本发明涉及一种复合纤维，特别是有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维及制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，对纺织品的要求也越来越高，目前市面上的锦纶纤维较短，存在手感粗糙、柔韧性差、透气性差、吸水性差、易起球等问题。随之市面上开始出现超细旦锦纶纤维，手感柔软、穿着舒服，但是市面上的超细旦锦纶纤维的质量不高，纤维容易断裂、不易染色、等级低、次品率高、经济效益差。而另一方面，涤纶又是一种较为简单的合成纤维，他有着结实耐用、弹性好、不易变形、易洗快干、耐腐蚀等特点。如果能够将超细旦锦纶和涤纶复合在一起，或能得到质量较高的复合纤维。纤维复合的方法有多种，其中常用的是包覆纺丝，但是包覆纺丝后的复合纤维牢固度并不是很高，容易断裂、撕损。同时，锦纶和涤纶不易染色且容易染色不均匀，因此需要提出一种能够解决上述几点问题的办法。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种粘合牢固、制备简单、手感柔软且易染色均匀的有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，以及该复合纤维的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，按重量份数包括以下组分：超细旦锦纶50-60份、水溶性涤纶40-50份，所述复合纤维是以超细旦锦纶为芯线，在芯线外包覆有水溶性涤纶；其中，所述超细旦锦纶的组成按重量份数包括：85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭和6-10份纳米二氧化硅，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48；所述水溶性涤纶的组成按重量份数包括：聚对苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34份、催化剂3-7份、己二酸2-6份、硝酸锆2-6份、聚乙二醇3-5份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳4-6份、水溶性粘合剂5-8份和3-5份改性色母粒，其中聚对苯二甲酸与乙二醇的份数比为1.5:1，所述改性色母粒的组成按重量份数包括：氨基树脂50-70份、硬脂酸锌10-20份、颜料8-15份、醋酸锌2-5份、分散剂3-7份、抗氧化剂1-2份、辛基酚聚氧乙烯醚2-4份。
有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法如下：
第一步：制备超细旦锦纶，将85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭和6-10份纳米二氧化硅干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260-270℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.5-0.55dtex；
第二步：制备水溶性涤纶，先制备改性色母粒待用，将氨基树脂50-70份、硬脂酸锌10-20份、颜料8-15份、醋酸锌2-5份、分散剂3-7份、抗氧化剂1-2份、辛基酚聚氧乙烯醚2-4份放入反应器中，在温度为125℃下反应1.5-2h，并剧烈搅拌，反应结束取出冷却待用；将聚对苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34份、催化剂3-7份、己二酸2-6份、硝酸锆2-6份放入反应器中，混合均匀，其中聚对苯二甲酸与乙二醇的份数比为1.5:1，进行酯化反应，控制压力为0.15-0.2MPa，温度200℃反应0.5h，温度为210℃时反应1h，温度为220℃时反应1.5h，泄压，加入聚乙二醇3-5份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳4-6份、水溶性粘合剂5-8份进行缩聚反应，聚合温度为275-285℃，真空度低于100Pa，反应3h，然后在80℃下加入3-5份改性色母粒，剧烈搅拌30min将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270-280℃；
第三步：制备复合纤维，通过包覆纺丝将50份上述纺丝箱体中的水溶性涤纶包覆至50份超细旦锦纶上，并同样在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中30-45min，取出烘干，即可得到有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维。
其中，在超细旦锦纶制备中，采用的喷丝头的喷孔直径可取决最终得到锦纶单丝纤度。加入少量活性炭，可使得复合纤维起到一定除臭功能。在制备水溶性涤纶时，加入的水溶性粘合剂，是为了在之后将水溶性涤纶包覆超细旦锦纶的包覆物放入100℃水中水解后，使得水溶性粘合剂被释放出来，从而将水溶性的涤纶和超细旦锦纶更紧固地粘合在一起。所述水溶性粘合剂在缩聚反应中，被很好地包覆于形成的高分子结构中，尽管后续的纺丝箱体高温也不能将其释放出来，只有当涤纶在100℃下水解时，聚合物结构破坏后水溶性粘合剂才能释放出来，从而起到粘合作用。
此外，加入的己二酸有利于水分子的进入，能够对上述水解起着促进作用，由于在缩聚反应中，间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳的加入会对共聚酯的结晶性能有着较大影响，会降低其结晶性能，但是再加入稀土硝酸盐──硝酸锆，与间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳一起可以起到异相成核作用，可在一定程度上缓解上述影响。除此之外，由于稀土硝酸盐中——硝酸锆中的稀土元素的独特性质，还对缩聚反应还在一定程度上起着催化作用。
由于超细旦锦纶的单丝纤度极小，能使得复合纤维的手感变得更加柔软。
为了防止在酯化和缩聚反应中产生过多副产物，采用分阶段的温度以及对应的反应时间进行酯化反应。
缩聚反应后加入的改性色母粒，在剧烈搅拌后分散均匀至体系中，并且在之后的纺丝箱中与整体熔融共混为一体。其中，氨基树脂作为颜料的载体，硬脂酸锌同样也是可以起到一定分散作用，与分散剂协力合作下分散效果加倍，加入醋酸锌为的是给反应体系提供弱酸性环境，弱酸性环境有助于颜料的着色能力的提高。辛基酚聚氧乙烯醚有助于颜料与载体的紧密配合，加入的抗氧化剂也为了防止辛基酚聚氧乙烯醚在整体反应体系中氧化而失效。
本发明得到的有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，其技术效果是在水解后将其中水溶性粘合剂释放出来，从而将超细旦锦纶和水溶性涤纶更紧固地粘合在一起，整体成本相对较低，制备简单，得到的复合纤维有着超细旦锦纶和涤纶的优点，并且所得复合纤维不易断裂、破损；所得复合纤维着色均匀，且不易掉色。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例提供的有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，包括以下组分：超细旦锦纶50份、水溶性涤纶50份，所述复合纤维是以超细旦锦纶为芯线，在芯线外包覆有水溶性涤纶；其中，所述超细旦锦纶的组成按重量份数包括：85份锦纶6切片、5份活性炭和10份纳米二氧化硅，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48；所述水溶性涤纶的组成按重量份数包括：聚对苯二甲酸45份、乙二醇30份、催化剂5份、己二酸3份、硝酸锆3份、聚乙二醇3份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳5份、水溶性粘合剂6份和改性色母粒5份，所述改性色母粒的组成按重量份数包括：氨基树脂60份、硬脂酸锌15份、颜料10份、醋酸锌5份、分散剂5份、抗氧化剂2份、辛基酚聚氧乙烯醚3份。
上述有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法如下：
第一步：制备超细旦锦纶，将85份锦纶6切片、5份活性炭、10份纳米二氧化硅干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18℃、湿度为58%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.5dtex；
第二步：制备水溶性涤纶，先制备改性色母粒待用，将氨基树脂60份、硬脂酸锌15份、颜料10份、醋酸锌5份、分散剂5份、抗氧化剂2份、辛基酚聚氧乙烯醚3份放入反应器中，在压力为5MPa、温度为125℃下反应2h，并剧烈搅拌，反应结束取出冷却待用；将聚对苯二甲酸45份、乙二醇30份、催化剂5份、己二酸3份、硝酸锆3份放入反应器中，混合均匀，进行酯化反应，控制压力为0.15MPa，温度200℃反应0.5h，温度为210℃时反应1h，温度为220℃时反应1.5h，泄压，加入聚乙二醇3份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳5份、水溶性粘合剂6份进行缩聚反应，聚合温度为270℃，真空度低于100Pa，反应3h，然后在80℃下加入5份改性色母粒，剧烈搅拌30min反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270℃；
第三步：制备复合纤维，通过包覆纺丝将50份上述纺丝箱体中的水溶性涤纶包覆至50份超细旦锦纶上，并同样在温度为18℃、湿度为58%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中40min，取出烘干，即可得到有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维。
对所得有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.76cN/dtex，断裂强度变异系数为2.60%，所得复合纤维着色均匀，且不易掉色，在沸水中煮沸1h后掉色率为0.32%。
实施例2：
本实施例提供的有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法与实施例1完全相同，本实施例所提供的组分与实施例1大致相同，其关键不同之处在于所述改性色母粒的组分，本实施例的改性色母粒组分按重量份数为：氨基树脂50份、硬脂酸锌20份、颜料15份、醋酸锌5份、分散剂5份、抗氧化剂2份、辛基酚聚氧乙烯醚3份。
对所得有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.76cN/dtex，断裂强度变异系数为2.60%，所得复合纤维着色均匀，且不易掉色，在沸水中煮沸1h后掉色率为0.44%。
实施例3：
本实施例提供的有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法与实施例1完全相同，本实施例所提供的组分与实施例1大致相同，其关键不同之处在于所述改性色母粒的组分，本实施例的改性色母粒组分按重量份数为：氨基树脂65份、硬脂酸锌12份、颜料8份、醋酸锌5份、分散剂5份、抗氧化剂2份、辛基酚聚氧乙烯醚3份。
对所得有色超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.76cN/dtex，断裂强度变异系数为2.60%，所得复合纤维着色均匀，且不易掉色，在沸水中煮沸1h后掉色率为0.52%。