本发明属于涂料领域，具体涉及一种硬质聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术：
聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等，是应用广泛的高分子材料，主要有聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯弹性体、聚氨酯防水材料、聚氨酯涂料、聚氨酯胶黏剂和聚氨酯生物医用材料等，聚氨酯具有良好的物理和力学性能，硬度范围宽、强度高，具有耐磨、耐油、耐化学腐蚀、耐撕裂、耐臭氧、耐辐射、吸震能力强、黏合性好、加工方式多样，在许多工业领域都有广泛的应用；
聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等；软质泡沫体用于车辆、居室、服装的衬垫，硬质泡沫体用作隔热、吸音、包装、绝缘以及低发泡合成木材，涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护，水池水坝和建筑防渗漏材料，以及织物涂层等。胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的粘着力。此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等；
聚氨酯涂料的应用领域主要有：车辆涂装、船舶、木材、建筑物涂装、防腐涂装、飞机、塑料、橡胶、皮革的表面涂装等等。水性聚氨酯涂料是以水为主要介质，具有低voc含量、低或无环境污染、施工方便等特点，是溶剂型涂料的主要替代品之一。已在许多领域得到广泛的应用，如：木器漆及木地板漆；纸张涂层；建筑涂料；皮革涂层；织物涂层等等。
然而为了提高聚氨酯涂料对基材的保护效果，提高其硬度、表面抗冲击等性能，往往会在其中加入各种无机填料，这些无机填料与聚合物的相容性差，容易造成团聚，降低成品涂膜的稳定性。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术中无机填料与聚合物的相容性差，容易造成团聚，降低成品涂膜的稳定性的问题，提供一种硬质聚氨酯涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种硬质聚氨酯涂料，它是由聚氨酯主料组份和固化剂组份混合组成。
所述的聚氨酯主料组份和固化剂组份的重量比为2-3:1-1.3。
所述的聚氨酯主料组份是由下述重量份的原料组成的：
聚碳酸酯二醇100-110、异佛尔酮二异氰酸酯70-90、引发剂2-4、异氰尿酸三缩水甘油酯3-4、碳纳米管10-15、二丙酮醇6-7、乳化剂0.3-1、硅烷偶联剂kh5501-2、叔丁基对二苯酚0.5-1、硅酸镁铝4-6、吡啶硫酮锌0.8-2、硬脂酸2-3。
所述的引发剂为过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈中的一种。
所述的乳化剂为司盘80。
所述的聚氨酯主料组份的制备方法，包括以下步骤：
（1）取碳纳米管，加入到其重量50-60倍的、94-96%的硫酸溶液中，升高温度为40-50℃，超声1-2小时，出料，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化碳纳米管；
（2）取叔丁基对二苯酚，加入到其重量10-19倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入二丙酮醇，升高温度为60-70℃，保温搅拌10-20分钟，得抗氧化醇分散液；
（3）取硅酸镁铝、吡啶硫酮锌混合，加入到混合料重量20-40倍的去离子水中，加入硬脂酸，在90-95℃下保温搅拌30-40分钟，加入乳化剂，搅拌至常温，得羧基化水分散液；
（4）取上述活化碳纳米管，加入到抗氧化醇分散液中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh550，在50-60℃下保温搅拌30-40分钟，与上述羧基化水分散液混合，超声3-5分钟，加入异氰尿酸三缩水甘油酯，搅拌均匀，得硅烷酯化分散液；
（5）取引发剂，加入到其重量13-20倍的丙酮中，搅拌均匀；
（6）取上述硅烷酯化分散液，与聚碳酸酯二醇混合，加热至110-120℃，减压除水1-2h，与异佛尔酮二异氰酸酯混合，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为80-85℃，滴加上述引发剂的丙酮溶液，保温搅拌3-4小时，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得所述聚氨酯主料组份。
所述的固化剂组份是由质量比为10-13：1的二甲硫基甲苯二胺、硬脂酸钡混合组成的。
所述的硬质聚氨酯涂料的使用方法为：
将基层表面清洗干净、干燥完全，将所述的硬质聚氨酯涂料的聚氨酯主料组份和固化剂组份按照比例混合，搅拌均匀，利用喷枪喷涂到基层表面，即可。
本发明的优点：
本发明首先将碳纳米管活化，分散到醇溶液中，采用硅烷偶联剂kh550处理，得到氨基化的碳纳米管，然后将硅酸镁铝、吡啶硫酮锌混合，通过硬脂酸处理，与碱性氨基化的碳纳米管混合反应，采用异氰尿酸三缩水甘油酯分散，再与聚碳酸酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯单体混合，在引发剂作用下进行聚合，得到聚氨酯主料组份；
本发明将碳纳米管、硅酸镁铝分别通过有机化处理，然后再混合反应，使得碳纳米管、硅酸镁铝有效的结合，同时有效的降低了团聚，提高了成品涂料的稳定性强度，同时碳纳米管、硅酸镁铝可以有效的提高成品涂料的硬度、抗冲击强度。
具体实施方式
实施例1
一种硬质聚氨酯涂料，它是由聚氨酯主料组份和固化剂组份混合组成。
所述的聚氨酯主料组份和固化剂组份的重量比为3:1.3。
所述的聚氨酯主料组份是由下述重量份的原料组成的：
聚碳酸酯二醇110、异佛尔酮二异氰酸酯90、引发剂4、异氰尿酸三缩水甘油酯4、碳纳米管15、二丙酮醇7、乳化剂1、硅烷偶联剂kh5502、叔丁基对二苯酚1、硅酸镁铝6、吡啶硫酮锌2、硬脂酸3。
所述的引发剂为偶氮二异丁腈。
所述的乳化剂为司盘80。
所述的聚氨酯主料组份的制备方法，包括以下步骤：
（1）取碳纳米管，加入到其重量60倍的、96%的硫酸溶液中，升高温度为50℃，超声2小时，出料，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化碳纳米管；
（2）取叔丁基对二苯酚，加入到其重量19倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入二丙酮醇，升高温度为70℃，保温搅拌10-20分钟，得抗氧化醇分散液；
（3）取硅酸镁铝、吡啶硫酮锌混合，加入到混合料重量40倍的去离子水中，加入硬脂酸，在95℃下保温搅拌40分钟，加入乳化剂，搅拌至常温，得羧基化水分散液；
（4）取上述活化碳纳米管，加入到抗氧化醇分散液中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh550，在60℃下保温搅拌40分钟，与上述羧基化水分散液混合，超声5分钟，加入异氰尿酸三缩水甘油酯，搅拌均匀，得硅烷酯化分散液；
（5）取引发剂，加入到其重量20倍的丙酮中，搅拌均匀；
（6）取上述硅烷酯化分散液，与聚碳酸酯二醇混合，加热至120℃，减压除水2h，与异佛尔酮二异氰酸酯混合，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为85℃，滴加上述引发剂的丙酮溶液，保温搅拌4小时，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得所述聚氨酯主料组份。
所述的固化剂组份是由质量比为13：1的二甲硫基甲苯二胺、硬脂酸钡混合组成的。
所述的硬质聚氨酯涂料的使用方法为：
将基层表面清洗干净、干燥完全，将所述的硬质聚氨酯涂料的聚氨酯主料组份和固化剂组份按照比例混合，搅拌均匀，利用喷枪喷涂到基层表面，即可。
实施例2
一种硬质聚氨酯涂料，它是由聚氨酯主料组份和固化剂组份混合组成。
所述的聚氨酯主料组份和固化剂组份的重量比为2:1。
所述的聚氨酯主料组份是由下述重量份的原料组成的：
聚碳酸酯二醇100、异佛尔酮二异氰酸酯70、引发剂2、异氰尿酸三缩水甘油酯3、碳纳米管10、二丙酮醇6、乳化剂0.3、硅烷偶联剂kh5501、叔丁基对二苯酚0.5、硅酸镁铝4、吡啶硫酮锌0.8、硬脂酸2。
所述的引发剂为过氧化二异丙苯。
所述的乳化剂为司盘80。
所述的聚氨酯主料组份的制备方法，包括以下步骤：
（1）取碳纳米管，加入到其重量50倍的、94%的硫酸溶液中，升高温度为40℃，超声1小时，出料，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得活化碳纳米管；
（2）取叔丁基对二苯酚，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入二丙酮醇，升高温度为60℃，保温搅拌10分钟，得抗氧化醇分散液；
（3）取硅酸镁铝、吡啶硫酮锌混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，加入硬脂酸，在90℃下保温搅拌30分钟，加入乳化剂，搅拌至常温，得羧基化水分散液；
（4）取上述活化碳纳米管，加入到抗氧化醇分散液中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh550，在50℃下保温搅拌30分钟，与上述羧基化水分散液混合，超声3分钟，加入异氰尿酸三缩水甘油酯，搅拌均匀，得硅烷酯化分散液；
（5）取引发剂，加入到其重量13倍的丙酮中，搅拌均匀；
（6）取上述硅烷酯化分散液，与聚碳酸酯二醇混合，加热至110℃，减压除水1h，与异佛尔酮二异氰酸酯混合，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为80℃，滴加上述引发剂的丙酮溶液，保温搅拌3小时，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得所述聚氨酯主料组份。
所述的固化剂组份是由质量比为10：1的二甲硫基甲苯二胺、硬脂酸钡混合组成的。
所述的硬质聚氨酯涂料的使用方法为：
将基层表面清洗干净、干燥完全，将所述的硬质聚氨酯涂料的聚氨酯主料组份和固化剂组份按照比例混合，搅拌均匀，利用喷枪喷涂到基层表面，即可。
性能测试：
抗冲击性能测试按照gb/t1732-93（漆膜耐冲击性测定法）进行测试：
纯聚氨酯涂料的抗冲击强度为20-21kg.cm、本发明的硬质聚氨酯涂料的抗冲击强度为26-28kg.cm；
纯聚氨酯涂料的拉伸强度为4-5mpa，本发明的硬质聚氨酯涂料的拉伸强度为6-7mpa。