本发明属于拒水聚酯纤维，涉及一种拒水聚酯纤维及其制备方法。
背景技术：
1、在当今快速发展的工业和消费市场中，纺织品的功能性和耐用性成为了衡量产品质量的重要标准。特别是在户外装备、运动服饰以及工业应用领域，对具有拒水性能的聚酯纤维的需求日益增长。拒水聚酯纤维的开发，不仅能提升产品的使用性能、延长使用寿命，还能够在一定程度上减少洗涤和维护的需求，从而降低环境负担。
2、为了提高聚酯纤维或织物的疏水性能，专利cn109440476b以聚二甲基硅氧烷、聚氨酯和聚丙烯酸酯等材料在织物表面进行涂覆拒水整理，虽然可以提高织物的疏水性能，但是，涂层整理后会影响织物的手感、透气等，且拒水的耐久牢度同样存在一定的挑战。
3、专利cn109183412a利用烧碱对涤纶进行预处理，使得纤维表面酯键水解产生羟基；通过涤纶上的羟基与乙烯基环氧乙烷发生开环加成反应，在涤纶纤维上引入乙烯基，借助紫外辐照和光引发剂，促进涤纶上乙烯基与含氟丙烯酸酯单体发生接枝共聚，实现涤纶织物较长久的拒水整理。但是，由于需要对聚酯进行水解接枝，其制品的力学性能会受到影响，影响制品的使用寿命。
4、专利cn112281239a通过将乙二醇与季戊四醇酸酯水解反应得到拒水型二元酸酯化物，并与预聚体酯化物进行酯交换反应，制得拒水聚酯聚合物，经过熔融纺丝制得拒水聚酯纤维，接触角在135~145°。但是，该专利通过化学结构设计工艺比较复杂，且共聚结构在一定程度上破坏了聚酯结构的规整性，影响其可纺性和纤维的强度。
5、专利cn111041585a公开了拒水聚酯母粒的制备方法，但是，该专利采用常规功能母粒添加、熔体纺丝的方式，功能材料往往在纤维内部均匀分布，无法起到良好的拒水效果，且为了提升制品的拒水效果，往往需要添加较多含量的拒水母粒，导致纤维的强度下降。
6、文献（pdms改性pa6和pet纤维的制备及其性能研究[d].东华大学，2020.06）通过熔融共混的方式制备了pet/pdms纤维，但其接触角仅为123°，有待提升。
7、专利cn113862828a制备了高流动性拒水母粒与常规聚酯进行共混纺丝，利用母粒与常规聚酯的粘度差异，制备了具有类皮芯结构的拒水聚酯纤维，拒水材料有利于在纤维表层富集，大幅度提高了拒水材料的利用效率。但是，实际上为了使得拒水功能材料在纤维径向呈非均相分布，母粒中采用的高流动性聚酯与常规聚酯需要有较大的粘度差异，常采用低分子量聚酯作为母粒的载体树脂，这样在纺丝过程中致使熔体强度低，往往会影响成丝的稳定性。此外，除了跟共混物组成有关外，纺丝过程中这种非均相流动挤出也强烈依赖于成形工艺条件，包括喷丝孔结构、冷却成形条件等。
8、因此，研究一种可纺性优良、拒水性能良好且具有优异力学性能的拒水聚酯纤维及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种拒水聚酯纤维及其制备方法。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种拒水聚酯纤维的制备方法，首先端羟基超支化聚酯与非对称醇羟基单封端的聚二甲基硅氧烷（之所以采用非对称醇羟基单封端的聚二甲基硅氧烷与端羟基超支化聚酯反应，主要是因为非对称醇羟基单封端的聚二甲基硅氧烷仅有一个羟基，可以与端羟基超支化聚酯的羟基反应，如果羟基数量多，反而容易与水分子产生相互作用，不利于后续实现纤维的聚水效果）进行脱水反应得到端硅氧烷基超支化聚酯，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯ⅰ、端硅氧烷基超支化聚酯与二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷经熔融共混制备拒水聚酯功能母粒，再将聚对苯二甲酸乙二醇酯ⅱ与拒水聚酯功能母粒进行共混后熔融纺丝，最后将熔融纺丝所得的纤维表面涂覆三叔丁氧基乙烯基硅烷后，经紫外辐照诱发接枝反应，制得拒水聚酯纤维；
4、聚对苯二甲酸乙二醇酯ⅰ与聚对苯二甲酸乙二醇酯ⅱ的数均分子量均在20000~30000g/mol范围内。
5、作为优选的技术方案：
6、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，脱水反应在-0.01~0.05mpa的压力下进行，反应温度为110~125℃，反应时间为40~60分钟。
7、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，端羟基超支化聚酯与非对称醇羟基单封端的聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1:8~8.03。
8、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，拒水聚酯功能母粒中聚对苯二甲酸乙二醇酯ⅰ的质量分数为60~70%，端硅氧烷基超支化聚酯的质量分数为15~25%，二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷的质量分数为5~25%。
9、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，制备拒水聚酯功能母粒时的熔融挤出温度为250~255℃。
10、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，以聚对苯二甲酸乙二醇酯ⅱ与拒水聚酯功能母粒的总量为基准，拒水聚酯功能母粒的质量占比为5~10%。
11、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，熔融纺丝的工艺参数包括：纺丝温度为275~285℃，喷丝孔的长径比为1.3~1.5:1，缓冷区的温度与纺丝温度相同，缓冷区的高度为2~3cm，冷却吹风速度为0.4~0.6m/s，冷却吹风温度为22~25℃，纺丝速度（即一辊速度）为600~2500m/min，后牵伸倍数为2.5~5.5倍。
12、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，三叔丁氧基乙烯基硅烷的涂覆量为纤维质量的0.1~0.3%。
13、如上所述的一种拒水聚酯纤维的制备方法，紫外辐照强度为30~50 mw/cm2，辐照时间为20~100s。
14、本发明还提供如上任一项所述的方法制得的一种拒水聚酯纤维，拒水聚酯纤维的接触角＞145°；水洗50次后，拒水聚酯纤维的接触角>143°。
15、作为优选的技术方案：
16、如上所述的一种拒水聚酯纤维，拒水聚酯纤维的单丝纤度为1.5~7dtex，断裂强度>3.8cn/dtex，断裂伸长率为20~30%。
17、发明机理：
18、本发明首先利用端羟基超支化聚酯中的羟基与非对称醇羟基单封端的聚二甲基硅氧烷中的羟基反应生成端硅氧烷基超支化聚酯，端硅氧烷基超支化聚酯分子量大，在挤出过程中表现出更强的弹性效应，并且其支化结构对剪切应力更为敏感，出口膨化效应更为显著，从喷丝孔挤出后更容易向着丝条表面扩散而富集。同时，现有技术为了提高功能材料的分散性，母粒的载体树脂通常采用低分子量的树脂（体系粘度低）进行造粒，这就导致纺丝添加时分子量分散过宽，影响纤维性能。而本发明加入端硅氧烷基超支化聚酯，因为其所具有的聚硅氧烷结构表面能低，可以起到内润滑的作用，从而降低体系粘度，所以可以采用高分子量载体树脂（即本发明的聚对苯二甲酸乙二醇酯ⅰ）。在母粒制备过程中，由于摒弃了低分子量高流动性的载体树脂，可以避免纺丝过程中因为母粒加入导致的成纤聚合物的分子量分布过宽而影响纤维的强度，并且能够保证母粒添加纺丝的可纺性。
19、端硅氧烷基超支化聚酯和二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷为拒水功能组分，端硅氧烷基超支化聚酯与二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷的极性相近，相似相容，端硅氧烷基超支化聚酯在向丝条表面扩散的同时，也容易带动二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷向着纤维表面富集，从而在较少的功能材料（即端硅氧烷基超支化聚酯与二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷）添加量的情况下，可以降低纤维的比表面能，提高拒水效果。此外，在丝条固化后，二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷在纤维表面容易形成微凸起结构，增加纤维表面的粗糙度，有利于进一步提高拒水效果。
20、最后，由于纤维表面富集的二甲基乙烯基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷含有不饱和双键，在不损伤纤维基体的情况下，利用低紫外辐照度可以诱发其与三叔丁氧基乙烯基硅烷形成接枝结构，三叔丁氧基乙烯基硅烷的表面能低，从而实现拒水功能强化。
21、有益效果：
22、（1）本发明的一种拒水聚酯纤维的制备方法，利用端羟基超支化聚酯中的羟基与非对称醇羟基单封端的聚二甲基硅氧烷中的羟基反应生成端硅氧烷基超支化聚酯，在较少的功能材添加量的情况下，可以降低纤维的比表面能，提高拒水效果。
23、（2）本发明的一种拒水聚酯纤维的制备方法，摒弃了低分子量高流动性的载体树脂，可以避免纺丝过程中因为母粒加入导致的成纤聚合物的分子量分布过宽而影响纤维的强度，并且能够保证母粒添加纺丝的可纺性。
24、（3）本发明的一种拒水聚酯纤维，可纺性优良、拒水性能好且具有优异力学性能。