CN102618294A - 一种盐田防渗剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盐田防渗剂，其特征在于：它由质量分数为3~10%的混合单体、质量分数为45~90%的水、质量分数为5~40%的液体石蜡、质量分数为0.7~10%的表面活性剂及乳化剂、引发剂制成；所述混合单体是由质量分数为70~95%的丙烯酰胺单体和质量分数为5~30%的丙烯酸单体/丙烯酸的水溶性盐混合物混合而成；所述乳化剂为所述液体石蜡质量的0.5~5%；所述引发剂为所述混合单体质量的0.3~5%。本发明具有生产流程简单、成本低的特点；所得产品防渗性能优良，适用于pH值环境为1~13的盐田的防渗，也可用于工业废水池、水库、鱼池、引水渠以及灌溉用蓄水塘坝等场合的防渗处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种防渗剂，尤其涉及一种盐田防渗剂。
背景技术
天然粘土（土壤）都有一定的透水性，而生产中为了节约投资，很多大规模蓄水设备如盐田、水库、鱼塘、引水渠和工业废水池，都直接使用粘土作为衬里，盐水或淡水不可避免地以渗漏的形式损失掉。
盐田的渗漏造成卤水中有价无机盐（如钾盐、锂盐等）的大量损失，增加了盐田投资和生产成本。据统计，国内和世界各盐湖提钾、提锂厂家，在盐田日晒浓缩过程中，以卤水渗漏形式损失的钾盐和锂盐高达20~40%。盐场、矿区、垃圾场的渗漏水，渗透到土壤深部，还会造成对周边环境的大量污染和腐蚀；灌溉渠、引水渠的渗漏则会造成淡水资源的严重浪费。因此，采用质优价廉的材料作为防渗剂，不仅能节约投资、降低成本，而且具有重要的资源环境意义。
矿区渗漏水有时pH值高达1，盐田卤水中含有大量的氯根，都有着强烈的腐蚀性，一般的化学防渗材料很难满足特殊区域的渗漏防治。为了解决天然粘土的渗漏问题，人们采用柏油、塑料膜、水泥等材料作为垫层覆盖土壤表面，但这些材料均存在价格昂贵、施工难度大或耐腐蚀性能差的问题，仅仅能有限地使用到特定的场合，如盐田老卤的存储通常是用塑料薄膜衬底来防渗的。
中国专利CN101429434A提供了一种土壤保水防渗剂，是将阴离子性聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、膨润土、胶泥粉按一定比例混合均匀，施用时需要先将渗漏严重区域的泥水搅成悬浮液，再将防渗剂与细土混合均匀撒在渗漏处；中国专利CN1109090A提供了一种含单宁的土壤防渗剂，其特征为将单宁、水玻璃和铁盐按一定比例混合，该防渗剂可以有效减小渗漏速率及延缓渗漏时间，但不能完全阻止渗漏。关于这些防渗剂能否应用于盐田等高浓度或腐蚀性强盐溶液环境中，则未见报道。
乳液聚合物作为水溶液防渗材料，具有化学稳定性好、粘性好、成本低廉等优点。美国专利US3767629提供了一种用气体控制水溶性单体聚合反应的方法，该方法需通过调节通入的氮气和反应容器中空气的量来控制聚合反应速率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防渗性能优良、成本低的盐田防渗剂。
为解决上述问题，本发明所述的一种盐田防渗剂，其特征在于：它由质量分数为3~10%的混合单体、质量分数为45~90%的水、质量分数为5~40%的液体石蜡、质量分数为0.7~10%的表面活性剂及乳化剂、引发剂制成；所述混合单体是由质量分数为70~95%的丙烯酰胺单体和质量分数为5~30%的丙烯酸单体/丙烯酸的水溶性盐混合物混合而成；所述乳化剂为所述液体石蜡质量的0.5~5%；所述引发剂为所述混合单体质量的0.3~5%。
所述乳化剂为司盘60。
所述表面活性剂为司盘80。
所述引发剂为水溶性过硫酸盐引发剂。
所述丙烯酸的水溶性盐是指丙烯酸钠或丙烯酸钾。
如上所述一种盐田防渗剂的制备方法，其特征在于：该方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用水溶解后，经固体氢氧化钠和或其溶液调整pH值至7~10，制成质量浓度为30~50%的水溶液；再将所述乳化剂在30~75℃下加热溶于所述液体石蜡后，加入所述混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌20~30min后，加入所述引发剂再继续搅拌反应1.5~3.5 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物，所述液体石蜡为所述混合单体溶液质量的0.17~1.5倍；最后加入所述表面活性剂以及所述余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用简单的乳液聚合方法，反应过程中，通入氮气控制反应速率，但通入氮气的量和空气的比例无需严格控制，具有生产流程简单、成本低的特点；所得产品防渗性能优良，适用于pH值环境为1~13的盐田的防渗，也可用于工业废水池、水库、鱼池、引水渠以及灌溉用蓄水塘坝等场合的防渗处理。
2、本发明在淡水中的防渗性能测试：
将经去除碎石子及植物根系等杂质的耕作土壤，填装到直径25 cm、高度26 cm圆柱形塑料桶中，桶底开几个0.5 cm小孔供水流出。分别取5kg土壤，填装到2个塑料桶中，设置对照组考察防渗性能。土壤夯实到10 cm厚度，相应的填装密度约为1019 g/m3。实验组取实施例1中乳状防渗剂70 g均匀施在土壤表面，放置使与土壤紧密结合，加淡水到14 cm高度。实验观察期100天内没有发生渗漏。对照组没有加防渗剂，加水10 min后发生渗漏，三小时内渗漏速率平均为~1.19×10-5m/s。
3、本发明在卤水中的防渗性能测试：
实验土壤、装置及土壤填装密度等与实施例3相同，并设置对照组。取实施例1中乳状防渗剂70 g均匀施在土壤表面，放置使与土壤紧密结合，加入柴达木盆地某盐湖卤水到14 cm高度。该卤水pH为6，比重为1.35。卤水在100天实验观察期内没有发生渗漏。对照组30min后开始渗漏，四小时内渗漏速率平均为~1.33×10-6m/s。
4、本发明在不同pH卤水中的防渗性能测试：
实验土壤、装置、土壤填装密度以及所用卤水同淡水中防渗性能测试的条件相同。 取实施例2中乳状防渗剂80 g施于土壤表面。将卤水pH分别调节到1、3、5、7、9、11、13考察本发明防渗剂在不同pH下使用效果。实验观察期30天内，pH为1~13的卤水均未发生渗漏。
具体实施方式
实施例1 一种盐田防渗剂，它由37.64 g混合单体、700 g水、108.1 g液体石蜡、6 g表面活性剂及1.85g乳化剂、0.30 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由34.50 g丙烯酰胺单体和3.14 g丙烯酸钠单体混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用40 g水溶解后，经1.75 g氢氧化钠固体和质量浓度为40%的氢氧化钠溶液调整pH值至8.5，制成质量浓度为47%的水溶液；再将乳化剂和28.1 g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在50℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌20min后，加入引发剂再继续搅拌反应2 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
实施例2 一种盐田防渗剂，它由36.90 g混合单体、970 g水、130 g液体石蜡、10 g表面活性剂及3.49 g乳化剂、1.08 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由30.10 g丙烯酰胺单体和6.80 g丙烯酸钠混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用70 g水溶解后，经质量浓度为0.01~0.02%的氢氧化钠溶液调整pH值至8.5，制成质量浓度为34%的水溶液；再将乳化剂和50 g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在60℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌30min后，加入引发剂再继续搅拌反应2.2 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
实施例3 一种盐田防渗剂，它由34.02 g混合单体、600 g水、110.6 g液体石蜡、82 g表面活性剂及1.53 g乳化剂、1.50 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由24.00 g丙烯酰胺单体和10.02 g丙烯酸单体混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用40 g水溶解后，经5.0 g氢氧化钠和质量浓度为1%的氢氧化钠溶液调整pH值至7.0，制成质量浓度为43%的水溶液；再将乳化剂和39.6g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在30℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌30min后，加入引发剂再继续搅拌反应3.5 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
实施例4 一种盐田防渗剂，它由36.30 g混合单体、1079 g水、71.55g液体石蜡、12 g表面活性剂及1.65g乳化剂、1.8 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由33.90 g丙烯酰胺单体和2.40 g丙烯酸钠单体混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用40 g水溶解后，经1.2 g氢氧化钠和质量浓度为40%的氢氧化钠溶液调整pH值至8.5，制成质量浓度为46%的水溶液；再将乳化剂和27.6 g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在75℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌20min后，加入引发剂再继续搅拌反应1.5 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
实施例5 一种盐田防渗剂，它由38.37 g混合单体、175 g水、155.37 g液体石蜡、15 g表面活性剂及7.77 g乳化剂、1.82 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由29.81 g丙烯酰胺单体和8.56 g丙烯酸单体混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用38.13 g水溶解后，经4.8 g氢氧化钠和质量浓度为40%的氢氧化钠溶液调整pH值至9.5，制成质量浓度为47%的水溶液；再将乳化剂和57.55 g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在50℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌25min后，加入引发剂再继续搅拌反应1.8h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
实施例6 一种盐田防渗剂，它由36.91 g混合单体、975 g水、151.1 g液体石蜡、9.8 g表面活性剂及0.78g乳化剂、0.11 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由33.90 g丙烯酰胺单体和3.01g丙烯酸单体混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用80 g水溶解后，经1.6 g氢氧化钠和质量浓度为40%的氢氧化钠溶液调整pH值至8.5，制成质量浓度为30%的水溶液；再将乳化剂和21.1 g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在40℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌30min后，加入引发剂再继续搅拌反应3 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
实施例7 一种盐田防渗剂，它由35.23 g混合单体、850 g水、210.75 g液体石蜡、102.4 g表面活性剂及6.32g乳化剂、0.11 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由24.66 g丙烯酰胺单体和10.57g丙烯酸钾混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用34.5 g水溶解后，经质量浓度为0.01~0.02%的氢氧化钠溶液调整pH值至8.0，制成质量浓度为50%的水溶液；再将乳化剂和11.80 g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在40℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌30min后，加入引发剂再继续搅拌反应3 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
实施例8 一种盐田防渗剂，它由74.82 g混合单体、372 g水、329.1 g液体石蜡、50.7 g表面活性剂及13.16g乳化剂、2.24 g引发剂制成。
其中：混合单体是指由71.08 g丙烯酰胺单体和3.74g丙烯酸钾混合而成。
该盐田防渗剂的制备方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用166 g水溶解后，经质量浓度为0.01~0.02%的氢氧化钠溶液调整pH值至10，制成质量浓度为30%的水溶液；再将乳化剂和74.82 g液体石蜡置于连接了搅拌装置和通气装置的四口瓶中，在40℃下加热使表面活性剂溶于液体石蜡后，加入混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌30min后，加入引发剂再继续搅拌反应3 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物；最后加入表面活性剂以及余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
上述实施例1~8中乳化剂为司盘60；表面活性剂为司盘80；引发剂为水溶性过硫酸盐引发剂；丙烯酸的水溶性盐是指丙烯酸钠或丙烯酸钾。
Claims (6)
1.一种盐田防渗剂，其特征在于：它由质量分数为3~10%的混合单体、质量分数为45~90%的水、质量分数为5~40%的液体石蜡、质量分数为0.7~10%的表面活性剂及乳化剂、引发剂制成；所述混合单体是由质量分数为70~95%的丙烯酰胺单体和质量分数为5~30%的丙烯酸单体/丙烯酸的水溶性盐混合物混合而成；所述乳化剂为所述液体石蜡质量的0.5~5%；所述引发剂为所述混合单体质量的0.3~5%。
2.如权利要求1所述的一种盐田防渗剂，其特征在于：所述乳化剂为司盘60。
3.如权利要求1所述的一种盐田防渗剂，其特征在于：所述表面活性剂为司盘80。
4.如权利要求1所述的一种盐田防渗剂，其特征在于：所述引发剂为水溶性过硫酸盐引发剂。
5.如权利要求1所述的一种盐田防渗剂，其特征在于：所述丙烯酸的水溶性盐是指丙烯酸钠或丙烯酸钾。
6.如权利要求1所述一种盐田防渗剂的制备方法，其特征在于：该方法是指首先按比例称重混合单体、水、乳化剂、引发剂、液体石蜡及表面活性剂；然后将混合单体用水溶解后，经固体氢氧化钠和或其溶液调整pH值至7~10，制成质量浓度为30~50%的水溶液；再将所述乳化剂在30~75℃下加热溶于所述液体石蜡后，加入所述混合单体溶液，并通氮气驱氧，搅拌20~30min后，加入所述引发剂再继续搅拌反应1.5~3.5 h，停止通气，得到丙烯酰胺类聚合物混合物，所述液体石蜡为所述混合单体溶液质量的0.17~1.5倍；最后加入所述表面活性剂以及所述余下的水、余下的液体石蜡，经充分搅拌即得乳状液体混合物。
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