种衣剂用成膜剂的研制

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

种衣剂用成膜剂的研制

种衣剂具有经济、环保、高效、防治针对性强等特点，是保护种子、防治地下害虫和种子土传及种传病害理想药剂，随着种衣剂的不断推广，其防治优势、效果逐渐得到国家的重视和广大消费者认可，其应用的范围也在不断扩大，从目前市场情况来看，几乎所有的种子都在包衣使用，市场前景可观。

我国是农业大国，国以农为本。但随着人口的增多，耕地面积不断减少，要解决人多地少的矛盾，提高粮食单产是关键。而农以种为先，种子的好坏直接影响农作物生长和产量的高低，目前农民已摆脱了自留种子历史，更加注重种子的质量，要求种子出苗率更高，植株抗性更好，产量更高。因此，种子的加工与处理就显得尤为重要。种子包衣剂（种衣剂）是由相关药剂、营养元素、成膜剂、分散剂和助剂加工而成、具有一定强度和通透性、可直接包覆于种子表面的活性悬浮剂。它具有种子消毒、防治病虫鼠害、缓慢释放药肥、避免伤害天敌、减少环境污染、提高作物抗逆性等作用，是以提高种子发芽率、增强抗病抗虫性、培育壮苗、达到增产增收的目的产生并推广起来的。

1 国际国内种衣剂的发展应用概况

18 世纪人们已开始在田间试验应用硫酸铜控制小麦腥黑穗病。1913 年德国人Riehm 第1 个报道使用氯酚基汞作为杀菌剂用于种子处理，后来改用醋酸乙基汞和乙基氯化汞处理；1926 年，美国的Thornlon 和Canulee 首先提出种子包衣；1941 年美国缅因州科技人员为了便于小粒蔬菜和花卉种子的机械播种而采用包衣种子；1947 年，六六六、滴滴涕等有机氯杀虫剂应用于种子处理防治地下害虫，开始了近代有机杀虫、杀菌剂用于种子处理的时代。20 世纪60 年代，前苏联首先提出“种衣剂”的概念，同年代美国、德国等西方发达国家开始采用种子薄膜包衣；70～80 年代，种子薄膜包衣技术在美国、德国等国家得到迅速发展和广泛应用。80年代，种子薄膜包衣法进一步成熟，推动了种子处理技术的发展。

我国目前种子粗加工能力达到20 亿t，但是包衣种子不到30%，而发达国家对90%以上的种子进行包衣，国内还有相当于两倍现有市场的潜在市场，市场前景广阔。国内种子包衣的发展从20世纪80年代, 第1个国产种衣剂问世以来, 国产种衣剂经过了近30年的发展, 逐渐发展成为一项有近500家企业, 年产3万T一5万T产品的产业，占国内种衣剂市场份额的近一半，销售额超过10亿元 。

我国目前共有100余家种衣剂企业申请登记种衣剂配方329种，其中，悬浮型种衣剂占95%以上。东北三省共申请登记种衣剂配方57个，分别为23个厂家

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

所申请，约占全国的1/6。

2 种衣剂的作用机理

种衣剂由两部分组成：

(1) 活性组分，也是种衣剂的有效成分，包括杀虫剂、杀菌剂，有的种衣剂加入了植物生长调节剂和微量元素；本组分为登记配方中必需具备的登记条件，对外公开。

(2) 非活性组分，又称为助剂系统，包括分散剂、悬浮剂、防冻剂、警戒色、消泡剂、成膜剂。这些一般为技术的核心部分，不对外公开。

种衣剂的种类繁多，但其主要作用包括3 个方面。 1.种子消毒与防治土传病害和地下害虫的保护作用

种衣剂的主要成分是杀虫剂、杀菌剂，杀虫剂如克百威、甲拌磷等，杀菌剂如福美双、多菌灵等。种衣剂针对不同作物具有不同作用效果，如20%克福种衣剂综合防治玉米地下害虫和蚜虫、蓟马、线虫及由镰刀菌和腐霉菌引发的茎基腐等，其主要成分为克百威10%、福美双10%、农药总含量20%、微量元素4%，为药肥复合型种衣剂。主要用于小麦种子包衣的17%多克醇种衣剂，其主要成分是多菌灵11.2%、克百威4.3%、三唑醇1.5%、农药总含量17.0%、微量元素和稀土金属3.0%，为药肥复合型种衣剂，能综合防治小麦地下害虫和黑穗病、纹枯病、白粉病、早期条锈病等苗期病害。

2.内吸传导作用

种衣剂中的有效成分大部分具有内吸传导作用，有少部分无内吸性的药剂和肥料也可以借助被动扩散和植物地上部分的蒸腾作用形成拉力，从种表进入种内，再传导和分布于地上部未施药的部位，继续起防病治虫的作用。

3. 多效性

种衣剂由复合肥料、微量元素和植物生长调节剂多元复配而成，具有多效性，且有成膜物质，能控制药肥缓慢释放，具有延长药肥持效期的作用。包衣种子在土壤中缓慢释放药剂，持效期一般40~60d，比一般药剂浸种和药剂拌种药效长2~4 倍。从而可促控幼苗生长，增强抗逆性，培育健壮苗，为作物增产打下了基础。

3 种子包衣用成膜剂

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。因为成膜剂的引入使得种衣剂能够在种子表面成膜, 从而区别于种子处理干粉剂、种子处理可分散粉剂、种子处理液剂以及种子处理乳剂等剂型。种衣剂中成膜物质的主要作用是将有效成分粘附在种子表面并形成均匀光滑的药膜。一方面要求

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

成膜物具有较强的耐水性,在水分较高的土壤中, 尤其是水田中不能被水溶毁; 另一方面须允许种子萌发所需的水分通过; 此外成膜物应具有一定的吸水溶胀能力, 在干旱条件下可以在一定程度上吸收周围土壤中的水分以供种子萌发之用。多数高分子聚合物都是在上述某一方面具有突出的特性, 如透水性与耐水性是相互矛盾的性质, 它们很少在一种物质中同时体现。目前种衣剂常单独使用某一种高分子成膜物,很难同时满足上述要求, 这是制约种衣剂用成膜剂发展的主要因素。

性能优异的成膜剂，可以保证种衣剂具有一定的粘度、良好的成模性、适宜的衣膜牢度和均匀度以及衣膜内活性成分缓释。

成膜剂的发展，是逐步由单一化合物走向复合，如住友公司使用的PVA、阿拉伯树胶、CMC 和聚丙烯酸聚合物做成膜剂，西德甜菜种衣剂则用CMC 作成膜剂，有的还用氧化淀粉醋酸醋及聚乙二醇600 做成膜剂。国际上对成膜剂、种衣剂的配方和制造实行专利保护。目前掌握种衣剂成膜技术的只有美国、日本、德国、中国和瑞士等少数国家。德国己利用可降解的多聚物包衣种子，美国衣阿华州立大学种子科学中心鉴定三种多聚物:包水DBS、乙基纤维素和醋酸一丁醋纤维素能延缓种子吸水、促进修复、加速发育、避免土壤病害侵入种子而达到代替传统农药作用。国外成膜技术先进，但成膜剂的价格太高。我国现独立地解决了成膜剂的筛选，合成的成膜剂成膜效果较好，价格相对便宜，但与国外技术相比还比较落后，存在一些问题，如成膜所需时间长、易脱落、较易发生药害等。因此合成筛选出成膜效果好、价格便宜又具改善种子生理功能的高分子化合物成膜剂将为薄膜种衣剂的进一步大面积推广创造条件。

进入21世纪以来，低毒、低残留和特异型成膜剂成为了人们研究的热点。目前国内常用的成膜剂主要是：聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、羧甲基纤维素、阿拉伯树胶、明胶、黄原胶、淀粉等具有粘结性和成膜性的高分子聚合物。聚合物粘结性能较高的品种成膜强度一般较低，产品流动性差，成膜不均匀（即流平性能差），膜的耐磨性能差，容易成粉状脱落；反之成膜强度高的品种粘结性差，膜与种子亲和力差，容易成片脱落。这造成了早期的一些种衣剂产品在成膜性能方面的缺憾。近年来，为了兼顾粘度与强度的要求，国外研究中往往采用两种以上不同性能的聚合物进行水解后的再聚合、缩合、共混、共聚等反应，得到理想的成膜剂。

与发达国家相比，国内种子包衣成膜剂，由于开发时间较短，还比较落后，其主要存在以下几个问题：

1、产品种类有限，产品专一性和针对性不强，应用范围有限，主要应用于大田作物，缺乏针对蔬菜、花卉等高附加值作物的特异型成膜剂； 2、成膜时间长，包衣覆盖率较低，影响包衣种子品质严重；

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

3、由于现有成膜剂本身的物理性能，造成包衣脱落率较高，影响包衣质量，还造成了活性组分的不必要浪费；

4、国内大多采用易溶于水的单一成膜剂，其衣膜易溶于水，活性组分易淋失，相对易发生药害；

5、国内尚无统一的成膜剂质量标准，生产不规范，检验缺乏依据，市场管理不规范，各厂家多为自产自用，严重影响种衣剂质量。

目前国内，半数以上种衣剂厂家均生产具有各自特点的成膜剂，基本为自产自用，不对外销售，尤其是相对高端的成膜剂产品在市场上很难买到，只有少数种衣剂厂家销售相对低档的成膜剂产品。国外公司（例如Pioneer,Deka Plant Genit ics，Monsanto ，荷兰的Cebeco，德国的KWS，法国的Limagrain）都没有种衣剂在中国销售，但其销售的包衣种子却占据了我国近50%的市场，其大多采用复合成膜剂。

4 新型种子包衣用复合成膜剂

针对科创公司现有成膜剂原生产用湖南成膜剂存在的，成膜时间过长、脱落率较高、商品性较差等缺点，结合国内外现有种子包衣用成膜剂产品的结构特点，开发出一系列复合成膜剂产品。复合成膜剂由成膜剂SY-201和成膜剂SY-202两个产品根据不同的应用性能要求，采用不同比例共混得到。其中SY-201，主成份为聚乙烯醇、丙烯酸和有机硅共聚物的水溶液。结构式为：

CH2CH2

n

CH2CHmO

y

,采用溶液聚合方法获得该聚合物。SY-202，主成份为丙烯酸丁酯、丙烯酰胺和丙烯酸等单体的共聚物乳液。结构式：

采用种子乳液聚合的方法，合成该聚合物乳液，使其具有一定的分子量以满足种子包衣的要求。

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

5成膜剂应用性能检测

5.1行业标准方法测试脱落率

本实验依据NY619-2002，NY621-2002中相关各项检测方法进行检测，实验过程中采用碱性玫瑰精作为着色剂。

种衣剂的配制：将各编号对应成膜剂加入到20%福·克种衣剂中，加入0.5%的碱性玫瑰精，同时加入适量扩散剂、防冻剂、增稠剂、消泡剂、水等其他种衣剂组分，分散均匀，配成种衣剂。 按1：50的用量对玉米种子进行包衣。 注意：复合成膜剂需种衣剂其他成分研磨完毕后加入，以下各检测项中除3.2外，各种衣剂试样均采用此方法得到。

样品名称 X-1 X-2 X-3 X-4

项目 成膜性 脱落率 成膜性 脱落率 成膜性 脱落率 成膜性 脱落率

指标 合格 —— 合格 —— 合格 —— 合格 ——

实验结果 合格 11.94% 合格 16.90% 合格 1.79% 合格 30.75%

备注

说明：

1. 脱落率测量过程中所采用震荡仪，较行业标准要求振荡强度略大，脱落率也 大于行业标准；

2. 各样品采用种衣剂除成膜剂外，其他各成分相同； 3. X-1采用成膜剂为5%的复合成膜剂，SY-201：SY-202=1:1

X-2采用成膜剂为6%的湖南成膜剂

X-3采用成膜剂为6%的复合成膜剂，SY-201：SY-202=1:1 X-4为种衣剂车间已生产种衣剂样品 结果分析：

1、 采用6%的复合成膜剂（SY-201：SY-202=1:1）与5%的复合成膜剂（SY-201：

SY-202=1:1）比较，脱落率明显降低；

2、 复合成膜剂包衣后种子的脱落率明显低于湖南成膜剂和车间留样产品，特别

是复合成膜剂（SY-201：SY-202=1:1），脱落率最低。

5.2振荡观察法测试脱落率：

编

成膜剂配方

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

号

Y-4 国外乳液型成膜剂

Y-5 SY-201 3% +

SY-202 3%

Y-6 SY-201 2%

+

SY-202 4%

Y-7 6%

湖南成膜剂

Y-8 6% SY-201

成膜剂

将各编号对应成膜剂，按

6%的用量加入到

20%福·克种衣剂中，加入

2.5%

的鲜红-101

色浆，分散均匀，配成种衣剂。按

1：50

的用量对玉米种子进行包

衣。称取包衣后的种子各约

15g（精确至

0.1g）

，同时至于振荡仪上振荡

2min

后，取出，观察种子表明包衣状况。如下图：

以下为对比照片，图片均为上图为未震荡照片，下图为震荡后照片。

振荡观察法

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

放大后对比

Y-4 Y-5 Y-6

Y7 Y-8

实验结果显示，复配试样包衣震荡后种子表面种衣剂的脱落率，明显低于湖南成膜剂和国外乳液型成膜剂，尤其是较湖南成膜剂性能得到较大提升；成膜剂应用比例，当SY-202大于SY-201时脱落率有小幅降低；；若单独采用成膜剂SY-201成本较低，较科创公司原有湖南成膜剂，性能略有提升；综合成本考虑，科创公司最终采用SY-201：SY-202=1:1。

种衣剂包衣比例，主要取决于所采用农药的品种和剂型，一般登记配方的种衣剂有固定的药种比，大于或小于其药种比均有发生药害的可能。科创公司现有登记种衣剂配方因其农药固含量固定（相对较高），故单纯降低成膜剂的用量不能得到较好的包衣效果。成膜剂的用量与种衣剂固含量有直接关系，我们的成膜剂在其他公司生产低含量高效种衣剂中应用试验表明，固含量越低的种衣剂品种中成膜剂的用量也相对较低，包衣种子的光亮程度和均匀度越高。

5.3.PH值 检测 （5.0—7.0）

参考标准：GB/T 1601-93 测量仪器：PH计（雷磁-PHS-1） 测试方法：

称取1g试样于100ml烧杯中，加入100ml水，剧烈搅拌1分钟，静置1分钟。将冲洗干净的电极插入试样溶液中，测量PH值。平行测定4次，测定结果绝对差值小于0.1，取其算术平均值即为该试样的PH值。 检测结果： 编号

所选成膜剂及其配比（质量比）

PH值

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8

湖南成膜剂 国外乳液型成膜剂 S1 S2

S1：S2=1：1 S1：S2=1：2 S1：S2=2：1 S1：S2=4：1

6.12 6.83 6.42 6.67 6.51 6.56 6.48 6.46

注：S1即为成膜剂SY-201 S2为成膜剂SY-202

P-5——P-8为SY-201与SY-202复配成膜剂 以下各项检测中各项同3.3

检测结果显示，各试样PH均位于5-7之间，符合行业标准的要求。

5.4成膜性的测定

参考标准：NY 621-2002 测试方法：

称取玉米种子50g（精确至1g）于培养皿中，准确称量试样1g，加入到培养皿中，加盖翻转5分钟，打开盖子，将包衣种子平展开，使其成膜。放置20min后，用玻璃棒轻拨种子，观察种子表面，若所有种子表面的种衣剂已固化成膜，则成膜性为合格。 编号 P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8

所选成膜剂及其配比（质量比） 湖南成膜剂 国外乳液型成膜剂 S1 S2

S1：S2=1：1 S1：S2=1：2 S1：S2=2：1 S1：S2=4：1

成膜性 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格

实验结果显示，各试样成膜性均合格。

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5.5包衣均匀度测定

参考标准：NY 621-2002 测试方法：

随机取（已测定成膜性合格）粒度相对均匀的包衣种子100粒，分别置于25个具塞的离心管中，每管4粒，用移液管分别向各样品管中准确加入乙醇溶液，加盖浸泡1h，振荡萃取15min，静置得到澄清溶液。以乙醇溶液做参比，在最大吸收波长下，测定其吸光度A。 计算：

将测得的25个吸光度数据从小到大进行排列，并计算出平均吸光度值A0。 试样包衣均匀度为X=n/25 *100=4n n—吸光度在0.7 A0—1.3 A0范围内的离心管数

25—离心管总数 编号 P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8 型成膜剂。

所选成膜剂及其配比（质量比） 湖南成膜剂 国外乳液型成膜剂 S1 S2

S1：S2=1：1 S1：S2=1：2 S1：S2=2：1 S1：S2=4：1

包衣均匀度 92 96 100 96 96 96 96 100

实验结果显示，复配各试样包衣均匀度都大于或等于湖南成膜剂和国外乳液

5．6 低温稳定性测定

参考标准：NY 619-2002 测定方法：

1、低温稳定性：取80ml样品置于具塞的锥形瓶中，在0℃±1 ℃下，保持1h，其间隔15min搅拌一次，每次15秒，观察外观有无变化。在上述条件下继续放置7天，7天后将锥形瓶取出，恢复室温，对粘度，状态指标进行检测，测试结果符合标准要求为合格。 采用以上方法测试各成膜剂均复合标准要求。

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

2、冻融稳定性：取80ml样品置于具塞的锥形瓶中在-20 ℃±1 ℃下，保持12h后，取出，置于室温条件下解冻12h。如此循环冻融5次后，对粘度和状态指标进行检测，较未冻融产品为发生明显变化为合格。 冻融实验显示国外乳液型成膜剂状态略微发生变化，其他样品合格。

6. 成膜剂产品市场反馈情况及问题分析

我们所做种衣剂用成膜剂，于2010年10月进行了工业化生产，产品被科创公司所采用，进行种衣剂的生产加工。科创公司生产种衣剂销往甘肃、黑龙江等地。通过客户回访，我们得到以下信息：

1.采用新型成膜剂的种衣剂产品，在应用于机械化种子包衣时，生产过程中流畅性较之前产品有较大提升，没有出现粘连、结块的现象，有利于农业机械化操作；

2.包衣过程中，因种衣剂成膜后脱落，造成的粉尘污染明显减少，产品的可操作性更强。

3.包衣后种子颜色鲜艳，有效降低了播种过程中颜色造成的污染。但包衣后种子的光亮度，较国外产品仍有一定差距，整体感觉不通透、较暗，有待于进一步提升。但影响种衣剂包衣后种子光亮度的关键在于种衣剂配方中

其他固体组分的比例，以下示例可有效证明这一点：

m-1 ： 为科创公司原种衣剂配方，膨润土4%； m-4 ： 为小试调整后种衣剂配方，膨润土1%；

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

生产： 为科创公司调整膨润土后实际成产配方，膨润土1% （注：各样品配方中除膨润土比例变化外，其他组分比例均相同） 由上图中我们可以看出样m-1所包衣种子较暗，颜色不鲜艳；m-4和生产样品较m-1外观有较大改善。科创公司所生产种衣剂配方为30%福克种衣剂，其中福美双和克百威两种农药组分均为固体，种衣剂于种子表面成膜后福美双和克百威包覆于种子表面，很难达到国外低含量、高效种衣剂产品的外观。

从根本上改善种衣剂的亮度和通透性还需要从种衣剂活性固体组分入手。在不改变活性固体组分的情况下，可以通过选择与种子本色更为接近的颜色，来改

善包衣后种子的外观，提高商品性。以下为参考颜色：

7.结论

结合以上检测项和市场反馈信息，我们可以总结出以下几个方面结论： 1.复合成膜剂产品的采用，明显提高活性组分的黏附牢度，降低产品包衣脱落率。与科创公司原采用湖南成膜剂产品比较，检测所得包衣脱落率大幅降低，市场反馈中粉尘污染的减少也有效印证了这一点；

2.复合成膜剂应用于种衣剂中具有适宜的成膜时间，大大提高了机械包衣过程的流畅性，解决了包衣后种子容易粘连的问题。检测过程中各样品成膜时间均复合国家标准，复合成膜剂较原湖南成膜剂成膜略快，提升了种衣剂产品应用过程中的流畅性；

3.复合成膜剂本身成膜后具有透明光亮的薄膜，应用于种衣剂产品中，从一

成膜剂是农药种衣剂中重要的助剂之一, 是种子包衣关键的功能性成分。本文详细介绍了新型种衣剂用成膜剂的开发研制过程,并对其各项性能进行了系统的应用测试。通过本方法制备得到的种衣剂用成膜剂各项应用性能优异,市场应用前景巨大。

定程度上改善了包衣后种子的外观。

综上，本项目开发研制的复合成膜剂产品各项应用性能优异，市场前景巨大。在对安全性和其它一些重要的应用性能进行了系统测试后，2010年科创公司采用复合成膜剂进行种衣剂产品的生产，再与新型种衣剂用着色剂进行配套使用，有效地提升了其种衣剂产品的各项应用性能和商品性，得到了客户的认可，市场反应良好。复合成膜剂产品与原科创公司所采用单一聚乙烯醇成膜剂比较，各项应用性能均有明显优势，成本基本持平，若科创公司自行生产，还可进一步降低成本。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/io5q.html