本发明属于高分子技术领域，涉及一种环保高效型水质稳定剂的制备方法。
背景技术：
随着人类社会不断进步，工农业生产的长足发展，工业、农业和人们日常生活用水量日益增大，使得地球上的淡水资源日趋匮乏，人类社会正在面临着严重的“水危机”威胁。在工业﹑农业和人们日常生活用水总量中，工业用水占居首位，工业生产过程产生的废水量也居于总废水量的首位。如何减少工业用水，并对工业废水进行合理处理和回用，越来越受到人们的重视。
为了减少工业用水，提高占工业用水总量60％～70％的循环冷却水的利用率，就必须解决由于冷却水不断蒸发，水中盐类被浓缩，同时由于冷却水与大气充分接触，导致循环冷却水出现严重的结垢，腐蚀和菌藻滋生三大弊病，使换热效率大为降低，检修频繁，威胁生产正常进行的问题。水质稳定剂的发展经历六个阶段的发展。
第一个阶段：30年代至40年代，随着工业生产规模的扩大，直流冷却水开始不适应工业发展的要求，改为循环水后，结垢又成为主要矛盾。
第二个阶段：50年代至60年代初，由于浓缩倍数的提高，采用无机酸来控制水的ph值(6.5～7.0范围内)，以达到在高浓缩倍数下控制结垢的目的，此时腐蚀加剧，为此采用铬酸盐-聚磷酸盐或锌盐来缓蚀。
第三个阶段：在60年代后期至70年代中期，开始出现了聚磷酸盐，聚羧酸的阻垢剂。聚磷酸盐有易于水解、生成磷酸钙的缺点，且聚羧酸的功能比较单一。
第四个阶段：70年代后期，针对聚磷酸盐和聚羧酸的缺点，开发了有机膦酸盐阻垢剂，其阻垢性能优越，但由此而引起的循环冷却水的排水中磷的含量增加，对水体又造成了富营养化的危害。
第五个阶段：80年代开始，随着环保对排污的限制和循环水浓缩倍数的提高，各种高效的共聚物水质稳定剂相继问世，尤其是含磺酸﹑膦酸和其它官能团的共聚物，因其优良的性能而引起普遍的关注。
第六个阶段：90年代，人们研发出具有特种结构和特种功能的水质稳定剂。如二乙烯三胺五亚甲基膦酸(papemp)是一种新型的水质稳定剂，与传统的水质稳定剂相比，其对钙的容忍度大幅度提高，适合于超高硬度碱度水质处理。
总之，阻垢剂的发展经历了无机聚磷酸盐、有机聚磷酸(盐)、聚羧酸类、二元及三元含磷共聚物、二元及三元低磷和无磷共聚物几个阶段。随着人类环境意识的提高，环保法规进一步严格，低磷、无磷的绿色水处理剂已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题。将不同作用机理的官能团接枝在共聚物分子中可发挥不同的功效。本文以水为溶剂，在引发剂的作用下将含有羧酸基、酯基和醚基的单体聚合成共聚物。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种新型环保高效型水质稳定剂(rg-9)的制备方法。
其具体制备方法包括以下工艺步骤：
在装有搅拌器的圆底烧瓶中加入脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)和马来酸酐(ma)，控制aeo-9和ma的摩尔比为1:0.9～1:1.2，在70～75℃下恒温反应3.0～5.0h，得到单体ma-aeo-9；在装有搅拌器的三颈烧瓶中，加入单体马来酸酐(ma)和ma-aeo-9，控制ma和ma-aeo-9的摩尔比为5:1～8:1，然后加入硫酸铁铵(nh4fe(so4)2·12h2o)，控制硫酸铁铵的量为总单体质量的0.5～0.8％，再加入一定量的蒸馏水，控制蒸馏水的量为单体总质量的3倍，待温度达到85～95℃时，开始滴加30％的双氧水溶液，控制30％的双氧水的质量为加入马来酸酐(ma)总质量的60％～80％，双氧水溶液在1.5h内滴完，最后恒温反应2～4h即得目标产物rg-9。
反应方程式如下所示:
本发明制备新型环保高效型水质稳定剂(rg-9)的方法操作简单，工艺条件温和，共聚反应在水溶液中进行，成本低，而且有效地抑制其它副反应的发生，同时在反应过程中没有“三废”的产生，且制备的新型环保高效型水质稳定剂(rg-9)便于运输和储存。
新型环保高效型水质稳定剂(rg-9)的性能测定：
根据化工部标准，用无水ca(no3)2﹑nahco3配制实验水样，水样中，[caco3]＝250mg/l(以caco3计)。待恒温水浴箱50℃时，将水样放入，并逐渐升温至80℃恒温，恒温10小时。用edta络合滴定法测定[ca2+]。按下式计算阻垢率:
阻垢率(％)＝100*(vc-vo)/(kv-vo)
式中，v为未加热空白水样所消耗的edta体积，ml；vc为加有阻垢剂的水样加热后所消耗的edta体积，ml；vo为未加阻垢剂的水样加热后所消耗的edta体积，ml；k为浓缩倍数。
新型环保高效型水质稳定剂(rg-9)水质稳定剂投加量对阻垢率的影响
由上表可知，对碳酸钙垢而言，随着投加量的增加，rg-9水质稳定剂阻碳酸钙垢的阻垢率升高，当升高到一定值时，趋于稳定；当投加量为5mg/l时，rg-9水质稳定剂对碳酸钙垢的阻垢率达99％；当投加量为8mg/l时，对碳酸钙垢的阻垢率以达饱和，若继续投加，阻碳酸钙垢的能力将会略微下降，但下降副度不大。
原水中[ca2+]浓度对rg-9水质稳定剂阻垢性能的影响
由上表可知，对rg-9水质稳定剂在碳酸钙浓度小于750mg/l时，其对碳酸钙的阻垢效果达到99％，随着碳酸钙浓度的继续增加，rg-9水质稳定剂阻碳酸钙垢的阻垢率有所下降。可见rg-9水质稳定剂具有较大的钙容度，适合于高硬度水质。
rg-9红外光谱分析(ftir)
将干燥的产物制样。在傅里叶红外光谱仪上测定红外光谱。分辨率为4cm-1，波数范围400～4000cm-1，扫描30次。ftir图谱(rg-9)见图1。有红外光谱图可以看出1245cm-1为-c＝c-coor的特征峰，1720cm-1为c＝o的吸收峰，1110cm-1为环氧化合物(c-o-c)的不对称伸缩振动峰，2922-2864cm-1是烷基(c-h)的特征峰，1640cm-1、834cm-1和721cm-1为烯键(-c＝c-)的特征峰。
附图说明
图1是阻垢剂rg-9的红外光谱图。
具体实施方式
实施例1
在装有搅拌器的圆底烧瓶中分别加入29g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)和5.4g马来酸酐(ma)，控制温度为74℃，恒温反应4.5h后得到单体ma-aeo-9；在装有搅拌器的三颈烧瓶中分别加入5.9g马来酸酐(ma)、0.1g催化剂硫酸铁铵、6.9g单体ma-aeo-9和37ml蒸馏水，升温至95℃，在1.5h内滴完5.2g双氧水溶液(h2o2含量为30％)，再恒温2h后停止反应即得固含量为25％的水质稳定剂rg-9。
实施例2
在圆底烧瓶中分别加入29g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)和5.4g马来酸酐(ma)，控制温度为74℃，恒温反应4.0h后得到单体ma-aeo-9；在装有搅拌器的三颈烧瓶中分别加入5.9g马来酸酐(ma)、0.1g催化剂硫酸铁铵、6.9g单体ma-aeo-9和37ml蒸馏水升温至85℃，在1.5h内滴完5.2g双氧水溶液(h2o2含量为30％)，恒温反应2h得到最终产物水质稳定剂rg-9。
实施例3
在圆底烧瓶中分别加入29g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)和5.4g马来酸酐(ma)，控制温度为70℃，恒温反应4.5h后得到单体ma-aeo-9；在装有搅拌器的三颈烧瓶中分别加入7.8g马来酸酐(ma)、0.12g催化剂硫酸铁铵、6.2g单体ma-aeo-9和42ml蒸馏水，升温至95℃，在1.5h内滴完6.7g双氧水溶液(h2o2含量为30％)，恒温反应2h得到最终产物水质稳定剂rg-9。
实施例4
在圆底烧瓶中分别加入29g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)和5.4g马来酸酐(ma)，控制温度为74℃，恒温反应4.5h后得到单体ma-aeo-9；在装有搅拌器的三颈烧瓶中分别加入5.9g马来酸酐(ma)、0.1g催化剂硫酸铁铵、6.9g单体ma-aeo-9和37ml蒸馏水，升温至95℃，在1.5h内滴完6.7g双氧水溶液(h2o2含量为30％)，恒温反应4h得到最终产物水质稳定剂rg-9。
实施例5
在圆底烧瓶中分别加入29g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)和5.4g马来酸酐(ma)，控制温度为74℃，恒温反应4.5h后得到单体ma-aeo-9；在装有搅拌器的三颈烧瓶中分别加入5.9g马来酸酐(ma)、0.1g催化剂硫酸铁铵、6.4g单体ma-aeo-9和34ml蒸馏水，升温至90℃，在1.5h内滴完6.7g双氧水溶液(h2o2含量为30％)，恒温反应4h得到最终产物水质稳定剂rg-9。