本发明属于防渗漏作业技术领域，具体地讲，涉及一种防渗剂及其制备方法和应用。
背景技术：
天然粘土即一般俗称的土壤，其具有一定的透水性，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、工业废水池等，都直接使用天然粘土作为衬里，由此存储在上述蓄水设备中的盐水或淡水将不可避免地以渗漏的形式损失掉。
盐场、矿区、垃圾场等区域的渗漏水会渗透至土壤深部，还会对周边环境造成大量的污染和腐蚀；灌溉渠、引水渠等区域的渗漏则会造成淡水资源的严重浪费。对于盐田来说，盐田的渗漏将会造成卤水中具有经济价值的无机盐(如钾盐、锂盐等)大量损失，增加了盐田投资和生产成本。据统计，国内外钾盐、锂盐生产工厂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％。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。
现有防渗技术多采用粘土机械夯实、塑膜铺底、生物防渗、化学防渗等方法。粘土机械夯实受地质条件制约，盐田周围土壤多为沙土，粘土机械夯实的方法不适用；塑膜铺底，成本较高，且在北方紫外线强度大，塑膜易老化；生物防渗受气候影响大，在北方使用受制约；化学防渗多采用沥青、有机物和植物纤维混合成的泥浆，但多用于油气田钻井液渗漏。
另外，矿区盐田的渗漏水的pH有时高达1，盐田卤水中含有大量的Cl-，其具有强烈的腐蚀性，一般的化学防渗材料很难满足盐田这种特殊区域的渗漏防治。为了解决天然粘土的渗漏问题，现场作业中一般采用柏油、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只能采用塑料薄膜衬底来防渗的，而缺乏其他更为合理有效的方法。
技术实现要素：
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种防渗剂及其制备方法和应用，该防渗剂能够直接应用于盐田中，以对卤水等起到优异的防渗作用；同时，考虑盐田的一般分布地区，还对紫外线起到了防辐射作用。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种防渗剂，包括混合单体、交联剂和引发剂；其中，所述混合单体包括质量比为1:1～3:1的丙烯酰胺和丙烯酸；所述交联剂的质量为所述混合单体的质量的0.1％～0.3％；所述引发剂包括过硫酸铵和亚硫酸钠，所述过硫酸铵的质量为所述混合单体的质量的0.5％～2％，所述亚硫酸钠的质量为所述混合单体的质量的0.5％～2％。
进一步地，所述防渗剂还包括增强剂，所述增强剂的质量为所述混合单体的质量的1％～3％。
进一步地，所述增强剂包括碳酸钙或膨润土中的至少一种；其中，所述碳酸钙的粒径小于200目。
进一步地，所述防渗剂还包括抗辐射剂，所述抗辐射剂的质量为所述混合单体的质量的0.5％～5％。
进一步地，所述抗辐射剂包括光阻胺剂或炭黑中的至少一种。
进一步地，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
本发明的另一目的在于提供一种如上任一所述的防渗剂的制备方法，包括步骤：S1、将所述混合单体配制成质量百分数为25％～40％的混合单体水溶液；S2、将所述混合单体水溶液的pH调节至9～11后加入所述交联剂，获得第一溶液；S3、将引发剂配制成水溶液，获得第二溶液；S4、将所述第一溶液与所述第二溶液混合，0.5min～3min后，获得所述防渗剂。
进一步地，在所述步骤S2中，还向所述第一溶液中加入增强剂。
进一步地，在所述步骤S2中，还向所述第一溶液中加入抗辐射剂。
本发明的另一目的还在于提供一种如上任一所述的防渗剂在盐田防渗中的应用，包括步骤：Q1、将所述混合单体配制成质量百分数为25％～40％的混合单体水溶液；Q2、将所述混合单体水溶液的pH调节至9～11后加入所述交联剂，获得第一溶液；Q3、将引发剂配制成水溶液，获得第二溶液；Q4、在室温下，将所述第一溶液与所述第二溶液均匀喷洒在盐田土壤上，0.5min～3min后，在盐田土壤的缝隙中和表面上生成所述防渗剂，以在盐田土壤的缝隙及表面形成防渗层。
本发明通过分别配制混合单体水溶液以及引发剂水溶液，再通过二者直接混合，短暂接触后便会放出大量的热量，即形成了防渗剂。当在盐田中使用该防渗剂时，仅需直接向盐田土壤中均匀喷洒混合单体水溶液及引发剂水溶液即可，操作在室温下即可进行，反应温度低，工序简单，当该技术应用于大面积的盐田时，可以大幅降低成本及施工难度。根据本发明的防渗剂考虑到盐田一般处于高原地区，紫外辐射较强，还具有良好的抗辐射效果，以延长使用寿命。相比现有技术中的化学防渗剂，还具有成本低的优势。
具体实施方式
以下，将详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
本发明公开了一种防渗剂，其包括混合单体、交联剂和引发剂；混合单体包括质量比为1:1～3:1的丙烯酰胺和丙烯酸；交联剂与混合单体的质量比为0.1:100～0.3:100，交联剂具体为N，N-亚甲基双丙烯酰胺；引发剂包括过硫酸铵和亚硫酸钠，其中过硫酸铵与混合单体的质量比为0.5:100～2:100，亚硫酸钠与混合单体的质量比为0.5:100～2:100；也就是说，交联剂以及引发剂中过硫酸铵、亚硫酸钠的质量分别占混合单体的质量的0.1％～0.3％、0.05％～2％、0.05％～2％。
优选地，根据本发明的防渗剂中还包括占混合单体的质量的1％～3％的增强剂；增强剂包括超细碳酸钙或膨润土中的至少一种；此处超细碳酸钙具体指该碳酸钙的粒径小于200目。增强剂在最终获得的防渗剂中起到骨架支撑的作用，因此可以增强防渗剂的防渗漏强度。
优选地，根据本发明的防渗剂还包括占混合单体的质量的0.5％～5％的抗辐射剂；抗辐射剂具体包括光阻胺剂或炭黑中的至少一种。
本发明还公开了上述防渗剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将质量比为1:1～3:1的丙烯酰胺和丙烯酸混合获得混合单体，再将该混合单体溶于水，获得质量百分数为25％～40％的混合单体水溶液。
步骤二：将混合单体水溶液的pH调节至9～11后加入交联剂，获得第一溶液。
在本步骤中，pH调节剂可以选用饱和NaOH水溶液。
交联剂与混合单体水溶液中的混合单体的质量比为0.1:100～0.3:100。
在本实施例中，交联剂优选为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
优选地，可向上述第一溶液中加入增强剂和/或抗辐射剂；具体来讲，增强剂具体包括超细碳酸钙(粒径小于200目的碳酸钙)或膨润土中的至少一种，增强剂的用量为混合单体的质量的1％～3％；抗辐射剂具体包括光阻胺剂或炭黑中的至少一种，抗辐射剂的用量为混合单体的质量的0.5％～5％。
步骤三：将过硫酸铵和亚硫酸钠混合获得引发剂，再将引发剂配制成水溶液，获得第二溶液；其中，过硫酸铵及亚硫酸钠的质量均为混合单体的质量的0.05％～2％。
步骤四：将第一溶液与第二溶液混合，0.5min～3min后，获得防渗剂。
值得注意的是，如若将上述防渗剂应用于盐田防渗中，仅需将步骤四中的第一溶液与第二溶液直接均匀喷洒在盐田土壤上即可，待0.5min～3min后，即在盐田土壤的缝隙中和表面上生成上述防渗剂，也就是说在盐田土壤的缝隙及表面形成了防渗层。
以下，将参照具体的实施例对根据本发明的防渗剂及其在盐田防渗中的应用方法进行详细的描述，为方便对各实施例进行对比，以表格的形式分析对比各实施例。实施例1-9中的防渗剂的组成对比结果如表1所示，上述各实施例在不同实验参数下的对比结果如表2所示。
表1 根据本发明的实施例1-9的防渗剂的组成对比
表2 根据本发明的实施例1-9在不同实验参数下的对比
在表1和表2中，“——”均表示未添加。
分别对上述实施例3、4、6中的防渗剂的防渗效果进行检验，可将上述实施例3、4、6的防渗剂直接在自制的防渗模拟装置中制备获得。具体来讲，将盐田土壤压实，然后将上述防渗剂直接形成在土壤上，形成防渗层，由此获得了防渗土壤衬底；然后向该防渗土壤衬底上倾倒清水及卤水至液面高度为25cm；为了证实本申请的防渗剂的有益效果，设置了对照组，在该对照组中，仅将盐田土壤压实而未使用防渗剂，在土壤缝隙及表面未形成防渗层，同样在该对照组的盐田土壤上倾倒清水及卤水至液面高度为25cm。50天后，发现采用上述实施例3、4、6的防渗剂的实验组中均未发生渗漏，而对照组中在40min后即开始出现渗漏现象，渗漏速率平均为1.4×10-6m/s。由此可以看出，根据本发明的实施例的防渗剂具有良好的防渗能力，且制备工艺简单、条件限制低、原料来源广泛，同时，简单的工艺更易于在盐田地区进行大面积的操作，进一步降低作业成本。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。