技术领域：
本发明涉及功能膜技术领域，具体涉及一种可控降解型pva功能膜的制备方法。
背景技术：
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我国现有的包装材料以聚乙烯、尼龙、聚酯等塑料薄膜为主，其废弃后的包装很难降解而造成环境污染，导致农作物减产、牲畜死亡现象。pva功能膜作为新型绿色环保的包装材料，被广泛应用在汽车用品的装饰(仪表盘、控制盘等)、电子产品装饰(鼠标、音响等)、居室用品、室内建材等。
现有技术中，液体包装用玻璃瓶和塑料瓶，前者成本高，后者耐腐蚀性差，且废弃的塑料瓶由于农残回收较为困难。若采用pva可降解膜做成农药包装袋或快递包装袋，可以解决使用后对土壤的污染。但是，目前pva膜的组成配比较复杂，成本较高，而且工艺较难控制，能耗较高，需要进行进一步的研究。
技术实现要素：
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本发明的目的在于提供一种可控降解型pva功能膜的制备方法，简单可控，成本较低，制成的pva功能膜适合作为液体包装和光学仪器包装用品。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种可控降解型pva功能膜的制备方法，包括以下步骤：
1)pva原料预混：按照重量份称取70～100份pva粉末、20～30份淀粉、6～15份去离子水，加入高速混合机中搅拌20～30min；混合物取出，加入至反应釜中，升温至80～100℃，再补充适量的pva粉末、丙三醇、三乙醇胺，反应1～2小时后得到预混物，冷却备用；
2)熔融共混：按照重量份数称取70～90份的步骤1)制备的预混物、20～30份增塑剂、3～10份热稳定剂、5～10份钛白粉、1～5份琥珀酸二甲酯、6～12份膨润土、0.2～0.8份润滑剂、0.02～0.2份抗氧剂、0.02～0.06份稀土氧化物；加入高速混合机中，边搅拌边升温至90～110℃，保温30～40min后冷却；
3)造粒成型：将步骤2)制备的混合物置于双螺杆挤出机内造粒，挤出颗粒采用膜面热切或风冷拉条，得到该可控降解性pva功能膜。
优选地，所述pva粉末需要经过预处理，具体为：取市售的pva，粉碎机粉碎成200～300目的颗粒，置于无菌干燥箱中干燥2～3小时，再进行气流粉碎得到500～600目的pva粉末。
优选地，所述步骤2)增塑剂选自柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬三丁酯、乙酰柠檬酸三乙酯、高分子量聚丙烯酸、硬酯酸丁酯、三乙基四胺、聚乙二醇、乙二撑二甲酰胺中的一种或多种的混合物。
优选地，所述步骤2)热稳定剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、氮化硅中的一种或多种的混合物。
优选地，所述步骤2)润滑剂选自聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、十二酸甘油酯、十六酸甘油酯、十八酸甘油酯中的一种或多种的混合物。
优选地，所述步骤2)抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂246、亚磷酸酯或抗氧剂168。
优选地，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化铷、氧化钇中的一种或多种的混合物。
优选地，所述步骤3)双螺杆挤出机的挤出温度为160～200℃，挤出压力为5～10mpa，螺杆长径比为40～60：1；膜面热切的直径小于2.2mm，风冷拉条的直径小于2.2mm，风冷拉条时的冷风温度为5～10℃，冷风湿度为70～90rh％。
本发明的有益效果是：1.本发明的可控降解型pva功能膜，原料绿色环保，工艺简单可控，相较于传统工艺能耗较低；外观呈无色透明状，具有优良的延伸率、撕裂度，生物耗氧量低，水蒸气透过性强，在常温土壤中掩埋6个月即可完全降解，符合可持续发展的要求。
2.本发明的可控降解型pva功能膜制备方法包括原料预混、熔融共混、造粒成型等步骤，通过对温度、原料成分配比、挤出造粒参数的控制，制得的功能膜外观、形状稳定，可重复性强。
3.本发明的可控降解型pva功能膜成分中，淀粉具有良好的胶黏性，丙三醇润滑粘粘，三乙醇胺高效助磨；多种助剂如增塑剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂、稀土氧化物提升了该功能膜的力学性能和耐温性、耐氧化性、稳定性，其中，稀土氧化物能够克服pva、羟基、醇类物质产生大量的氢键，减少不溶杂质产生，有利于工艺稳定。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种可控降解型pva功能膜的制备方法，包括以下步骤：
1)pva原料预混：按照重量份称取76份pva粉末、25份淀粉、8份去离子水，加入高速混合机中搅拌23min；混合物取出，加入至反应釜中，升温至86℃，再补充适量的pva粉末、丙三醇、三乙醇胺，反应1.2小时后得到预混物，冷却备用；其中，pva粉末需要经过预处理，具体为取市售的pva，粉碎机粉碎成200～300目的颗粒，置于无菌干燥箱中干燥2.5小时，再进行气流粉碎得到500～600目的pva粉末。
2)熔融共混：按照重量份数称取80份的步骤1)制备的预混物、22份增塑剂硬酯酸丁酯、5份热稳定剂氢氧化铝、8份钛白粉、2份琥珀酸二甲酯、7份膨润土、0.5份润滑剂聚乙烯蜡、0.08份抗氧剂246、0.05份稀土氧化物氧化钇；加入高速混合机中，边搅拌边升温至97℃，保温33min后冷却。
3)造粒成型：将步骤2)制备的混合物置于双螺杆挤出机内造粒，挤出颗粒采用膜面热切或风冷拉条，得到该可控降解性pva功能膜。其中，双螺杆挤出机的挤出温度为160～200℃，挤出压力为5～10mpa，螺杆长径比为40～60：1；膜面热切的直径小于2.2mm，风冷拉条的直径小于2.2mm，风冷拉条时的冷风温度为5～10℃，冷风湿度为70～90rh％。
实施例2
一种可控降解型pva功能膜的制备方法，包括以下步骤：
1)pva原料预混：按照重量份称取90份pva粉末、28份淀粉、10份去离子水，加入高速混合机中搅拌26min；混合物取出，加入至反应釜中，升温至80～100℃，再补充适量的pva粉末、丙三醇、三乙醇胺，反应1.5小时后得到预混物，冷却备用；其中，pva粉末需要经过预处理，具体为取市售的pva，粉碎机粉碎成200～300目的颗粒，置于无菌干燥箱中干燥2.5小时，再进行气流粉碎得到500～600目的pva粉末。
2)熔融共混：按照重量份数称取80份的步骤1)制备的预混物、25份增塑剂、6份热稳定剂硬脂酸镁、7份钛白粉、2份琥珀酸二甲酯、8份膨润土、0.5份润滑剂十二酸甘油酯、0.12份抗氧剂1076、0.03份稀土氧化物氧化铷；加入高速混合机中，边搅拌边升温至103℃，保温35min后冷却。
3)造粒成型：将步骤2)制备的混合物置于双螺杆挤出机内造粒，挤出颗粒采用膜面热切或风冷拉条，得到该可控降解性pva功能膜。其中，双螺杆挤出机的挤出温度为160～200℃，挤出压力为5～10mpa，螺杆长径比为40～60：1；膜面热切的直径小于2.2mm，风冷拉条的直径小于2.2mm，风冷拉条时的冷风温度为5～10℃，冷风湿度为70～90rh％。
实施例3
一种可控降解型pva功能膜的制备方法，包括以下步骤：
1)pva原料预混：按照重量份称取90份pva粉末、23份淀粉、13份去离子水，加入高速混合机中搅拌24min；混合物取出，加入至反应釜中，升温至92℃，再补充适量的pva粉末、丙三醇、三乙醇胺，反应1.8小时后得到预混物，冷却备用；其中，pva粉末需要经过预处理，具体为取市售的pva，粉碎机粉碎成200～300目的颗粒，置于无菌干燥箱中干燥2.4小时，再进行气流粉碎得到500～600目的pva粉末。
2)熔融共混：按照重量份数称取82份的步骤1)制备的预混物、27份增塑剂柠檬酸三丁酯、7份热稳定剂氢氧化钙、6份钛白粉、3份琥珀酸二甲酯、10份膨润土、0.6份润滑剂十八酸甘油酯、0.09份抗氧剂亚磷酸酯、0.02份稀土氧化物氧化镧；加入高速混合机中，边搅拌边升温至100℃，保温38min后冷却。
3)造粒成型：将步骤2)制备的混合物置于双螺杆挤出机内造粒，挤出颗粒采用膜面热切或风冷拉条，得到该可控降解性pva功能膜。其中，双螺杆挤出机的挤出温度为160～200℃，挤出压力为5～10mpa，螺杆长径比为40～60：1；膜面热切的直径小于2.2mm，风冷拉条的直径小于2.2mm，风冷拉条时的冷风温度为5～10℃，冷风湿度为70～90rh％。
实施例4
一种可控降解型pva功能膜的制备方法，包括以下步骤：
1)pva原料预混：按照重量份称取95份pva粉末、27份淀粉、10份去离子水，加入高速混合机中搅拌30min；混合物取出，加入至反应釜中，升温至100℃，再补充适量的pva粉末、丙三醇、三乙醇胺，反应1.8小时后得到预混物，冷却备用；其中，pva粉末需要经过预处理，具体为取市售的pva，粉碎机粉碎成200～300目的颗粒，置于无菌干燥箱中干燥2.3小时，再进行气流粉碎得到500～600目的pva粉末。
2)熔融共混：按照重量份数称取90份的步骤1)制备的预混物、27份增塑剂高分子量聚丙烯酸、9份热稳定剂氮化硅、8份钛白粉、3份琥珀酸二甲酯、10份膨润土、0.8份润滑剂十八酸甘油酯、0.14份抗氧剂1010、0.06份稀土氧化物氧化镧；加入高速混合机中，边搅拌边升温至110℃，保温40min后冷却。
3)造粒成型：将步骤2)制备的混合物置于双螺杆挤出机内造粒，挤出颗粒采用膜面热切或风冷拉条，得到该可控降解性pva功能膜。其中，双螺杆挤出机的挤出温度为160～200℃，挤出压力为5～10mpa，螺杆长径比为40～60：1；膜面热切的直径小于2.2mm，风冷拉条的直径小于2.2mm，风冷拉条时的冷风温度为5～10℃，冷风湿度为70～90rh％。
实施例5
一种可控降解型pva功能膜的制备方法，包括以下步骤：
1)pva原料预混：按照重量份称取100份pva粉末、30份淀粉、15份去离子水，加入高速混合机中搅拌30min；混合物取出，加入至反应釜中，升温至100℃，再补充适量的pva粉末、丙三醇、三乙醇胺，反应2小时后得到预混物，冷却备用；其中，pva粉末需要经过预处理，具体为取市售的pva，粉碎机粉碎成200～300目的颗粒，置于无菌干燥箱中干燥3小时，再进行气流粉碎得到500～600目的pva粉末。
2)熔融共混：按照重量份数称取90份的步骤1)制备的预混物、30份增塑剂乙酰柠檬三丁酯、10份热稳定剂氢氧化钙、10份钛白粉、5份琥珀酸二甲酯、12份膨润土、0.8份润滑剂聚酰胺蜡、0.18份抗氧剂168、0.06份稀土氧化物氧化铈；加入高速混合机中，边搅拌边升温至110℃，保温40min后冷却。
3)造粒成型：将步骤2)制备的混合物置于双螺杆挤出机内造粒，挤出颗粒采用膜面热切或风冷拉条，得到该可控降解性pva功能膜。其中，双螺杆挤出机的挤出温度为160～200℃，挤出压力为5～10mpa，螺杆长径比为40～60：1；膜面热切的直径小于2.2mm，风冷拉条的直径小于2.2mm，风冷拉条时的冷风温度为5～10℃，冷风湿度为70～90rh％。
对上述实施例1-5制备的功能膜进行了厚度、延伸率、撕裂度、溶解速度、5日生物耗氧量、水蒸气透过率、重金属含量、稳定性、降解率、稳定性等性能进行了测试，具体结果见下表。
由上表可以看出，本发明的各项外观性能等指标稳定，延伸率、撕裂度优良，耗氧量低，抗氧化，水蒸气透过率高，可以完全降解，适合大规模工业化生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。