内悬浮剂生产。

7 开发的悬浮剂品种
国内开发的悬浮剂品种有中低含量的，也有高含量的，还有农药新品种。

这些产品都具有高的悬浮率(通常在90％以上，有的超过95％)，并通过冷、热贮存稳定，几乎无分层和沉淀，更无结底情况出现，有足够的流动性和倾倒性。

例如单剂有：20％四螨嗪SC、25％灭幼脲SC、20％Z环锡SC、430 g／L戊唑醇SC、480 g／L和600 g／L吡虫啉SC、500 g／L甲基硫菌灵SC、多菌灵SC和丁醚脲SC等；混剂有：40％和45％硫磺·三环唑SC、38％哒螨灵·硫磺SC、40％多菌灵·硫磺SC、45％硫磺·三唑酮SC、30％阿维菌素·灭幼脲SC和10％四螨嗪·三环SC等。

8 结语
以水基性制剂代替易燃、有毒的油基制剂，以粒状制剂代替粉状制剂，正成为国际上农药剂型的发展方向。

悬浮剂比可湿性粉剂有更多优点，如无粉尘，容易混合，改善在稀释时的悬浮率，改善润湿，有较低的包装体积，对操作者和使用者以及对环境安全，有相对低的成本，可增强生物效率，还可以加工成高浓度的剂型，因此在国外用户更喜欢用SC而不是WP。

虽然欧美发达国家因来自环保压力的增加和制定严格规章制度，迫使严格冲洗使用容器和给包装带来一些冲击，可能会对sc剂型的前景带来一些影响，但是悬浮剂剂型仍然是国际上一种有远
大前景和发展迅速的新剂型，而国内发展悬浮剂剂型的前景更是如此。