技术摘要：
本发明属于高分子合成材料技术领域，具体的说是一种高强度涤纶纤维，包括保护层和接触层；所述接触层为高强涤纶纤维增强PVC软管；所述保护层为圆柱形硬质管道结构设计；所述保护层套接于接触层外侧；所述保护层内腔与接触层外侧之间填充有第一保温层和第二保温层；所述  全部
背景技术：
现有技术中涤纶材料因为制造成本较为低廉，且结实耐用、弹性好、不易变形、耐 腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等特点，广泛应用于高分子合成材料技术中，例如通过涤纶纤维 进行加强制备的PVC软管本身具备优质的性能，但是涤纶纤维由于表面光滑程度高、化学性 质较为惰性，所以涤纶纤维制备高分子合成材料时，其本身结合性能较差，同时现有技术中 家用户外水管多数采用铁制或铜制管道用来防止水管中水流在寒冷的冬天冻结，从而防止 水管受内部水源结冰增大的体积撑破，但是铜制或铁制水管不仅制造成本较高，且水管在 夏季潮湿环境中还容易产生锈蚀，导致水管使用寿命降低，现有技术中通过制造塑料材质 的保温水管，通过设置保温层从而使水管内的水源不易结冰，从而解决上述问题，但是保温 仅仅能使水管中的水源结冰条件升高，当外界温度很低时，水管内部仍旧会结冰，此时保温 层的设置不仅使内部结冰溶解速率降低，同时还妨碍对水管进行升温溶解操作。 中国专利发布的一种户外用抗冻抗压金属软管束，专利号：2016109831368，外管 体内设置有软管和活动管，软管围绕活动管设置；活动管上设置有防冻装置，包括拨动片和 凸起头；拨动片上有生石灰涂层；相邻两节防冻装置之间为抗压部分，该发明将多根软管整 合在一根外管体内，通过拖拽和转动活动管，拨动片是对软管横向方向的活动作用，而凸起 头则是对软管竖向方向的活动作用；软管从活动管上沾上水，在与拨动片上的生石灰涂层 接触摩擦下产生化学反应缓慢发热，起到解冻的功能，但是该发明中石灰涂层与水反应生 效后不可重复利用，使整体装置实用性不强，且防冻能力较弱。
技术实现要素：
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中家庭用户外管道不能起到良好的保温 效果，且在低温环境下发生冻结时无法快速有效地对水管内冰块进行解冻处理的问题，本 发明提出的一种高强度涤纶纤维。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高强度涤纶纤 维，该高强度涤纶纤维由以下原料制成： 聚对苯二甲酸15-20份、乙二醇8-10份、纳米氧化铝0.5-0.8份、莫来石纤维12-14 份、纳米二氧化硅1-2份、聚硫橡胶1.2-1.5份；原料中选取的纳米氧化铝和纳米二氧化硅作 为填充料添加至聚对苯二甲酸与乙二醇共聚反应制备的聚对苯二甲酸乙二酯中利用纳米 级材料本身优质的扩散性能，可以在熔融态的聚对苯二甲酸乙二酯中均匀分散，同时纳米 氧化铝的添加有效地利用其优质的力学性能和本身的密度可以有效地在使用聚对苯二甲 酸乙二酯进行纺丝制备涤纶纤维时，使制得的涤纶纤维本身干热收缩率和断裂强度有效地 增强，而纳米二氧化硅的添加可以使制备的涤纶纤维受外界温度影响较小，有效地改善涤 纶纤维的断裂强度以及耐候性能，使涤纶纤维本身对温度敏感程度降低；原料中选取的聚 4 CN 111593430 A 说　明　书 2/8 页 硫橡胶本身作为一种优质的韧性添加剂，将其溶于聚对苯二甲酸乙二酯中可以有效地使制 得的涤纶纤维本身韧性增强，降低涤纶纤维的脆性，从而使涤纶纤维的断裂更加缓和； 所述高强度涤纶纤维的制备方法包括以下步骤： S1：将聚对苯二甲酸与乙二醇一同通入聚合反应釜中，控制反应中温度为180-220 ℃，进行酯化反应，将酯化后生成物通入缩聚釜中进行缩聚反应后制得聚对苯二甲酸乙二 酯；直接酯化制备聚对苯二甲酸乙二酯相比较于使用现有的成品进行熔融，新制备的原料 黏合形更好，均匀程度更高； S2：将聚硫橡胶和纳米二氧化硅、纳米氧化铝通入高速剪切机中，控制高速剪切机 剪切速率为360-480r/min进行高速剪切，并将剪切混合后的混合物通入S1中制备的聚对苯 二甲酸乙二酯中进行均匀搅拌；将聚硫橡胶和纳米二氧化硅、纳米氧化铝一同进行高速剪 切，使添加料之间进行均匀混合，利用固态颗粒粉末之间摩擦产生的静电吸附性可以使混 合粉末之间分散的更加均匀； S3：将搅拌完成后的混合物经常温水流冷却后进行切片处理，将切片通入双螺杆 挤出机中进行共混挤出，重复挤出3-4次后，造母粒，并将母粒通入拉丝机中经喷丝头加压、 喷丝处理后制得粗制涤纶纤维；将混合物通入双螺杆挤出机中进行多次熔融共混挤出，可 以有效地使混合组分之间分散的更加彻底，同时进行拉丝再通过拉伸从而制备纤维丝线， 可以有效地使纤维丝直径更小，使制得的纤维丝本身力学性能更好； S4：将粗制涤纶纤维经上油、卷绕、再拉伸后制得涤纶长纤维，将制得的涤纶长纤 维与莫来石纤维之间相互进行搓碾后制得高强度涤纶纤维，将高强度涤纶纤维编制成网格 状结构包覆于PVC挤出制造的软管外表面，并通过热压合工艺进行复合处理，可制造保温管 道接触层；将制得的纤维丝与莫来石纤维之间进行缠绕、搓碾，从而使两者之间相互结合， 从而利用莫来石纤维增强涤纶纤维的强度，将高强度涤纶纤维进行编制成为网格状进而作 为增强材料使用，可以利用纤维网状结构将冲击力进行分散，从而有效的提升单一纤维丝 线受力程度，进而使制备的保温管道接触层强度更高，更耐冲力。 优选的，其中S4中所述高强度涤纶纤维编制之前先经过空气低温等离子体改性处 理；涤纶纤维表面光滑的结构以及其本身对化学物质的高强惰性，将涤纶纤维与PVC树脂之 间进行压合时，涤纶纤维和PVC树脂之间的结合力度较差，易发生脱落分层现象，空气低温 等离子体对涤纶纤维进行改性，由于涤纶纤维本身致密的内部结构，空气低温等离子体仅 能对涤纶纤维表面进行改性，使涤纶纤维表面形成不规则的凹陷，但是对涤纶纤维本身的 力学性质影响较为轻微，而表面凹陷性改性使涤纶纤维和PVC树脂之间结合的更加紧密，同 时空气低温等离子体还可以使涤纶纤维表面吸水性增强，从化学交联强度上改善涤纶纤维 与PVC树脂之间的结合力度。 优选的，其中原料中还包括芳纶纤维；所述芳纶纤维与母粒共同通入拉丝机中，并 通过包覆挤出、拉丝制得具备芳纶纤维内芯的粗制涤纶纤维；将芳纶纤维和母粒一同进行 分层挤出，从而制备具备芳纶纤维的内芯，利用高强度涤纶纤维作为外包覆层，对外界环境 进行抵抗，对内芯处的芳纶纤维起到保护作用，同时芳纶纤维具备的高弹性能可以有效地 对涤纶纤维起到补充作用，从而使复合制备的高强度涤纶纤维对冲击力具备更强的抵抗作 用。 优选的，其中S4中所述保温管道包括保护层和接触层；所述接触层为高强涤纶纤 5 CN 111593430 A 说　明　书 3/8 页 维增强PVC软管；所述保护层为圆柱形硬质管道结构设计；所述保护层套接于接触层外侧； 所述保护层内腔与接触层外侧之间填充有第一保温层和第二保温层；所述第一保温层与保 护层内壁固连、第二保温层与接触层外壁之间固连；所述第一保温层和第二保温层均为弹 性保温材料制成；所述第一保温层厚度大于第二保温层；所述第一保温层和第二保温层内 部分别开设有均匀分布的第一通槽和第二通槽；所述第一通槽和第二通槽均为“T”形设计； 所述第一通槽和第二通槽“T”形最大端相互导通；所述第一通槽和第二通槽内均安装有收 缩条；所述收缩条为填充有二甲胺的弹性材料制成；位于所述第一通槽和第二通槽内的收 缩条分别与保护层和接触层之间固连；所述收缩条位于第一通槽或第二通槽“T”形最大端 均固连有挤压板；对称设计的两个所述挤压板之间固连有挤压囊；初始状态下挤压板受第 一保温层和第二保温层挤压相互合拢，使挤压囊处于闭合状态；均匀分布的所述挤压囊之 间均通过导管相互导通；所述保护层外侧固连有安装管；所述安装管外径螺纹形设计；所述 安装管贯穿第一保温层设计；所述保护层通过安装管螺纹连接储液罐；所述储液罐为不透 光材料制成；所述储液罐内储存有饱和食盐水；所述安装管靠近第二保温层一侧密封设计； 所述安装管靠近第二保温层一侧安装有导通管；所述导通管与挤压囊之间通过导管均导 通； 现有生活中北方地区的居民使用的户外水管多数采用铁制或铜制管道用来防止 水管中水流在寒冷的冬天冻结，从而防止水管受内部水源结冰增大的体积撑破，但是铜制 或铁制水管不仅制造成本较高，且水管在夏季潮湿环境中还容易产生锈蚀，导致水管使用 寿命降低，现有技术中通过制造塑料材质的保温水管，通过设置保温层从而使水管内的水 源不易结冰，从而解决上述问题，但是保温仅仅能使水管中的水源结冰条件升高，当外界温 度很低时，水管内部仍旧会结冰，此时保温层的设置不仅使内部结冰溶解速率降低，同时还 妨碍对水管进行升温溶解操作，工作时，使用高强度涤纶纤维增强PVC软管，从而使内部接 触层具备一定的变形能力的同时具备高强度，有效地防止保温管道内水源结冰时对保温管 道的破坏力，同时当外界环境温度较低时，冷空气逐渐入侵保温管道，由于二甲胺常温下为 气态、温度低于7℃时逐渐冷凝、体积减小，此时保温管道内靠近保护层的收缩条受冷逐渐 收缩，由于位于第一通槽和第二通槽内的收缩条分别与保护层和接触层之间固连，收缩条 收缩时拉动挤压板，从而使收缩条连接的挤压板对第一保温层产生挤压作用，第一保温层 受到挤压产生形变，从而使第一保温层密度增大，使第一保层对外界冷空气产生抵抗作用， 并随着时间的推移第二保温层同样受收缩条固连的挤压板挤压，从而使第一保温层和第二 保温层之间形成空腔，温度在固-气-固的传播过程中能量损耗增大，有效地减缓温度的传 导速率，同时，当对称的两块挤压板之间相互分离时对挤压囊产生拉伸效果，从而使挤压囊 内形成负压，由于挤压囊之间相互导通，且挤压囊通过导管与导通管导通，导通管受负压影 响将储液罐内的饱和食盐水抽取并排放至均匀分布的挤压囊中，由于饱和食盐水本身结冰 点较低，饱和食盐水具备优质的保温效果，有效地减缓接触层内的水源受冷空气产生结冰 现象，同时当接触层内的水源结冰后，通过对储液罐进行加热处理，使储液罐内的饱和食盐 水进行升温，同时储液罐内的气压增大、饱和食盐水温度升高，气压将升温后的饱和食盐水 通过导通管挤压至挤压囊内，从而有效地绕过第一保温层对接触层进行加热，从而使接触 层内部的冰块快速溶解。 优选的，所述储液罐靠近安装管一侧开口设置；所述储液罐开口处开设有第一滑 6 CN 111593430 A 说　明　书 4/8 页 槽；所述第一滑槽内滑动连接有增压板；所述增压板开口设计用于容纳导通管；工作时，将 储液罐中灌满饱和食盐水，然后通过螺纹啮合将储液罐安装于安装管内，在进行安装的过 程中，导通管伸入储液罐内，随着储液罐逐渐深入安装管内，安装管对第一滑槽内的增压板 起到挤压作用，从而使挤压板在第一滑槽内向下运动，对储液罐内的饱和食盐水进行挤压， 进而使部分饱和食盐水在压力的作用下进入导通管中，从而有效地降低挤压囊形变时负压 对饱和食盐水的抽取难度，使饱和食盐水的抽取与排出更加方便。 优选的，所述储液罐底部开设有安装孔；所述安装孔内固连有导杆；所述导通管上 下两侧分别开设有第一通孔；所述导通管侧壁开设有环形槽；所述环形槽内通过弹簧弹性 连接有滑动板；所述滑动板上开设有第二通孔；初始状态下第一通孔与第二通孔之间不导 通；当储液罐未安装于安装管内时，挤压囊发生形变容易将外界空气抽取至内部，从而导致 在受低温作用时对饱和食盐水的抽取力度不足，工作时当储液罐未安装于安装管内时，滑 动板在弹簧的弹性作用力下处于固定状态，进行储液罐安装时，导通管伸入安装孔内，导杆 顺环形槽对滑动板产生挤压作用，从而使滑动板受力向上滑动，进而使滑动板上的第二通 孔与导通管上的第一通孔之间导通，使储液罐内腔与挤压囊之间通过导通管导通，有效地 避免了在拆换储液罐时，挤压囊将外界空气吸入，从而使保温管道在低温环境时无法对储 液罐内的饱和食盐水进行有效地抽取，从而使保温管道性能受到影响。 优选的，所述导通管内腔滑动连接有滑动杆；所述滑动杆内部开孔设计；所述滑动 杆上开设有第三通孔；工作时，由于保温管道在进行安装时环境较为复杂，储液罐在安装时 可能位于保温管道上方，滑动杆的设立，利用滑动杆在导通管内受重力作用上下滑动，从而 使滑动杆上开设的第三通孔与导通管上开设的第一通孔之间选择性导通，从而使储液罐方 位对饱和食盐水的抽取不会造成影响。 本发明的有益效果如下： 1 .本发明所述的一种高强度涤纶纤维，通过对涤纶纤维进行改性处理，将涤纶纤 维和芳纶纤维、莫来石纤维之间进行组合，并通过编制成为网格状，从而有效地使制备高强 度涤纶纤维在作为PVC软管的增强材料时具备更强的耐冲力效果和更高的断裂力度，同时 空气低温等离子体改性处理还增强高强度纤维与PVC材料之间的结合力度，进而使制备的 保温管道的接触层具备更加优良的力学特性。 2.本发明所述的一种高强度涤纶纤维，通过设置第一保温层和第二保温层、挤压 板和挤压囊，利用收缩条受外界冷空气影响自身产生收缩，体积大幅度降低，从而使挤压囊 受到拉扯力，从而使挤压囊内部形成负压，将储液罐内的饱和食盐水进行抽取至挤压囊内， 进而有效地增强保温管道的保温效果，同时当接触层内的水源结冰后，通过对储液罐进行 加热处理，使储液罐内的饱和食盐水进行升温，使储液罐内的气压增大、饱和食盐水温度升 高，气压将升温后的饱和食盐水通过导通管挤压至挤压囊内，从而有效地绕过第一保温层 对接触层进行加热，可以快速的接触保温管道结冰状态。 附图说明 下面结合附图对本发明作进一步说明。 图1是本发明的方法流程图； 图2是保温管道的主视图； 7 CN 111593430 A 说　明　书 5/8 页 图3是保温管道的剖视图； 图4是图3中A处局部放大图； 图5是图3中B处局部放大图； 图中：保护层1、接触层2、第一保温层3、第二保温层4、收缩条5、挤压板51、挤压囊 52、安装管6、储液罐61、导通管62、增压板63、导杆64、第一通孔65、滑动板66、第二通孔67、 滑动杆68、第三通孔69。