本发明公开了一种化学固沙剂的制备方法，属于环境治理技术领域。
背景技术：
固沙的方法有三种，即机械固沙、植物固沙和化学固沙。机械固沙如设置沙障、草方格等，见效快，但投入较大，不适合大范围使用；植物固沙：主要是在沙漠的边缘或腹地种植防护林或者在沙面上进行植物结皮，降低沙漠的风速，防止沙漠起沙，进而达到固沙的目的，但费时费力；化学固沙是三者中使用效果好、较便捷的一种方法，它是利用固沙剂在沙面形成一种不透性的薄膜，进而起到沙面固定的作用。
目前常用的固沙剂为聚氨酯型固沙剂，它是一种带有活性异氰酸基（-nco）的预聚体，当固沙剂与水按一定的比例稀释，喷洒在撒播植被草种的砂土层上后，聚氨酯预聚体将与水快速反应，形成高分子聚合物。这种高分子聚合物便会填充土中孔隙及包裹土颗粒，从而在土颗粒和固沙剂之间形成物理的或化学的联系，同时通过高分子自身的空间网络结构的特点，充分利用高分子末端大量的活性羟基或羧基等官能团，与土颗粒表面基团发生物理或化学反应，将土颗粒粘结成网络状的结构整体，在表面形成一定厚度的固化层。但该类固沙剂抗冲刷能力弱，保水性和抗渗能力差，使用后固化层厚度薄强度低，导致作用持久性降低，固沙效果不佳。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对现有的固沙剂存在保水性和固沙能力差的问题，提供了一种化学固沙剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
（1）将衣康酸、丙烯酸和无水乙醇加入到烧瓶中，再加入引发剂，搅拌反应，反应结束后，将烧瓶中的物料旋蒸浓缩，得到含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液；
（2）将含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液与二氯亚砜反应，得到产物，将产物旋蒸至干，得到含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物，将含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物、质量分数为15%氢氧化钠溶液和氨基胍搅拌反应，反应结束，再加入无水乙醇混合、静置分层，得到上层液，将上层液喷雾干燥，得到含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物；
（3）将高岭土、氧化钙、聚乙烯醇混合粉碎、过筛，得到混合粉末；
（4）将蜘蛛丝、混合粉末、含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物混合即可得到化学固沙剂。
步骤（1）所述的含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液的制备步骤为：将40～50g衣康酸、15～20g丙烯酸和200～300ml无水乙醇加入到烧瓶中，再加入0.1～0.3g引发剂，于温度为60～70℃，搅拌反应2～3h，反应结束后，将烧瓶中的物料旋蒸浓缩，得到含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液。
所述的引发剂为过硫酸铵、过氧化二异苯丙、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
步骤（2）所述的含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物的制备步骤为：将含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液与200～300ml二氯亚砜，于温度为80～90℃，搅拌反应1～2h，得到产物，将产物旋蒸至干，得到含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物。
步骤（2）所述的含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物的制备步骤为：将含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物、200～300ml质量分数为15%氢氧化钠溶液和15～20g氨基胍搅拌反应，反应结束，再加入200～300ml无水乙醇混合、静置分层，得到上层液，将上层液喷雾干燥，得到含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物。
步骤（3）所述的混合粉末的制备步骤为：将200～300g高岭土、60～80g氧化钙和15～20g聚乙烯醇粉碎、过筛，得到混合粉末。
步骤（4）所述的化学固沙剂的制备步骤为：按重量份数计，称取20～30份蜘蛛丝、15～20份混合粉末、30～40份含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物搅拌混合5～10min，得到化学固沙剂。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以含有羧基的衣康酸和丙烯酸为单体进行聚合，得到含有多个羧基基团的聚合物，衣康酸丙烯酸共聚物中的羧基为亲水性基团，可使聚合物具有保水性，然后用二氯亚砜与部分羧基反应生成酰氯基团，酰氯基团与氨基胍的氨基反应，得到含有氨基和羧基的聚合物，从而引入更多的亲水性基团，使聚合物具有更强的保水性，且聚合物中的亲水基团可与沙粒表面的si-oh、ca2+、mg2+等通过交联作用、吸附作用等物理化学作用使相邻的松散细沙颗粒由高分子链相互联接，进而达到固沙的作用；
（2）高岭土中的氧化铝在氧化钙作用下可与沙粒表面的si-oh通过交联作用形成凝胶状高聚物，可在沙粒表面形成固化层，从而达到固沙的目的；
（3）蜘蛛丝具有高粘结性能，可将表面的沙粒粘结在一起，进一步增强固沙效果。
具体实施方式
本发明所需原料有：衣康酸、丙烯酸、无水乙醇、二氯亚砜、15%氢氧化钠溶液、氨基胍、高岭土、氧化钙、聚乙烯醇、蜘蛛丝、高岭土、引发剂。
称取40～50g衣康酸、15～20g丙烯酸和200～300ml无水乙醇加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为60～70℃，再向烧瓶中加入0.1～0.3g引发剂，保温搅拌反应2～3h，以衣康酸和丙烯酸为单体进行聚合生成含有羧基的聚合物，待反应结束后，将烧瓶中的物料置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩30～40min，得到含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液，将含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液置于烧瓶中，再向烧瓶中加入200～300ml二氯亚砜，并将烧瓶移入恒温数显磁力搅拌器中，于温度为80～90℃，转速为300～400r/min条件下搅拌反应1～2h，衣康酸丙烯酸共聚物的羧基与二氯亚砜反应可形成酰氯，待反应结束后，将产物置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至干，得到含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物，将含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物、200～300ml质量分数为15%氢氧化钠溶液和15～20g氨基胍加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为105～115℃，搅拌反应2～3h，衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的酰氯基团与氨基胍的氨基发生缩合反应，待反应结束，再向烧瓶中加入200～300ml无水乙醇，搅拌混合3～5min后，静置分层，得到上层液，将上层液进行喷雾干燥，得到含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物，同时依次称取200～300g高岭土、60～80g氧化钙和15～20g聚乙烯醇加入到粉碎机中粉碎，过80～100目筛，得到含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末，高岭土中的氧化铝在碱性条件下可与沙粒表面的si-oh基团通过交联作用于沙粒，使沙粒联接成为一个整体，最后按重量份数计，称取20～30份蜘蛛丝、15～20份含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末、30～40份含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物加入到烧杯中，搅拌混合5～10min，得到化学固沙剂。
所述的引发剂为过硫酸铵、过氧化二异苯丙、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
实例1
称取40g衣康酸、15g丙烯酸和200ml无水乙醇加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为60℃，再向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，保温搅拌反应2h，待反应结束后，将烧瓶中的物料置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩30min，得到含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液，将含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液置于烧瓶中，再向烧瓶中加入200ml二氯亚砜，并将烧瓶移入恒温数显磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为300r/min条件下搅拌反应1h，待反应结束后，将产物置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至干，得到含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物，将含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物、200ml质量分数为15%氢氧化钠溶液和15g氨基胍加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为105℃，搅拌反应2h，待反应结束，再向烧瓶中加入200ml无水乙醇，搅拌混合3min后，静置分层，得到上层液，将上层液进行喷雾干燥，得到含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物，同时依次称取200g高岭土、60g氧化钙和15g聚乙烯醇加入到粉碎机中粉碎，过80目筛，得到含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末，最后按重量份数计，称取20份蜘蛛丝、15份含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末、30份含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物加入到烧杯中，搅拌混合5min，得到化学固沙剂。
实例2
称取50g衣康酸、20g丙烯酸和300ml无水乙醇加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为70℃，再向烧瓶中加入0.3g过氧化二异苯丙，保温搅拌反应3h，待反应结束后，将烧瓶中的物料置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩40min，得到含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液，将含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液置于烧瓶中，再向烧瓶中加入300ml二氯亚砜，并将烧瓶移入恒温数显磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为400r/min条件下搅拌反应2h，待反应结束后，将产物置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至干，得到含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物，将含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物、300ml质量分数为15%氢氧化钠溶液和20g氨基胍加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为115℃，搅拌反应3h，待反应结束，再向烧瓶中加入300ml无水乙醇，搅拌混合5min后，静置分层，得到上层液，将上层液进行喷雾干燥，得到含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物，同时依次称取300g高岭土、80g氧化钙和20g聚乙烯醇加入到粉碎机中粉碎，过100目筛，得到含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末，最后按重量份数计，称取30份蜘蛛丝、20份含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末、40份含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物加入到烧杯中，搅拌混合10min，得到化学固沙剂。
实例3
称取45g衣康酸、18g丙烯酸和250ml无水乙醇加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为65℃，再向烧瓶中加入0.2g过氧化苯甲酰，保温搅拌反应2.5h，待反应结束后，将烧瓶中的物料置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩35min，得到含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液，将含有衣康酸丙烯酸共聚物的浓缩液置于烧瓶中，再向烧瓶中加入250ml二氯亚砜，并将烧瓶移入恒温数显磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为350r/min条件下搅拌反应1.5h，待反应结束后，将产物置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至干，得到含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物，将含有衣康酰氯丙烯酰氯共聚物的干燥物、250ml质量分数为15%氢氧化钠溶液和18g氨基胍加入到烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为110℃，搅拌反应2.5h，待反应结束，再向烧瓶中加入250ml无水乙醇，搅拌混合4min后，静置分层，得到上层液，将上层液进行喷雾干燥，得到含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物，同时依次称取250g高岭土、70g氧化钙和18g聚乙烯醇加入到粉碎机中粉碎，过90目筛，得到含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末，最后按重量份数计，称取25份蜘蛛丝、18份含有高岭土、氧化钙和聚乙烯醇的混合粉末、35份含有氨基胍改性衣康酸丙烯酸共聚物的干燥物加入到烧杯中，搅拌混合8min，得到化学固沙剂。