本發明屬于運動護具技術領域，涉及一種新型耐磨運動護膝的制備方法。
背景技術：
膝蓋為位于大小腿之間的連接部位。膝的主要內部組成結構為半月板以及四條韌帶。半月板為膝內部股骨下端和脛骨上端之間的接連處所墊的一塊新月形的纖維軟骨組織，作用是緩沖膝關節的震動，以及避免兩塊骨頭的直接摩擦。另外，它由四條主要的韌帶支撐著。其中有兩條在膝的兩側，稱為中側突韌帶和外側突韌帶，主要功能是防止膝部軸離位；另外兩條韌帶則分別分布在膝前后方，稱為前十字韌帶和后十字韌帶，作用是防止膝部前后移位。目前，年輕人多熱愛運動，籃球、旱冰、羽毛球等都是比較受歡迎的運動項目，在這些運動中膝蓋屬于特別容易受傷的部位，傳統的運動用護膝只有薄薄的一層織物和海綿，不能起到很好的保護作用。授權公告號為CN201303604Y的中國專利公開了一種運動專用護膝，包括圓筒狀的護膝本體，在所述的護膝本體對應膝蓋的部位置入一層氣墊，所述的氣墊封閉固定在護膝本體的內部。該護膝中由于氣墊的使用，對使用者膝蓋的運動造成一定程度的干擾，而且其防滑、耐磨、防撕裂性能較差。授權公告號為CN204426775U的中國專利公開了一種運動護膝，其包括護膝本體、緩沖塊，所述護膝本體為彈性材料制成，所述護膝本體對應膝部側面設有與護膝本體固定連接緩沖塊，所述緩沖塊為三角形模塊，所述運動護膝還包括防滑貼片，所述護膝本體內側壁具有與護膝本體貼合的防滑貼片，所述防滑貼片為直徑2mm－4mm的圓片，防滑貼片在護膝本體內側壁均勻分布。該護膝耐磨性差，結構復雜，制作成本高。此外，實際應用發現，上述運動護膝以及類似產品在耐磨性、防撞擊、防撕裂性等性能方面表現較差，無法適應一些劇烈的運動，如室內/室外籃球、羽毛球(尤其是普通的戶外水泥場地)等場所的運動項目，甚至是目前興起的戶外運動，對使用者的膝蓋防護性能較差。
技術實現要素：
為了解決現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種新型耐磨運動護膝的制備方法。
本發明的上述目的是通過下述技術方案來實現的：
一種新型耐磨運動護膝的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備強化涂料；
(2)將彈性織物經過一浸一扎，之后通過烘箱在110-120℃下烘干，隨后將烘干后的制作布料制成防護外筒；
(3)利用彈性織物制作防護內筒；
(4)將2-3層織物纖維層裁剪至合適規格，最后將所述織物纖維層放入防護內筒、防護外筒之間，縫合邊沿，形成新型耐磨運動護膝。
進一步地，步驟(1)強化涂料按照如下步驟進行制備：
(1)以重量份數計，將雙十八烷基二甲基氯化銨37～44份、四正丙基鋯酸酯28-31份、N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺23-25份、2-咪唑烷酮10-11份、十八烷基三氯硅烷8-12份、聚乙烯醇縮丁醛17-20份、辛基異噻唑啉酮13-15份、苯二甲酸二丁酯10-16份、二正丁基二硫代氨基甲酸鋅13-18份、馬來酸酐接枝聚丙烯2-3份、瓜爾膠3-5份、聚乙烯醇2-3份、氟化碳1-2份加入1100-1300份去離子水中，加熱攪拌均勻，保持溫度為100-110℃，攪拌速度控制為150-200rad/min，靜置3-3.5h后冷卻至室溫，過濾，濾液備用；
(2)按照所述重量份數將硅酸鎂11-13份、納米二氧化鈦5-7份送至球磨機，磨至粒徑為20-40nm，然后混合攪拌，100-120r/min的速度攪拌30-40分鐘，攪拌均勻得到混合物；
(3)將步驟(2)制得的混合物加入步驟(1)制得的濾液中，超聲高速分散，超聲波頻率為20kHz，分散速度6200r/min，分散時間為40min；
(4)加入剩余的醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11-13份、羥乙基纖維素3-6份、二醇苯基醚1-2份、2-苯基咪唑啉1-2份，超聲高速分散，超聲波頻率為20kHz，分散速度5500r/min，分散時間為50min，得強化涂料。
進一步地，所述織物纖維層每層厚度不超過1毫米。
本發明制備的新型耐磨運動護膝具有優良的耐磨、防撕裂、防撞擊、防水、環保無氣味等性能，針對室內/室外籃球、羽毛球(尤其是普通的戶外水泥場地)等較差運動場所的運動項目，甚至是針對目前社會上興起的戶外運動項目，都可以起到非常好的防護作用，結構簡單，絲毫不影響使用者膝蓋的正常運動，經濟實用，適于推廣應用。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分，而不是全部的實施例。基于所描述的本發明的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
本發明的一種新型耐磨運動護膝，包括護膝本體，護膝本體包括分別由彈性織物制成的防護內筒、防護外筒，在防護內筒、防護外筒之間設置有多層織物纖維層，優選地，所述織物纖維層為2-3層，每層厚度不超過1毫米。進一步地，所述織物纖維層為芳綸等復合材料制成。
在本發明的一種實施方式中，防護外筒的制作布料經強化涂料進行加工處理。具體步驟為為：將制作布料通過強化涂料，經過一浸一扎(先浸入強化涂料，再扎干)，之后通過烘箱在110-120℃下烘干，隨后將烘干后的制作布料制成防護外筒。
所述強化涂料的具體成分為：
雙十八烷基二甲基氯化銨37～44份；四正丙基鋯酸酯28-31份；N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺23-25份；聚乙烯醇縮丁醛17-20份；辛基異噻唑啉酮13-15份；硅酸鎂11-13份；十八烷基三氯硅烷8-12份；2-咪唑烷酮10-11份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11-13份；苯二甲酸二丁酯10-16份；納米二氧化鈦5-7份；二正丁基二硫代氨基甲酸鋅13-18份；羥乙基纖維素3-6份；馬來酸酐接枝聚丙烯2-3份；瓜爾膠3-5份；二醇苯基醚1-2份；2-苯基咪唑啉1-2份；聚乙烯醇2-3份；氟化碳1-2份；去離子水1100-1300份。
優選地，所述納米二氧化鈦的粒徑為20-30nm。
所述十八烷基三氯硅烷采用天然帶電礦物質材料，加入十八烷基三氯硅烷可以顯著提高對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等的抗菌性能。
本發明中N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、納米二氧化鈦等的組合能夠很好地提高涂膜致密性、防腐蝕性、耐水性、耐熱、耐候性等性能。采用醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，還可以極大地提高涂料抗沾粘性能，同時具有良好的彈性和韌性，其涂膜具有了良好內磨性、抗開裂性能和耐沾污性性能。
所述強化涂料的制備方法包括如下步驟：
(1)以重量份數計，將雙十八烷基二甲基氯化銨37～44份、四正丙基鋯酸酯28-31份、N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺23-25份、2-咪唑烷酮10-11份、十八烷基三氯硅烷8-12份、聚乙烯醇縮丁醛17-20份、辛基異噻唑啉酮13-15份、苯二甲酸二丁酯10-16份、二正丁基二硫代氨基甲酸鋅13-18份、馬來酸酐接枝聚丙烯2-3份、瓜爾膠3-5份、聚乙烯醇2-3份、氟化碳1-2份加入1100-1300份去離子水中，加熱攪拌均勻，保持溫度為100-110℃，攪拌速度控制為150-200rad/min，靜置3-3.5h后冷卻至室溫，過濾，濾液備用；
(2)按照所述重量份數將硅酸鎂11-13份、納米二氧化鈦5-7份送至球磨機，磨至粒徑為20-40nm，然后混合攪拌，100-120r/min的速度攪拌30-40分鐘，攪拌均勻得到混合物；
(3)將步驟(2)制得的混合物加入步驟(1)制得的濾液中，超聲高速分散，超聲波頻率為20kHz，分散速度6200r/min，分散時間為40min；
(4)加入剩余的醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11-13份、羥乙基纖維素3-6份、二醇苯基醚1-2份、2-苯基咪唑啉1-2份，超聲高速分散，超聲波頻率為20kHz，分散速度5500r/min，分散時間為50min，得強化涂料。
在一種實施方式中，所述強化涂料包括以下重量份數的原料：雙十八烷基二甲基氯化銨37份；四正丙基鋯酸酯30份；N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺23份；聚乙烯醇縮丁醛20份；辛基異噻唑啉酮13份；硅酸鎂11份；十八烷基三氯硅烷12份；2-咪唑烷酮10份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液13份；苯二甲酸二丁酯16份；納米二氧化鈦5份；二正丁基二硫代氨基甲酸鋅15份；羥乙基纖維素6份；馬來酸酐接枝聚丙烯2份；瓜爾膠5份；二醇苯基醚1份；2-苯基咪唑啉2份；聚乙烯醇2份；氟化碳1份；去離子水1200份。
在一種實施方式中，所述強化涂料包括以下重量份數的原料：雙十八烷基二甲基氯化銨44份；四正丙基鋯酸酯28份；N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺24份；聚乙烯醇縮丁醛17份；辛基異噻唑啉酮15份；硅酸鎂13份；十八烷基三氯硅烷8份；2-咪唑烷酮11份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11份；苯二甲酸二丁酯10份；納米二氧化鈦5份；二正丁基二硫代氨基甲酸鋅18份；羥乙基纖維素4份；馬來酸酐接枝聚丙烯3份；瓜爾膠4份；二醇苯基醚1-2份；2-苯基咪唑啉1份；聚乙烯醇2份；氟化碳1份；去離子水1100份。
在一種實施方式中，所述強化涂料包括以下重量份數的原料：雙十八烷基二甲基氯化銨40份；四正丙基鋯酸酯31份；N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺25份；聚乙烯醇縮丁醛18份；辛基異噻唑啉酮13份；硅酸鎂11份；十八烷基三氯硅烷10份；2-咪唑烷酮10份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液12份；苯二甲酸二丁酯13份；納米二氧化鈦5份；二正丁基二硫代氨基甲酸鋅19份；羥乙基纖維素5份；馬來酸酐接枝聚丙烯2.5份；瓜爾膠4份；二醇苯基醚1份；2-苯基咪唑啉1份；聚乙烯醇3份；氟化碳1份；去離子水1300份。
在一種實施方式中，所述強化涂料包括以下重量份數的原料：雙十八烷基二甲基氯化銨39份；四正丙基鋯酸酯31份；N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺25份；聚乙烯醇縮丁醛19份；辛基異噻唑啉酮13份；硅酸鎂12份；十八烷基三氯硅烷11份；2-咪唑烷酮11份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液13份；苯二甲酸二丁酯14份；納米二氧化鈦7份；二正丁基二硫代氨基甲酸鋅16份；羥乙基纖維素3份；馬來酸酐接枝聚丙烯2份；瓜爾膠3份；二醇苯基醚1份；2-苯基咪唑啉1.5份；聚乙烯醇3份；氟化碳2份；去離子水1300份。
在一種實施方式中，所述強化涂料包括以下重量份數的原料：雙十八烷基二甲基氯化銨42份；四正丙基鋯酸酯30份；N，N’－間苯撐雙馬來酰亞胺23份；聚乙烯醇縮丁醛17份；辛基異噻唑啉酮14份；硅酸鎂12份；十八烷基三氯硅烷11份；2-咪唑烷酮11份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液12份；苯二甲酸二丁酯14份；納米二氧化鈦6份；二正丁基二硫代氨基甲酸鋅15份；羥乙基纖維素3份；馬來酸酐接枝聚丙烯2份；瓜爾膠4份；二醇苯基醚1.5份；2-苯基咪唑啉1份；聚乙烯醇2.5份；氟化碳2份；去離子水1200份。
實際制作過程中，首先按照上述步驟制作強化涂料，然后將彈性織物經過一浸一扎(先浸入強化涂料，再扎干)，之后通過烘箱在110-120℃下烘干，隨后將烘干后的制作布料制成防護外筒。隨后利用彈性織物制作防護內筒，以及將2-3層織物纖維層裁剪至合適規格。最后將織物纖維層放入防護內筒、防護外筒之間，縫合邊沿，形成本發明的新型耐磨運動護膝。
經測試，本發明的新型耐磨運動護膝的防護外筒拉伸強度數值范圍為21.15-24.22MPa，斷裂伸長率571-596％，耐切割指數達到3，耐磨量(mg/1000次)0.35-0.38，防火阻燃級別V-0，濕度大于60％腐蝕率(25℃)2.9％-3.7％，pH＝3.5酸環境腐蝕率4.2％-4.6％，pH＝8.5堿環境腐蝕率4.1％-4.6％，大腸桿菌霉菌存活率2.1％-3.0％，耐沖擊性/(kg·cm)141-145，耐高溫(500℃)22-25小時無變化，苯類物質檢測：未檢測到來源SGS測試。可見本發明的新型耐磨運動護膝通過對防護外筒進行強化涂料處理，從而具有優良的耐磨性能、抗沖擊性能、抗撕裂、防撞擊、耐水性、耐熱、抗菌性、環保等綜合性能，優于現有同類產品，可以對處于復雜運動條件下的使用者進行最合適和最安全的保護，適于推廣應用。
最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。