本发明涉及牛奶瓶盖，具体为一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖及其制备工艺。
背景技术：
1、近年来，随着消费者对于食品安全和包装质量要求的提高，市场对高强度、高密封性能的需求不断增长。其中，聚乙烯是一种应用广泛的热塑性材料；因其轻质、耐用和化学稳定性高，成为了制作牛奶瓶盖的理想材料。但是，传统的聚乙烯瓶盖存在刚性和韧性不足；同时抗氧化性、阻隔性能不佳，在高温或光照等添加下会产生老化、变形等问题，从而导致瓶盖密封性能下降，影响牛奶的保存和运输。
2、为了保证牛奶的质量，延长其保质期，需全面提高聚乙烯瓶盖的抗氧化性和阻隔性。现有技术中，通常会引入如丁基羟基茴香醚等抗氧化剂，蒙脱土等阻隔剂；一是存在迁移性和分散性问题，存在安全隐患；二是存在相容性问题，导致引入量过多影响聚乙烯瓶盖的力学性能。
3、综上所述，解决上述问题，制备一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，包括以下步骤：
4、步骤1：功能添加剂的制备：
5、s1：将聚赖氨酸加入至纳米蒙脱土分散液中，在60~65℃下插层反应2~3小时，离心、干燥，得到改性纳米蒙脱土；
6、s2：氮气氛围下，将咖啡酸加入至pbs缓冲溶液中，加入edc、nhs，在冰浴下搅拌15~30分钟；加入改性纳米蒙脱土-pbs缓冲溶液，继续搅拌24小时，洗涤干燥，得到功能添加剂；
7、步骤2：将高密度聚乙烯、功能添加剂、相容剂、醛基化聚烯烃弹性体、棕榈油、色母混合，熔融挤出，注塑成型，得到高强度聚乙烯牛奶瓶盖。
8、较为优化地，所述高强度聚乙烯牛奶瓶盖的原料包括以下组分：按重量份数计，100份高密度聚乙烯、4~8份功能添加剂、2~5份相容剂、1.5~3份醛基化聚烯烃弹性体、1~1.5份棕榈油、1~2份色母。
9、较为优化地，所述相容剂包括质量为2:3的马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体。
10、较为优化地，所述改性纳米蒙脱土中包括质量比为4:3.2~3.5的聚赖氨酸和纳米蒙脱土；所述功能添加剂中包括质量比为1:0.2~0.3的改性纳米蒙脱土和咖啡酸。
11、较为优化地，所述改性聚烯烃弹性体的制备方法为：
12、s1：将聚烯烃弹性体、4-乙烯基苄醇、过氧化引发剂在双螺杆基中熔融挤出，研磨成分、得到羟基化改性聚烯烃弹性体；
13、s2：将羟基化改性聚烯烃弹性体、钼催化剂依次加入至dmf中，在50~55℃下反应2~3小时，洗涤、干燥，得到醛基化聚烯烃弹性体。
14、较为优化地，所述羟基化改性聚烯烃弹性体中包括质量比为90:5~10:0.1~0.5聚烯烃弹性体、4-乙烯基苄醇、过氧化引发剂；
15、所述醛基化聚烯烃弹性体中包括质量比为1:0.02~0.05的羟基化改性聚烯烃弹性体和钼催化剂。
16、所述钼催化剂的制备方法为：将质量比为1：1的二氯二氧化钼、炭黑依次加入至dmf中，在115~120℃下反应24小时，洗涤、干燥，得到钼催化剂。
17、较为优化地，所述功能添加剂与醛基化聚烯烃弹性体预先复合；步骤2的过程如下：
18、s1：将功能添加剂、醛基化聚烯烃弹性体依次分散在乙醇中，在60~65℃下搅拌加热4~6小时，整除溶剂、干燥，得到原料a；
19、s2：将原料a与高密度聚乙烯、相容剂、棕榈油、色母混合，熔融挤出、注塑成型，得到高强度聚乙烯牛奶瓶盖。
20、较为优化地，所述熔融挤出的工艺参数为：进料速率为10~15r/min，螺杆转速为30~40r/min，各温区温度为165~170℃、165~170℃、165~170℃、175~180℃、185~190℃、185~190℃、185~190℃、175~180℃；所述注塑成型的工艺参数为：注塑压力为80~100bar，各温区温度为200~205℃、210~215℃、215~220℃、215~220℃。
21、较为优化地，一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺制备得到的高强度聚乙烯牛奶瓶盖。
22、本申请与现有技术相比，有益效果如下：方案中制备了功能添加剂显著增强聚乙烯牛奶瓶盖的抗氧化性和阻隔性能；同时使用两种相容剂用于功能添加剂在聚乙烯牛奶瓶盖中分散性和相容性。此外，通过引入醛基化聚烯烃弹性体改性功能添加剂，从而进一步增强功能添加剂的界面性能，提高其引入量，抑制迁移性，提高聚乙烯牛奶瓶盖的力学性能和阻隔性能。
23、方案中，功能添加剂是以纳米蒙脱土为基础，通过插层反应，将聚赖氨酸负载在纳米蒙脱土上；并进一步利用羧基与氨基的反应，在聚赖氨酸上接咖啡酸，依次得到功能添加剂。
24、其中，纳米蒙脱土是一种具有抑菌性的天然成层状硅酸盐，具有高纵横比和无透过性的层状结构，可以有效降低分子的扩散路径，从而提高抗菌性和氧阻隔性。同时其引入可以促进聚合物的结晶形态，从而有效增强聚乙烯纽麦瓶盖的强度。而聚赖氨酸是一种具有抗菌性和抗氧化性能的安全材料，其引入进一步提高了功能添加剂的抗菌性和阻隔性，并增加了抗氧化性能，此外其还含有氨基作为功能化位点，进一步接枝咖啡酸，而咖啡酸是一种多酚类化合物，具有限制抗氧化活性，可以抑制氧化反应，延长牛奶的保质期；同时咖啡酸含有乙烯基可以与高密度聚乙烯产生交联。
25、方案中，为了进一步提高功能添加剂在高密度聚乙烯中的分散性，同时提高牛奶瓶盖的力学性能。方案中一是利用功能添加剂含有的氨基位点，进一步与醛基化聚烯烃弹性体反应接枝，利用醛基化聚烯烃弹性体中的聚烯烃弹性体链段有效分散在高密度聚乙烯中，进一步提高界面作用。同时醛基化聚烯烃弹性体对高密度聚乙烯具有增韧性，且其是通过先接枝4-乙烯基苄醇，在利用催化剂将醇基转化成醛基制备得到的，而4-乙烯基苄醇中的苯环具有刚度，其引入可以提高聚乙烯瓶盖的拉伸强度。
26、其中，由于本申请中功能添加剂达到了5%~7%；方案中，为进一步提高性能，进一步引入了复配型相容剂，其包括马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，其中，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体可以进一步提高功能添加剂的分散性，同时协同醛基化聚烯烃弹性体有效在界面结构中，保证了弹性体的界面；而马来酸酐接枝聚乙烯的引入则保证了复合材料的界面强度；相较于单一的相容剂，特定比例的括马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体引入使得聚乙烯牛奶瓶盖具有更高的力学强度。此外棕榈油的引入是作为增塑剂，提高高强度聚乙烯牛奶瓶盖的加工性能的。
1.一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：所述高强度聚乙烯牛奶瓶盖的原料包括以下组分：按重量份数计，100份高密度聚乙烯、4~8份功能添加剂、2~5份相容剂、1.5~3份醛基化聚烯烃弹性体、1~1.5份棕榈油、1~2份色母。
3.根据权利要求1所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：所述相容剂包括质量为2:3的马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体。
4.根据权利要求1所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：所述改性纳米蒙脱土中包括质量比为4:3.2~3.5的聚赖氨酸和纳米蒙脱土；所述功能添加剂中包括质量比为1:0.2~0.3的改性纳米蒙脱土和咖啡酸。
5.根据权利要求1所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：所述改性聚烯烃弹性体的制备方法为：
6.根据权利要求5所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：所述羟基化改性聚烯烃弹性体中包括质量比为90:5~10:0.1~0.5聚烯烃弹性体、4-乙烯基苄醇、过氧化引发剂；
7.根据权利要求1所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：所述功能添加剂与醛基化聚烯烃弹性体预先复合；步骤2的过程如下：
8.根据权利要求1所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺，其特征在于：所述熔融挤出的工艺参数为：进料速率为10~15r/min，螺杆转速为30~40r/min，各温区温度为165~170℃、165~170℃、165~170℃、175~180℃、185~190℃、185~190℃、185~190℃、175~180℃；所述注塑成型的工艺参数为：注塑压力为80~100bar，各温区温度为200~205℃、210~215℃、215~220℃、215~220℃。
9.根据权利要求1~8任一项所述的一种高强度聚乙烯牛奶瓶盖的制备工艺制备得到的高强度聚乙烯牛奶瓶盖。
