本發明涉及塑料加工應用領域，尤其涉及一種抗菌礦泉水瓶蓋的制備方法。
背景技術：
礦泉水是當今具有巨大市場的快消產品。市售的礦泉水多用塑料瓶灌裝，并用塑料瓶蓋密封。目前，適用于礦泉水灌裝工藝的塑料瓶蓋的材料，一般采用均聚聚丙烯瓶蓋專用料或者共聚聚丙烯瓶蓋專用料。但是這兩種材料均存在著一定的缺點。
均聚聚丙烯瓶蓋專用料在國外生產礦泉水塑料瓶蓋時普遍使用，但是由于該材料脆性大，低溫沖擊性能較差，在瓶蓋制備的工序中(如切環、加墊片等工序)以及在飲料灌裝廠的使用過程中，容易出現瓶蓋脆裂的情況。因此國內很少有瓶蓋生產廠家使用。
共聚聚丙烯瓶蓋專用料的物理機械性能較好，因此國內在生產礦泉水塑料瓶蓋時，普遍使用共聚聚丙烯。但是該材料在應力作用下產生大量銀紋，銀紋區內由于折光指數降低而呈現一片銀白色。由于瓶蓋壓塑工藝的特點，瓶蓋的螺紋位置在脫模時會產生應力，因此造成瓶蓋螺紋處會與瓶蓋其他部位產生明顯的色差，從而影響產品的外觀。從該材料生產的瓶蓋外觀看，螺紋處發白較為嚴重，限制了該材料在高端產品上的應用。
塑料本身的性能，決定了礦泉水瓶蓋的物理性能。現有技術中，礦泉水瓶蓋多采用改性塑料制造。按改性中是否發生了化學反應，可將塑料的改性方法分為物理改性和化學改性；按使用功能可分為共混增韌改性、填充增強改性、功能化改性和阻燃改性。塑料的物理改性主要通過加入其它聚合物、填料及相容劑，達到改善材料性能的目的，包括共混改性、無機粒子增強增韌改性等。塑料共混物研究和應用已得到了學術界與工業界的廣泛關注和迅速發展。
此外，礦泉水瓶蓋會和人體以及水產生密切接觸，由于瓶蓋的制造、運輸、以及使用過程中，制品平常使用中難免會接觸帶菌體，因此，在瓶蓋的抗菌性也是急需解決的問題。
技術實現要素：
本發明提供了一種抗菌礦泉水瓶蓋的制備方法，解決了現有礦泉水塑料瓶蓋的上述不足，本發明得到的瓶蓋韌性高、耐磨性能強、抗沖擊性能優異，且能有效抑制細菌滋生。
為解決上述技術問題，本發明還提供了一種抗菌礦泉水瓶蓋的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備高分子材料混合物
將聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯、聚己內酯按照質量比(3-5)∶(1-3)∶(1-2)均勻混合后，快速加熱至115-119℃，以120-150r/min速度攪拌35-50分鐘后，添加混合物質量1.5％-2％的馬來酸，繼續加熱至123-125℃，以150-200r/min速度攪拌25-40分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物；
(2)按照如下重量份配料：
(3)將上述所有配料在108-115℃下攪拌75-95分鐘，攪拌速度為300-450r/min，使其混合均勻；
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度170-185℃，二區溫度為180-195℃，三區溫度為195-210℃，四區溫度為220-235℃，五區溫度為235-245℃，六區溫度為225-235℃，七區溫度為235-245℃，八區溫度為215-230℃，主機轉速為300-450r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到混合物料；
(4)將上述混合物料經料斗輸入到壓蓋設備加熱熔化后，注入模具中，上下模具合模、壓塑并冷卻定型、脫模，再經過切環，得到礦泉水瓶蓋成型品。
(5)將上述礦泉水瓶蓋成型品進行殺菌處理，得到礦泉水瓶蓋。
優選的，所述殺菌處理具體工藝如下：
瓶蓋進入一級沖洗殺菌區，瓶蓋的蓋口側向外并在沿螺旋形瓶蓋通道向下移動；
設置在螺旋形瓶蓋通道外側的噴頭向瓶蓋通道內的瓶蓋噴射高濃度殺菌液，位于瓶蓋通道上部的噴頭噴射的殺菌液在與瓶蓋接觸后，一部分留在瓶蓋上，其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶蓋上，依次往下對瓶蓋重復殺菌；
瓶蓋離開一級沖洗殺菌區后進入二級清洗殺菌區的瓶蓋通道中，瓶蓋的蓋口側向前，瓶蓋通道上方的噴頭通過噴口噴射低濃度的殺菌液對瓶蓋進行沖洗殺菌；
瓶蓋離開二級清洗殺菌區后進入直線狀設置的無菌空氣噴沖區的瓶蓋通道中，瓶蓋在無菌空氣噴沖區內通過瓶蓋通道的90度翻轉段翻轉90度使瓶蓋的蓋口側向下，瓶蓋通道上下兩側的噴頭噴射無菌空氣對瓶蓋內外的殘余殺菌液進行沖離并推動瓶蓋繼續前進直至瓶蓋離開無菌空氣噴沖區。
優選的，所述高濃度殺菌液濃度為25-30ppm，所述低濃度殺菌液的濃度為5-10ppm，所述殺菌液為次氯酸鈉。
優選的，所述增塑劑選自環己烷-1，2-二羧基二異壬脂、領苯二甲酸二苯脂或葵二酸二丁酯中的一種或一種以上。
優選的，所述納米氮化鈦為經過偶聯劑處理的納米氮化鈦，處理方法為，將納米氮化鈦加入偶聯劑的乙醇溶液中超聲分散，過濾后進行干燥，得到處理的納米氮化鈦。
優選的，所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韌劑、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韌劑、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韌劑中的一種或兩種以上。
優選的，抗氧劑為N-異丙基-N-苯基-對苯二胺、N-環己基-N’-苯基對苯二胺、N，N-二仲丁基對苯二胺中一種或多種的混合物。
優選的，抗菌劑為氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰的任意一種或者兩種以上的組合。
本發明提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：(1)主料為高分子材料混合物，通過共混處理聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯和聚己內酯，能夠極大的塑料的加工流變性，其拉伸強度、斷裂伸長率以及抗沖擊性能都很優異；(2)抗氧劑、增塑劑和增韌劑的選擇及其配比，增強了塑料的加工性能，并進一步提升了塑料瓶蓋的機械性能；(3)納米氮化鈦的加入降低了材料的表面電阻率，進一步提升了瓶蓋的抗靜電性能，改善了用戶的體驗；(4)通過添加抗菌劑，使改性塑料具備良好的抗菌性能，所述瓶蓋在出廠之前，還經過兩級的殺菌處理，以保障所述瓶蓋在使用前，以及在使用中都具有較低的細菌存在率。
具體實施方式
實施例一
將聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯、聚己內酯按照質量比3∶1∶1均勻混合后，快速加熱至115℃，以120r/min速度攪拌35分鐘后，添加混合物質量1.5％的馬來酸，繼續加熱至123℃，以150r/min速度攪拌25-40分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物。
按照如下重量份配料：
所述增塑劑為環己烷-1，2-二羧基二異壬脂。
所述納米氮化鈦為經過偶聯劑處理的納米氮化鈦，處理方法為，將納米氮化鈦加入偶聯劑的乙醇溶液中超聲分散，過濾后進行干燥，得到處理的納米氮化鈦。
所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韌劑。抗氧劑為N-異丙基-N-苯基-對苯二胺。抗菌劑為氧化鋅。
將上述所有配料在108℃下攪拌75分鐘，攪拌速度為300r/min，使其混合均勻。
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度170℃，二區溫度為180℃，三區溫度為195℃，四區溫度為220℃，五區溫度為235℃，六區溫度為225℃，七區溫度為235℃，八區溫度為215℃，主機轉速為300r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到混合物料；
將上述混合物料經料斗輸入到壓蓋設備加熱熔化后，注入模具中，上下模具合模、壓塑并冷卻定型、脫模，再經過切環，得到礦泉水瓶蓋成型品。
將上述礦泉水瓶蓋成型品進行殺菌處理，得到礦泉水瓶蓋。所述殺菌處理具體工藝如下：
瓶蓋進入一級沖洗殺菌區，瓶蓋的蓋口側向外并在沿螺旋形瓶蓋通道向下移動；
設置在螺旋形瓶蓋通道外側的噴頭向瓶蓋通道內的瓶蓋噴射高濃度殺菌液，位于瓶蓋通道上部的噴頭噴射的殺菌液在與瓶蓋接觸后，一部分留在瓶蓋上，其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶蓋上，依次往下對瓶蓋重復殺菌；
瓶蓋離開一級沖洗殺菌區后進入二級清洗殺菌區的瓶蓋通道中，瓶蓋的蓋口側向前，瓶蓋通道上方的噴頭通過噴口噴射低濃度的殺菌液對瓶蓋進行沖洗殺菌；
瓶蓋離開二級清洗殺菌區后進入直線狀設置的無菌空氣噴沖區的瓶蓋通道中，瓶蓋在無菌空氣噴沖區內通過瓶蓋通道的90度翻轉段翻轉90度使瓶蓋的蓋口側向下，瓶蓋通道上下兩側的噴頭噴射無菌空氣對瓶蓋內外的殘余殺菌液進行沖離并推動瓶蓋繼續前進直至瓶蓋離開無菌空氣噴沖區。
所述高濃度殺菌液濃度為25ppm，所述低濃度殺菌液的濃度為5ppm，所述殺菌液為次氯酸鈉。
實施例二
將聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯、聚己內酯按照質量比4∶2∶1均勻混合后，快速加熱至117℃，以130r/min速度攪拌40分鐘后，添加混合物質量2％的馬來酸，繼續加熱至124℃，以180r/min速度攪拌30分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物。
按照如下重量份配料：
所述增塑劑為領苯二甲酸二苯脂。
所述納米氮化鈦為經過偶聯劑處理的納米氮化鈦，處理方法為，將納米氮化鈦加入偶聯劑的乙醇溶液中超聲分散，過濾后進行干燥，得到處理的納米氮化鈦。
所述增韌劑為丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韌劑。抗氧劑為N-環己基-N’-苯基對苯二胺。抗菌劑為氧化銅。
將上述所有配料在112℃下攪拌80分鐘，攪拌速度為350r/min，使其混合均勻。
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度175℃，二區溫度為190℃，三區溫度為205℃，四區溫度為225℃，五區溫度為240℃，六區溫度為230℃，七區溫度為235-245℃，八區溫度為225℃，主機轉速為350r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到混合物料；將上述混合物料經料斗輸入到壓蓋設備加熱熔化后，注入模具中，上下模具合模、壓塑并冷卻定型、脫模，再經過切環，得到礦泉水瓶蓋成型品。
將上述礦泉水瓶蓋成型品進行殺菌處理，得到礦泉水瓶蓋。所述殺菌處理具體工藝如下：
瓶蓋進入一級沖洗殺菌區，瓶蓋的蓋口側向外并在沿螺旋形瓶蓋通道向下移動；
設置在螺旋形瓶蓋通道外側的噴頭向瓶蓋通道內的瓶蓋噴射高濃度殺菌液，位于瓶蓋通道上部的噴頭噴射的殺菌液在與瓶蓋接觸后，一部分留在瓶蓋上，其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶蓋上，依次往下對瓶蓋重復殺菌；
瓶蓋離開一級沖洗殺菌區后進入二級清洗殺菌區的瓶蓋通道中，瓶蓋的蓋口側向前，瓶蓋通道上方的噴頭通過噴口噴射低濃度的殺菌液對瓶蓋進行沖洗殺菌；
瓶蓋離開二級清洗殺菌區后進入直線狀設置的無菌空氣噴沖區的瓶蓋通道中，瓶蓋在無菌空氣噴沖區內通過瓶蓋通道的90度翻轉段翻轉90度使瓶蓋的蓋口側向下，瓶蓋通道上下兩側的噴頭噴射無菌空氣對瓶蓋內外的殘余殺菌液進行沖離并推動瓶蓋繼續前進直至瓶蓋離開無菌空氣噴沖區。
所述高濃度殺菌液濃度為27ppm，所述低濃度殺菌液的濃度為8ppm，所述殺菌液為次氯酸鈉。
實施例三
將聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯、聚己內酯按照質量比5∶3∶2均勻混合后，快速加熱至119℃，以150r/min速度攪拌50分鐘后，添加混合物質量2％的馬來酸，繼續加熱至125℃，以200r/min速度攪拌40分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物。
按照如下重量份配料：
所述增塑劑為葵二酸二丁酯。
所述納米氮化鈦為經過偶聯劑處理的納米氮化鈦，處理方法為，將納米氮化鈦加入偶聯劑的乙醇溶液中超聲分散，過濾后進行干燥，得到處理的納米氮化鈦。
所述增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韌劑。抗氧劑為N，N-二仲丁基對苯二胺。抗菌劑為碳酸鋰。
將上述所有配料在115℃下攪拌95分鐘，攪拌速度為450r/min，使其混合均勻。
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度185℃，二區溫度為195℃，三區溫度為210℃，四區溫度為235℃，五區溫度為245℃，六區溫度為235℃，七區溫度為245℃，八區溫度為230℃，主機轉速為450r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到混合物料；將上述混合物料經料斗輸入到壓蓋設備加熱熔化后，注入模具中，上下模具合模、壓塑并冷卻定型、脫模，再經過切環，得到礦泉水瓶蓋成型品。
將上述礦泉水瓶蓋成型品進行殺菌處理，得到礦泉水瓶蓋。所述殺菌處理具體工藝如下：
瓶蓋進入一級沖洗殺菌區，瓶蓋的蓋口側向外并在沿螺旋形瓶蓋通道向下移動；
設置在螺旋形瓶蓋通道外側的噴頭向瓶蓋通道內的瓶蓋噴射高濃度殺菌液，位于瓶蓋通道上部的噴頭噴射的殺菌液在與瓶蓋接觸后，一部分留在瓶蓋上，其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶蓋上，依次往下對瓶蓋重復殺菌；
瓶蓋離開一級沖洗殺菌區后進入二級清洗殺菌區的瓶蓋通道中，瓶蓋的蓋口側向前，瓶蓋通道上方的噴頭通過噴口噴射低濃度的殺菌液對瓶蓋進行沖洗殺菌；
瓶蓋離開二級清洗殺菌區后進入直線狀設置的無菌空氣噴沖區的瓶蓋通道中，瓶蓋在無菌空氣噴沖區內通過瓶蓋通道的90度翻轉段翻轉90度使瓶蓋的蓋口側向下，瓶蓋通道上下兩側的噴頭噴射無菌空氣對瓶蓋內外的殘余殺菌液進行沖離并推動瓶蓋繼續前進直至瓶蓋離開無菌空氣噴沖區。
所述高濃度殺菌液濃度為30ppm，所述低濃度殺菌液的濃度為10ppm，所述殺菌液為次氯酸鈉。
經測試，本發明各實例中的實施例的瓶蓋(瓶蓋直徑為30mm，壁厚為1.5mm，高度為15mm)，主要技術指標如下表所示：
由上表可知，本發明得到的瓶蓋的力學性能好，具備較好力學性能，且具有較強的抗菌性能。