本發明涉及一種復合纖維，特別是阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維及制備方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，對紡織品的要求也越來越高，目前市面上的錦綸纖維較短，存在手感粗糙、柔韌性差、透氣性差、吸水性差、易起球等問題。隨之市面上開始出現超細旦錦綸纖維，手感柔軟、穿著舒服，但是市面上的超細旦錦綸纖維的質量不高，纖維容易斷裂、不易染色、等級低、次品率高、經濟效益差。而另一方面，滌綸又是一種較為簡單的合成纖維，他有著結實耐用、彈性好、不易變形、易洗快干、耐腐蝕等特點。如果能夠將超細旦錦綸和滌綸復合在一起，或能得到質量較高的復合纖維。纖維復合的方法有多種，其中常用的是包覆紡絲，但是包覆紡絲后的復合纖維牢固度并不是很高，容易斷裂、撕損。此外，復合纖維在應用于迷彩服、軍旅用品、消防服、電工工作服等等易燃的領域中，就需要提高他的阻燃性能。因此需要提出一種能夠解決上述幾點問題的辦法。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種粘合牢固、制備簡單、手感柔軟、具有阻燃性能的阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維，以及該復合纖維的制備方法。
為了實現上述目的，本發明所設計的阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維，按重量份數包括以下組分：超細旦錦綸50-60份、水溶性滌綸40-50份，所述復合纖維是以超細旦錦綸為芯線，在芯線外包覆有水溶性滌綸；其中，所述超細旦錦綸的組成按重量份數包括：85-95份錦綸6切片、5-7份活性炭、6-10份納米二氧化硅、3-5份改性劑，所述錦綸6切片的特性粘度為2.44-2.48，所述改性劑為阻燃劑，按重量份數包括苧麻纖維35-45份、偏硼酸鈉5-10份、檸檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八鉬酸銨3-8份；所述水溶性滌綸的組成按重量份數包括：聚對苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34份、催化劑3-7份、己二酸2-6份、硝酸鋯2-6份、聚乙二醇3-5份、間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸納4-6份、水溶性粘合劑5-8份，其中聚對苯二甲酸與乙二醇的份數比為1.5:1。
上述阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維的制備方法如下：
第一步：制備超細旦錦綸，粉碎苧麻纖維，將苧麻纖維35-45份、偏硼酸鈉5-10份、檸檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八鉬酸銨3-8份至于反應器中，持續攪拌，在85℃水浴溫度下反應2-3h，取出冷卻待用；將85-95份錦綸6切片、5-7份活性炭和6-10份納米二氧化硅干燥后均勻混合，加入到螺桿擠壓機中進行熔融擠壓，將充分熔融的熔體通過專用熔體管道輸送到紡絲箱體內，紡絲箱體溫度為260-270℃，之后從噴絲頭的噴孔中壓出，絲束在溫度為18-20℃、濕度為58-60%的側風中進行冷卻凝固成絲，最后得到的單絲纖度為0.5-0.55dtex；
第二步：制備水溶性滌綸，將聚對苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34份、催化劑3-7份、己二酸2-6份、硝酸鋯2-6份，放入反應器中，混合均勻，其中聚對苯二甲酸與乙二醇的份數比為：1.5:1，進行酯化反應，控制壓力為0.15-0.2MPa，溫度200℃反應0.5h，溫度為210℃時反應1h，溫度為220℃時反應1.5h，泄壓，加入聚乙二醇3-5份、間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸納4-6份、水溶性粘合劑5-8份進行縮聚反應，聚合溫度為275-285℃，真空度低于100Pa，反應3h，反應后將產物通過專用熔體管道輸送到紡絲箱體內，紡絲箱體溫度為270-280℃；
第三步：制備復合纖維，通過包覆紡絲將40-50份上述紡絲箱體中的水溶性滌綸包覆至50-60份超細旦錦綸上，并同樣在溫度為18-20℃、濕度為58-60%的側風中進行冷卻凝固，然后放入100℃水中30-45min，取出烘干，即可得到阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維。
其中，在超細旦錦綸制備中，采用的噴絲頭的噴孔直徑可取決最終得到錦綸單絲纖度。加入少量活性炭，可使得復合纖維起到一定除臭功能。在制備水溶性滌綸時，加入的水溶性粘合劑，是為了在之后將水溶性滌綸包覆超細旦錦綸的包覆物放入100℃水中水解后，使得水溶性粘合劑被釋放出來，從而將水溶性的滌綸和超細旦錦綸更緊固地粘合在一起。所述水溶性粘合劑在縮聚反應中，被很好地包覆于形成的高分子結構中，盡管后續的紡絲箱體高溫也不能將其釋放出來，只有當滌綸在100℃下水解時，聚合物結構破壞后水溶性粘合劑才能釋放出來，從而起到粘合作用。
此外，加入的己二酸有利于水分子的進入，能夠對上述水解起著促進作用，由于在縮聚反應中，間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸納的加入會對共聚酯的結晶性能有著較大影響，會降低其結晶性能，但是再加入稀土硝酸鹽──硝酸鋯，與間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸納一起可以起到異相成核作用，可在一定程度上緩解上述影響。除此之外，由于稀土硝酸鹽中——硝酸鋯中的稀土元素的獨特性質，還對縮聚反應還在一定程度上起著催化作用。由于超細旦錦綸的單絲纖度極小，能使得復合纖維的手感變得更加柔軟。
為了防止在酯化和縮聚反應中產生過多副產物，采用分階段的溫度以及對應的反應時間進行酯化反應。
為了使得復合纖維具有阻燃性能，在其中加入改性劑，所謂改性劑即具有阻燃效果的阻燃劑，其中加入苧麻纖維既可以提高錦綸的光澤和透氣性，另一方面，在燃燒時，苧麻纖維因含有多羥基，有大量的殘炭，而偏硼酸鈉5與檸檬酸產生的檸檬酸鈉可以與大量的殘炭發生作用，形成蓬松的阻燃炭層，既可以隔熱，又可以隔絕氧氣。除此之外，聚磷酸胺是一種較好的含磷阻燃劑，加之少量八鉬酸銨的共同作用下，可以產生具有阻燃效果的成分，并且八鉬酸銨具有一定的抑煙功能。硅藻土的加入可以增加上述阻燃炭層的蓬松度。
本發明得到的阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維，其技術效果是在水解后將其中水溶性粘合劑釋放出來，從而將超細旦錦綸和水溶性滌綸更緊固地粘合在一起，整體成本相對較低，制備簡單，得到的復合纖維有著超細旦錦綸和滌綸的優點；并且在一定程度上改善了錦綸的透氣性，在復合纖維的阻燃性能上有所提高，所得復合纖維也不易斷裂、破損。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進一步說明。
實施例1：
本實施例提供的阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維，包括以下組分：超細旦錦綸50份、水溶性滌綸50份，所述復合纖維是以超細旦錦綸為芯線，在芯線外包覆有水溶性滌綸；其中，所述超細旦錦綸的組成按重量份數包括：85-95份錦綸6切片、5-7份活性炭、6-10份納米二氧化硅、3-5份改性劑，所述錦綸6切片的特性粘度為2.44-2.48，所述改性劑為阻燃劑，按重量份數包括苧麻纖維35-45份、偏硼酸鈉5-10份、檸檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八鉬酸銨3-8份；所述水溶性滌綸的組成按重量份數包括：聚對苯二甲酸45份、乙二醇30份、催化劑5份、己二酸3份、硝酸鋯3份、聚乙二醇3份、間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸納5份、水溶性粘合劑6份。
上述阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維的制備方法如下：
第一步：制備超細旦錦綸，將85份錦綸6切片、6份活性炭和9份納米二氧化硅干燥后均勻混合，加入到螺桿擠壓機中進行熔融擠壓，將充分熔融的熔體通過專用熔體管道輸送到紡絲箱體內，紡絲箱體溫度為260℃，之后從噴絲頭的噴孔中壓出，絲束在溫度為18℃、濕度為58%的側風中進行冷卻凝固成絲，最后得到的單絲纖度為0.5dtex；
第二步：制備超細旦錦綸，粉碎苧麻纖維，將苧麻纖維40份、偏硼酸鈉10份、檸檬酸20份、聚磷酸胺12份、硅藻土13份、八鉬酸銨5份至于反應器中，持續攪拌，在85℃水浴溫度下反應2-3h，取出冷卻待用；將聚對苯二甲酸45份、乙二醇30份、催化劑5份、己二酸3份、硝酸鋯3份放入反應器中，混合均勻，進行酯化反應，控制壓力為0.15MPa，溫度200℃反應0.5h，溫度為210℃時反應1h，溫度為220℃時反應1.5h，泄壓，加入聚乙二醇3份、間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸納5份、水溶性粘合劑6份進行縮聚反應，聚合溫度為270℃，真空度低于100Pa，反應3h，反應后將產物通過專用熔體管道輸送到紡絲箱體內，紡絲箱體溫度為270℃；
第三步：制備復合纖維，通過包覆紡絲將50份上述紡絲箱體中的水溶性滌綸包覆至50份超細旦錦綸上，并同樣在溫度為18℃、濕度為58%的側風中進行冷卻凝固，然后放入100℃水中40min，取出烘干，即可得到阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維。
對所得阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維進行檢測，斷裂強度為4.80cN/dtex，斷裂強度變異系數為2.56%；所得到的復合纖維的極限氧指數為28，且復合纖維燃燒時無滴落現象。
實施例2：
本實施例提供的阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維的制備方法與實施例1完全相同，本實施例所提供的組分與實施例1大致相同，其關鍵不同之處在于所述改性劑的組分，本實施例的改性劑組分的重量份數如下：苧麻纖維35份、偏硼酸鈉10份、檸檬酸25份、聚磷酸胺12份、硅藻土13份、八鉬酸銨5份。
對所得阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維進行檢測，斷裂強度為4.80cN/dtex，斷裂強度變異系數為2.56%；所得到的復合纖維的極限氧指數為27.5，且復合纖維燃燒時無滴落現象。
實施例3：
本實施例提供的阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維的制備方法與實施例1完全相同，本實施例所提供的組分與實施例1大致相同，其關鍵不同之處在于所述改性劑的組分，本實施例的改性劑組分的重量份數如下：苧麻纖維45份、偏硼酸鈉10份、檸檬酸15份、聚磷酸胺12份、硅藻土13份、八鉬酸銨5份。
對所得阻燃超細旦錦綸水溶性滌綸復合纖維進行檢測，斷裂強度為4.80cN/dtex，斷裂強度變異系數為2.56%；所得到的復合纖維的極限氧指數為29，且復合纖維燃燒時無滴落現象。