本发明涉及一种复合纤维，特别是抗UV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。因此需要提出一种能够解决上述两点问题的办法。
同时为了满足人们的需求，面料功能化已经成为一个发展趋势，例如过强的太阳光紫外线照射对人体健康危害很大，除了涂抹防晒霜等护肤品外，目前开发有效屏蔽紫外线的功能织物，已经成为国际化纤纺织业的热点。
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、手感柔软的抗UV超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维。
为了实现上述目的，本发明所设计的抗UV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、6-10份纳米二氧化硅以及3-5份改性剂，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48，所述改性剂的组成按重量份数包括：水杨酸30-50份、二苯甲酮10-30份、石墨烯纳米粉体材料20-30份、丙烯酸二苯酯10-20份；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、乙二醇26-34、催化剂3-7份、己二酸2-6、硝酸锆2-6、聚乙二醇3-5份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳4-6、水溶性粘合剂5-8份，其中聚对苯二甲酸与乙二醇的份数比为1.5:1。
上述抗UV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，先将水杨酸30-50份、二苯甲酮10-30份、石墨烯纳米粉体材料20-30份、丙烯酸二苯酯10-20份加入至高温加热炉中进行熔融加热，然后冷却至室温得到改性剂，接着将85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭、6-10份纳米二氧化硅以及3-5份改性剂干燥后均匀混合，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，将聚对苯二甲酸40-50、乙二醇26-34、催化剂3-7份、己二酸2-6、硝酸锆2-6，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，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270-280℃；
第三步：制备复合纤维，通过包覆纺丝将40-50份上述纺丝箱体中的水溶性涤纶包覆至50-60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，即可得到抗UV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。另外改性剂中的水杨酸和二苯甲酮提高了抗紫外能力，其中石墨烯纳米粉体材料覆盖在纤维表层则减少了吸收面，丙烯酸二苯酯可以吸收紫外线。
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。
本发明得到的抗UV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。同时该抗UV超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维由于在超细旦锦纶中添加了抗UV的改性剂，经过《GB/T 18830-2009-纺织品 防紫外线性能的评定》的检测结果是UPF（紫外线防护系数）大于50且UVA(长波紫外线透过率)小于2%。
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：
本实施例提供的抗UV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、6份活性炭、9份纳米二氧化硅以及3份改性剂，所述锦纶6切片的特性粘度为2.45，所述改性剂的组成按重量份数包括：水杨酸30份、二苯甲酮10份、石墨烯纳米粉体材料20份、丙烯酸二苯酯10份；所述水溶性涤纶的组成按重量份数包括：聚对苯二甲酸45、乙二醇30、催化剂5份、己二酸3、硝酸锆3、聚乙二醇3份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳5、水溶性粘合剂6份。
上述抗UV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，先将水杨酸30份、二苯甲酮10份、石墨烯纳米粉体材料20份、丙烯酸二苯酯10份加入至高温加热炉中进行熔融加热，然后冷却至室温得到改性剂，接着将85份锦纶6切片、6份活性炭、9份纳米二氧化硅以及3份改性剂干燥后均匀混合，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，将聚对苯二甲酸45、乙二醇30、催化剂5份、己二酸3、硝酸锆3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，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，即可得到抗UV超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维。
对所得抗UV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%。同时经过《GB/T 18830-2009-纺织品 防紫外线性能的评定》的检测结果是UPF（紫外线防护系数）大于50且UVA(长波紫外线透过率)小于2%。
实施例2：
本实施例提供的抗UV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超细旦锦纶和水溶性涤纶的组分，本实施例的超细旦锦纶为55份，水溶性涤纶为45份。
对所得抗UV超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.80cN/dtex，断裂强度变异系数为2.56%。同时经过《GB/T 18830-2009-纺织品 防紫外线性能的评定》的检测结果是UPF（紫外线防护系数）大于50且UVA(长波紫外线透过率)小于2%。
实施例3：
本实施例提供的抗UV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超细旦锦纶的组成成分比例，所述超细旦锦纶的组成按重量份数包括：95份锦纶6切片、7份活性炭、10份纳米二氧化硅以及5份改性剂，所述锦纶6切片的特性粘度为2.48，所述改性剂的组成按重量份数包括：水杨酸50份、二苯甲酮30份、石墨烯纳米粉体材料30份、丙烯酸二苯酯20份。
对所得抗UV超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.83cN/dtex，断裂强度变异系数为2.48%。同时经过《GB/T 18830-2009-纺织品 防紫外线性能的评定》的检测结果是UPF（紫外线防护系数）大于50且UVA(长波紫外线透过率)小于2%。