本技术涉及功能化丙纶短纤维的，更具体地说，它涉及一种高强度丙纶短纤维的制备工艺。
背景技术：
1、丙纶，又称聚丙烯纤维或pp纤维，是一种用等规聚丙烯熔融纺制的纤维，其具有强度高、比重小、耐磨损、耐腐蚀等优点，因此被广泛应用于民用领域和工业领域。
2、在实际生产中，丙纶短纤维的质量除了受到原料质量的影响之外，还受到工艺流程的影响。其中，在对丙纶进行高速纺纱时，纤维与设备相互运动而产生的摩擦及静电均会引起丝束的发散，从而促使丙纶产生毛丝、缠辊、断丝等现象，进而导致制备得到的丙纶短纤维强度不足。
技术实现思路
1、为了改善丙纶短纤维强度不足的缺陷，本技术提供一种高强度丙纶短纤维的制备工艺。
2、本技术提供的一种高强度丙纶短纤维的制备工艺采用如下的技术方案：
3、一种高强度丙纶短纤维的制备工艺，包括以下步骤：
4、步骤一、将丙纶成纤切片及添加助剂放置于110-130℃的温度下进行预加热并持续搅拌20-40min，随后冷却。之后在120-140℃下进行干燥3-4h，得到混合母料；
5、步骤二、将混合母料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道；
6、步骤三、随后依次进行挤出纺丝、冷却、上油、牵伸、卷曲、热定型、切断、打包，得到高强度丙纶短纤维；
7、其中，上油操作时，丙纶油剂选用蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物。
8、蓖麻油聚氧乙烯醚是一种酯型多元醇非离子表面活性剂，其具有优良的乳化性、分散性、软化性及抗静电性。因此，当蓖麻油聚氧乙烯醚作用于丙纶纤维上时，蓖麻油聚氧乙烯醚除了可以增加丙纶的平滑柔软性能之外，还可以削减丙纶高速纺丝而产生的静电影响，有效减少丙纶产生毛丝、缠辊、断丝等现象的可能性，间接提高丙纶短纤维的强度。
9、其中，蓖麻油聚氧乙烯醚抗静电的原理在于，氧乙烯醚能与水形成氢键，增加纤维的吸湿性，因含水量的提高而降低纤维表面的电阻，从而使静电易于泄露。然而，在抗静电性能提升效果上，非离子表面活性剂的抗静电性能相对较弱。
10、磷酸酯是阴离子型抗静电剂的主要功能基团，磷酸酯作为阴离子抗静电剂还与蓖麻油聚氧乙烯醚存在协配作用，从而当两者组合后，除了具有优良的平滑线及抗静电性能之外，还具有较高的油膜强度。
11、因此，当磷酸酯功能基团添加至蓖麻油聚氧乙烯醚体系中后，获得的蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物将进一步减少丙纶产生毛丝、缠辊、断丝等现象的可能性，间接提高丙纶短纤维的强度。
12、优选的，所述蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物包括以下原料：氢化蓖麻油、环氧乙烷、五氧化二磷、催化剂及碱；
13、所述氢化蓖麻油、环氧乙烷及五氧化二磷的摩尔比例为1：(70-90)：(0.5-1)，所述催化剂的添加量为总质量的2％，所述碱将蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物调节至ph＝8。
14、当氢化蓖麻油与环氧乙烷采用上述摩尔比例时，制备得到的蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物将获得较高的分子量，从而获得较高的耐热性能和油膜强度，进一步减少丙纶产生毛丝、缠辊、断丝等现象的可能性，间接提高丙纶短纤维的强度。
15、而当氢化蓖麻油、环氧乙烷及五氧化二磷采用上述摩尔比例时，制备得到的蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物将获得更多比重的单酯，但相对于双酯或者三酯来说，单酯可以促使蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物获得更为优良的抗静电性能。
16、优选的，所述蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的制备方法包括以下步骤：
17、s1、将氢化蓖麻油与催化剂进行混合，随后进行搅拌加热脱水，之后加入环氧乙烷并加热反应，最后降温、脱气、脱色、过滤，得到蓖麻油聚氧乙烯醚；
18、s2、向蓖麻油聚氧乙烯醚中缓慢加入五氧化二磷，加料时间为1-2h，之后加入定量水进行水解2-3h，最后在50-60℃中添加碱中和，得到蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物。
19、优选的，s2中，五氧化二磷添加完毕后，首先升温至80-90℃，保温反应3-5h，随后再进行水解。
20、在需要将蓖麻油聚氧乙烯醚与五氧化二磷进行反应时，上述温度及保温时间将促使单酯的含量增多，而且在上述温度下，反应时间较短，产品颜色较浅。
21、优选的，所述碱为甲基三乙基氢氧化铵水溶液。
22、甲基三乙基氢氧化铵是一种季铵碱，其易溶于水，呈强碱性，因此，甲基三乙基氢氧化铵也可以用于蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的中和。而且，在中和完毕后，甲基三乙基氢氧化铵中的季铵盐基团还可以负载于蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物中。季铵盐基团属于阳离子抗静电剂的功能基团，而且阳离子抗静电剂具有最为优良的抗静电效果，从而进一步提升蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的抗静电性能。
23、优选的，所述蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的原料还包括甘油，所述甘油与氢化蓖麻油的摩尔比例为1：(1-2)。
24、甘油的添加可以促使蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物中另外含有甘油基团，而甘油基团可以促使蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物具有更为优良的亲水性，进一步提高蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的抗静电性能。
25、优选的，所述氢化蓖麻油、甘油、环氧乙烷及五氧化二磷的摩尔比例为1：1.5：8：0.75。
26、当氢化蓖麻油、甘油、环氧乙烷及五氧化二磷采用上述摩尔比例时，蓖麻油聚氧乙烯醚、甘油、磷酸酯及季铵盐将获得一个平衡，从而促使制备得到的蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物具有最为优良的平滑性、抗静电性能及油膜强度，有效减少丙纶产生毛丝、缠辊、断丝等现象的可能性，间接提高丙纶短纤维的强度。
27、优选的，所述蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的制备方法包括以下步骤：
28、s1、将氢化蓖麻油、甘油及总质量3％的浓硫酸进行混合，随后在100-110℃的温度下保温2-3h，之后与催化剂进行混合，随后进行搅拌加热脱水，之后加入环氧乙烷并加热反应，最后降温、脱气、脱色、过滤，得到蓖麻油甘油聚氧乙烯醚；
29、s2、向蓖麻油甘油聚氧乙烯醚中缓慢加入五氧化二磷，加料时间为1-2h，随后升温至80-90℃，保温反应3-5h，之后加入定量水进行水解2-3h，最后在50-60℃中添加甲基三乙基氢氧化铵水溶液中和，得到蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物。
30、综上所述，本技术具有以下有益效果：
31、1、磷酸酯作为阴离子抗静电剂可以与蓖麻油聚氧乙烯醚存在协配作用，从而当两者组合后，除了具有优良的平滑线及抗静电性能之外，还具有较高的油膜强度，进一步减少丙纶产生毛丝、缠辊、断丝等现象的可能性，间接提高丙纶短纤维的强度。
32、2、甲基三乙基氢氧化铵可用于蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的中和。而且，在中和完毕后，甲基三乙基氢氧化铵中的季铵盐基团还可以负载于蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物中，从而进一步提升蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的抗静电性能。
33、3、甘油的添加可以促使蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物中另外含有甘油基团，而甘油基团可以促使蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物具有更为优良的亲水性，进一步提高蓖麻油聚氧乙烯醚-磷酸酯类组合物的抗静电性能。