技术领域：
本发明涉及一种凉感聚乳酸纤维及其制备方法，属于功能纤维技术领域。
背景技术：
：
随着人类崇尚自然、回归自然以及环保意识的不断增强，2l世纪己逐渐成为一个发展绿色环保的新技术新材料时代。大力开发可生物降解纺织新材料，已成为目前世界纺织技术发展趋势之一。聚乳酸纤维是众多可生物降解纤维的重要的品种之一，在石油资源日益萎缩的当下，以聚乳酸为代表的可降解生物基新材料迎来了良好的发展机遇。聚乳酸纤维在九十年代末实现工业化生产，其聚合原料可来源于广袤的大自然，如玉米淀粉、秸秆、茶叶等生物质，将以上生物质经过发酵等工艺得到乳酸，再经过聚合得到丙交酯，最后开环聚合得到聚乳酸。合成的聚乳酸具备在微生物条件下降解的特性，不会对自然界造成污染。
聚乳酸纤维广泛应用于婴幼儿、成人护理产品，贴身衣物、家纺产品以及医疗用品等。可广泛地替代石油基的聚酯涤纶纤维和部分丙纶纤维。但目前的价格较高，市场接受度相对较低。开发功能化、高附加值的纤维材料，是拓展聚乳酸纤维市场的重要方法。
凉感纤维是一种以冰爽触感和吸湿排汗为目的开发的功能性纤维，接触皮肤时具有瞬间降温、消除闷热和持久凉爽的效果，可以被广泛的用于内衣面料、衬衫面料、床上用品面料、登山服、高尔夫服装、休闲系列服装面料、各种服饰面料、家用纺织品面料等。但目前的凉感纤维皆以石油基化纤材料或者再生纤维素材料为基体，聚乳酸凉感纤维的开发尚未见报道。
技术实现要素：
针对以上现有技术的问题，本发明提供一种凉感聚乳酸纤维及其制备方法，为实现以下发明目的：制备的聚乳酸凉感纤维具有冰凉降温、亲肤抑菌的功能。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种凉感聚乳酸纤维，所述的凉感聚乳酸纤维，以质量百分比计，包括以下原料组分：凉感母粒5-30％、聚乳酸切片余量；所述的聚乳酸切片的粘均分子量为6.0×104-3.0×105。
所述的凉感母粒，以质量百分比计，由以下原料组分熔融混炼制得：偶联剂修饰凉感粉体20-50%、增塑剂0.1-5%、抗氧化剂0.05-1%以及聚乳酸切片余量。
所述的偶联剂改性凉感粉体：由偶联剂改性凉感粉体得到；
所述增塑剂为三醋酸甘油酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇、丙二醇、山梨醇、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油、己二酸丙二醇酯、己二酸二异壬酯、马来酸二辛酯、聚乙二醇以及聚乙烯醇中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂dtlp、抗氧剂626、抗氧剂bht、抗氧剂264、抗氧剂2112、抗氧剂ao-60、亚磷酸三丁酯以及亚磷酸三苯酯中的一种或几种；
所述聚乳酸切片的粘均分子量为：6.0×104-3.0×105。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；
所述的凉感粉体为粒径小于1μm的玉石粉体、黑云母粉体、白云母粉体、金云母粉体、锂云母粉体以及绢云母粉体中的一种或者几种。
所述的凉感母粒，以重量份计，包括以下原料组分：聚乳酸切片15-20份、柠檬酸三丁酯0-0.5份、二酸二异壬酯0-0.75份、偶联剂改性凉感粉体5-10份、亚磷酸三丁酯0-0.075份、抗氧剂10100-0.125份。
一种凉感聚乳酸纤维的制备方法，包括以下步骤：配置偶联剂水解溶液、偶联剂改性凉感粉体的制备、凉感母粒的制备、凉感聚乳酸初生纤维的制备以及凉感聚乳酸纤维的制备。
所述配置偶联剂水解溶液：配置体积浓度为60-95%的乙醇水溶液，滴加乙酸至溶液ph值达到4-5，加入体积浓度为10-30%的偶联剂，搅拌1-3小时至偶联剂完全水解，得到偶联剂水解溶液。
所述偶联剂改性凉感粉体的制备：将凉感粉体置于高速搅拌机中，高速搅拌的同时，将偶联剂水解溶液滴加于高速搅拌机中，偶联剂的加入量为凉感粉体质量的0.1-5%，搅拌时间为0.5-2小时；搅拌结束后将粉体取出，陈化1-24小时，之后烘干，得到偶联剂改性凉感粉体。
所述的凉感母粒的制备：将预干燥的聚乳酸切片与增塑剂混合搅拌，然后，依次加入偶联剂改性凉感粉体、抗氧剂，搅拌均匀后，共混造粒，造粒温度为160-220℃，得到凉感母粒。
所述的凉感聚乳酸初生纤维的制备：将预干燥的聚乳酸切片和凉感母粒，分别从纺丝机主螺杆的主进料口和侧进料口下料，经熔融纺丝，喷丝孔形状为圆形、三角形、三叶形、四叶形、多叶形、中空形、异形中空形、菱形、t字形或十字形截面，纺丝温度为180-240℃，卷绕速度为500-4000m/min；得到凉感聚乳酸初生纤维；
所述凉感聚乳酸纤维的制备：对凉感聚乳酸初生纤维进行牵伸，牵伸温度为80-125℃，牵伸倍数为1-6倍，得到凉感聚乳酸纤维，得到的凉感聚乳酸纤维：单根纤维的线密度为1.65-1.68dtex。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的云母纳米粉体和玉石粉体为1μm以下粒径，并经过表面修饰，在纤维中分散均匀，由于云母和玉石凉感粉体是在纤维生产过程中添加的，所以凉感粉体均匀分散于纤维的表面及内部，同时配合纤维表面延续的沟槽，使纤维具有优秀的导热性能，因此会将人体的热量快速导出。本发明纤维的高效导热特性会使人体肌肤与织物接触的时候产生凉爽感觉，瞬间感受到温度降低1-2℃的冷感，给穿着者带来清凉的舒适体验。同时，具备抑菌亲肤和消除疲劳等功能，本发明纤维可以完全生物降解，是一种理想的功能性环保纤维。同时，本发明纤维力学性能较好；且，使用的云母纳米粉体和玉石粉体安全环保，无析出；经过多次水洗凉感效率依然保持，且制备方法简单环保，易于规模化。
具体实施方式：
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1一种凉感聚乳酸纤维及其制备方法
一种凉感聚乳酸纤维，以质量百分比计，包括以下原料组分：凉感母粒15％、聚乳酸切片85%；所述的聚乳酸：粘均分子量1.2×105。
所述的凉感母粒，以重量份计，包括以下原料组分：聚乳酸切片20份、柠檬酸三丁酯0.5份、偶联剂改性凉感粉体5份、亚磷酸三丁酯0.075份；
所述的聚乳酸：粘均分子量8×104；
所述的偶联剂改性凉感粉体：由绢云母和玉石粉以8:2的重量比混合制得凉感粉体，并经体积浓度为15%的硅烷偶联剂kh560改性得到。
一种凉感聚乳酸纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、配置偶联剂水解溶液
配置体积浓度为70%的乙醇水溶液425ml，滴加乙酸至溶液ph值达到4，加入75ml硅烷偶联剂kh560，搅拌1小时至偶联剂完全水解，得到偶联剂水解溶液；所述硅烷偶联剂kh560：体积浓度为15%。
步骤2、偶联剂改性凉感粉体的制备
由绢云母和玉石粉以8:2的重量比混合制得凉感粉体；
所述的绢云母和玉石粉粒径均在1μm以下；
称取5kg的凉感粉体置于高速搅拌机中，高速搅拌的同时，将偶联剂水解溶液滴加于高速搅拌机中，搅拌时间为1小时。
所述偶联剂的加入量为凉感粉体质量的1.5%。
搅拌结束后，将粉体取出，置于自然环境中陈化3小时，之后于烘箱中干燥彻底；干燥至含水量50ppm为佳。
步骤3、凉感母粒的制备
使用除湿干燥系统，将聚乳酸切片进行预干燥，温度设定为100℃，干燥至切片含水量50ppm以下，得到预干燥的聚乳酸切片。
所述聚乳酸：粘均分子量8×104。
称取20kg预干燥后的聚乳酸切片，按照配比加入柠檬酸三丁酯0.5kg，搅拌，充分润滑聚乳酸切片；然后，依次再加入偶联剂改性凉感粉体5kg、亚磷酸三丁酯75g。
将上述物料搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中共混造粒，造粒温度为195℃，得到凉感母粒。
步骤4、凉感聚乳酸初生纤维的制备
使用除湿干燥系统，将聚乳酸切片进行预干燥，温度设定为100℃，干燥至切片含水量50ppm以下，得到预干燥的聚乳酸切片。
所述聚乳酸：粘均分子量1.2×105。
称取上述预干燥的聚乳酸切片85kg和凉感母粒15kg，分别从纺丝机主螺杆的主进料口和侧进料口下料，经熔融纺丝，纺丝温度为220℃，卷绕速度为2000m/min；得到截面为圆形的凉感聚乳酸初生纤维。
步骤5、凉感聚乳酸纤维的制备
对初生纤维进行牵伸，牵伸温度为115℃，牵伸倍数为3.2倍；得到凉感聚乳酸纤维。
得到的凉感聚乳酸纤维：单根纤维的线密度为1.65dtex。
实施例2一种凉感聚乳酸纤维及其制备方法
一种凉感聚乳酸纤维，以质量百分比计，包括以下原料组分：凉感母粒14.9％、聚乳酸切片85.1%；所述的聚乳酸：粘均分子量1.8×105。
所述的凉感母粒，以重量份计，包括以下原料组分：聚乳酸切片15份、二酸二异壬酯0.75份、偶联剂改性凉感粉体10份、抗氧剂10100.125份；
所述的聚乳酸：粘均分子量1×105；
所述的偶联剂改性凉感粉体：由金云母经体积浓度为20%的硅烷偶联剂钛酸四丁酯改性得到。
一种凉感聚乳酸纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、配置偶联剂水解溶液
配置体积浓度为90%的乙醇水溶液800ml，滴加乙酸至溶液ph值达到4，加入200ml硅烷偶联剂钛酸四丁酯，搅拌1小时至偶联剂完全水解，得到偶联剂水解溶液；所述硅烷偶联剂钛酸四丁酯：体积浓度为20%。
步骤2、偶联剂改性凉感粉体的制备
称取10kg的凉感粉体置于高速搅拌机中，高速搅拌的同时，将偶联剂水解溶液滴加于高速搅拌机中，搅拌时间为1小时。
所述偶联剂的加入量为凉感粉体质量的2%；所述凉感粉体为金云母；
所述的金云母：粒径在1μm以下；
搅拌结束后将粉体取出，置于自然环境中陈化3小时，之后于烘箱中干燥彻底；干燥至含水量50ppm为佳。
步骤3、凉感母粒的制备
使用除湿干燥系统，将聚乳酸切片进行预干燥，温度设定为100℃，干燥至切片含水量50ppm以下，得到预干燥的聚乳酸切片。
所述聚乳酸：粘均分子量1×105。
称取15kg预干燥后的聚乳酸切片，按照配比加入己二酸二异壬酯0.75kg，搅拌，充分润滑聚乳酸切片；然后，依次再加入偶联剂改性凉感粉体10kg、抗氧剂1010125g。
将上述物料搅拌均匀，然后在双螺杆挤出机中共混造粒，造粒温度为200℃，得到凉感母粒。
步骤4、凉感聚乳酸初生纤维的制备
使用除湿干燥系统，将聚乳酸切片进行预干燥，温度设定为100℃，干燥至切片含水量50ppm以下，得到预干燥的聚乳酸切片。
所述聚乳酸：粘均分子量1.8×105。
称取上述预干燥的聚乳酸切片57kg和凉感母粒10kg，分别从纺丝机主螺杆的主进料口和侧进料口下料，经熔融纺丝，纺丝温度为230℃，卷绕速度为1700m/min；得到截面为圆形的凉感聚乳酸初生纤维。
步骤5、凉感聚乳酸纤维的制备
对初生纤维进行牵伸，牵伸温度为120℃，牵伸倍数为3.2倍；得到凉感聚乳酸纤维。
得到的凉感聚乳酸纤维：单根纤维的线密度为1.68dtex。
对本发明制备的凉感聚乳酸纤维织成的面料进行接触冷感检测，所用仪器为kes-f7热性能测试仪，测试最大瞬间热流量，测试结果及织物温度如表1所示。
表1聚乳酸织物接触冷感测试结果
从上表可以看出，采用本发明制备的凉感聚乳酸纤维织物，比普通聚乳酸纤维织物表面温度低1.1-1.9℃。
除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。