本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料。
背景技术：
水性聚氨酯(又称水基聚氨酯)是一种在聚氨酯的分子链中含有亲水性基团的聚氨酯树脂，与水具有很强的亲和性，采用特定的工艺能使之在水中分散并形成稳定的体系。水性聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂和铸钢涂料等方面。
聚氨酯涂料，即氨基甲酸酯涂料，其涂膜分子中含有相当数量的聚氨基甲酸酯键。聚氨酯涂料除含氨酯键以外，还含有脲键、醚键、酯键、脲基甲酸酯键，是一种性能优良、应用广泛的涂料。
然而现有的聚氨酯涂料虽然能通过添加一定量的无机填料增强表面硬度，但是，效果不明显，同时还会由于无机填料的增加降低涂膜附着力。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料，所述具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料中含有其质量15-18%的负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉。
进一步的，所述负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉制备方法为：
（1）将麦饭石粉碎制成粒度为10μm的麦饭石粉，将麦饭石粉与其质量6倍的二异丙醇胺溶液混合后，在75℃下搅拌70min，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即可；
（2）将上述得到的麦饭石粉与活性成分按120:30-36质量比例均匀混合，在惰性气体保护下，加热至112-116℃，以800r/min转速进行研磨5-6小时，然后自然冷却至室温后，静置20min，再冷却至0℃，继续研磨20min，自然恢复至室温，得到负载活性成分的麦饭石粉；
（3）将上述负载活性成分的麦饭石粉进一步加工粉碎，得到亚微米级麦饭石粉，即可。
进一步的，所述活性成分按重量份计由以下成分制成：六偏磷酸钠12-14、氨基脲3-5、2-甲基-2,4-戊二醇1.8-2.2。
进一步的，所述亚微米级麦饭石粉粒度为220nm。
进一步的，所述二异丙醇胺溶液浓度为0.3mol/l。
进一步的，所述在75℃下搅拌的搅拌速率为1200r/min。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述水性聚氨酯涂料还包括以下重量份组分：聚氨酯乳液96、有机硅消泡剂1.8、非离子型润湿分散剂2.6、丙二醇丁醚4、去离子水65。
有益效果：本发明通过添加的负载活性成分的亚微米级麦饭石粉，通过亚微米级麦饭石粉中负载的活性成分在涂料中的渗透作用，能够对聚合物产生一定的交联效果，从而改善了传统水性聚氨酯涂膜强度不高的缺陷，对各组分还能够进行一定的螯合，增加了吸收小分子的作用，进而降低了释放的voc，同时，同时通过负载活性成分的亚微米级麦饭石粉显著的降低了未处理的麦饭石粉易于聚集的弊端，从而能够使得负载活性成分的亚微米级麦饭石粉在涂料体系中均匀分散，并且，由于亚微米级麦饭石粉粒子具有特殊的小尺寸效应，可对涂层的孔洞起到填充作用，从而提高涂层的致密性，进而显著的提高了涂层表面耐磨性，当负载活性成分的亚微米级麦饭石粉粒子在体系中相互靠拢时，就会通过氢键或者涂料中其他活性基团相互连接，颗粒之间紧密靠拢，产生交联现象；这种交联现象会在一定程度上提高涂料的内部稳定性，有利于提高涂层的硬度、耐磨性等物理性能，由于本发明添加负载活性成分的亚微米级麦饭石粉，能够使得负载活性成分的亚微米级麦饭石粉不仅在涂料体系中均匀分散，在涂膜固化后，形成稳定致密的交联网络结构，提高涂膜的质量，同时，负载活性成分的亚微米级麦饭石粉中粒子上同样负载有活性基团，能够与基体之间形成化学键，进而效果的提高了涂膜与基体之间的附着力。
具体实施方式
实施例1
一种具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料，所述具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料中含有其质量15%的负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉。
进一步的，所述负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉制备方法为：
（1）将麦饭石粉碎制成粒度为10μm的麦饭石粉，将麦饭石粉与其质量6倍的二异丙醇胺溶液混合后，在75℃下搅拌70min，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即可；
（2）将上述得到的麦饭石粉与活性成分按120:30质量比例均匀混合，在惰性气体保护下，加热至112℃，以800r/min转速进行研磨5小时，然后自然冷却至室温后，静置20min，再冷却至0℃，继续研磨20min，自然恢复至室温，得到负载活性成分的麦饭石粉；
（3）将上述负载活性成分的麦饭石粉进一步加工粉碎，得到亚微米级麦饭石粉，即可。
进一步的，所述活性成分按重量份计由以下成分制成：六偏磷酸钠12、氨基脲3、2-甲基-2,4-戊二醇1.8。
进一步的，所述亚微米级麦饭石粉粒度为220nm。
进一步的，所述二异丙醇胺溶液浓度为0.3mol/l。
进一步的，所述在75℃下搅拌的搅拌速率为1200r/min。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述水性聚氨酯涂料还包括以下重量份组分：聚氨酯乳液96、有机硅消泡剂1.8、非离子型润湿分散剂2.6、丙二醇丁醚4、去离子水65。
实施例2
一种具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料，所述具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料中含有其质量18%的负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉。
进一步的，所述负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉制备方法为：
（1）将麦饭石粉碎制成粒度为10μm的麦饭石粉，将麦饭石粉与其质量6倍的二异丙醇胺溶液混合后，在75℃下搅拌70min，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即可；
（2）将上述得到的麦饭石粉与活性成分按120:36质量比例均匀混合，在惰性气体保护下，加热至116℃，以800r/min转速进行研磨6小时，然后自然冷却至室温后，静置20min，再冷却至0℃，继续研磨20min，自然恢复至室温，得到负载活性成分的麦饭石粉；
（3）将上述负载活性成分的麦饭石粉进一步加工粉碎，得到亚微米级麦饭石粉，即可。
进一步的，所述活性成分按重量份计由以下成分制成：六偏磷酸钠14、氨基脲5、2-甲基-2,4-戊二醇2.2。
进一步的，所述亚微米级麦饭石粉粒度为220nm。
进一步的，所述二异丙醇胺溶液浓度为0.3mol/l。
进一步的，所述在75℃下搅拌的搅拌速率为1200r/min。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述水性聚氨酯涂料还包括以下重量份组分：聚氨酯乳液96、有机硅消泡剂1.8、非离子型润湿分散剂2.6、丙二醇丁醚4、去离子水65。
实施例3
一种具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料，所述具有高表面硬度的水性聚氨酯涂料中含有其质量16%的负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉。
进一步的，所述负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉制备方法为：
（1）将麦饭石粉碎制成粒度为10μm的麦饭石粉，将麦饭石粉与其质量6倍的二异丙醇胺溶液混合后，在75℃下搅拌70min，然后进行过滤，采用去离子水清洗，烘干至恒重，即可；
（2）将上述得到的麦饭石粉与活性成分按120:30-36质量比例均匀混合，在惰性气体保护下，加热至115℃，以800r/min转速进行研磨5.6小时，然后自然冷却至室温后，静置20min，再冷却至0℃，继续研磨20min，自然恢复至室温，得到负载活性成分的麦饭石粉；
（3）将上述负载活性成分的麦饭石粉进一步加工粉碎，得到亚微米级麦饭石粉，即可。
进一步的，所述活性成分按重量份计由以下成分制成：六偏磷酸钠13、氨基脲4、2-甲基-2,4-戊二醇1.9。
进一步的，所述亚微米级麦饭石粉粒度为220nm。
进一步的，所述二异丙醇胺溶液浓度为0.3mol/l。
进一步的，所述在75℃下搅拌的搅拌速率为1200r/min。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述水性聚氨酯涂料还包括以下重量份组分：聚氨酯乳液96、有机硅消泡剂1.8、非离子型润湿分散剂2.6、丙二醇丁醚4、去离子水65。
对比例1：与实施例1区别仅在于将负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉替换为未处理的亚微米级麦饭石粉。
对比例2：与实施例1区别仅在于将负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉替换为负载有活性成分的微米级麦饭石粉，粒度为10μm。
对比例3：与实施例1区别仅在于将负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉中活性成分中不添加氨基脲、2-甲基-2,4-戊二醇。
对实施例与对比例涂覆到玻璃平板上，在相同干燥条件下固化成等厚度的涂膜（相差不超过0.1mm），进行性能检测；
表1
涂膜附着力的测定按照gb/t1720—1989《漆膜附着力测定法》；
耐磨性是用3m刮擦布负重5.2kg进行摩擦实验；
由表1可以看出，本发明制备的涂料具有优异的表面硬度和附着力。
以实施例为基础试样，对比不同添加量的负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉对附着力的影响：
表2
由表2可以看出，超过一定范围添加量的负载有活性成分的亚微米级麦饭石粉会降低涂料附着力。