本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料及制备方法。
背景技术：
涂料作为精细化工的重要产品之一，是国民经济各部门必不可少的配套材料，它赋予不同物体的装饰、防护和特放功能。高新技术蓬勃发展的今天，涂料产品不仅在国民经济和人民生活中起到不可替代的作用，国防军工产品等高科技产业也是涂料的品种里极为特殊和尖端的产品。涂料可谓涉及到军工的各个领域，是军事装备中不可或缺的重要一环。涂料为军事装备提供了功能性的支持和保障。
太阳光的热辐射会造成军事装备、飞行器、建筑物、仪器设备等表面温度过高，严重影响了其工作。因此，降低热辐射的危害是军事设备、建筑节能的迫切需求，在军事设备、建筑物、仪器设备表面涂覆红外反射隔热涂层是一种有效降低物体表面温度的手段。红外反射涂料是一种功能性涂料，具有隔热、降温与节能效果。在红外波段范围内，涂层可以反射热辐射并将涂层内部吸收的热量以热辐射的形式反射到外界环境中，从而降低涂层内部温度以及被涂覆物体表面的温度，达到反射隔离的目的。
目前使用的军工用涂料存在原料多数含有高毒性溶剂，污染环境，安全系数低，机械物理性能低，环保效果差，并且涂层长期受太阳光照射会降解，导致涂层的耐候性和耐久性变差等问题。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料及制备方法，各原料间相互配合，协同作用，使得制得的涂料具有优异的隔热性能、耐候性，耐化学腐蚀性，涂覆效果好，且本发明涂料以水为溶剂，制备方法简单，利于节能环保。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物42-65份、聚氨酯改性丙烯酸树脂45-68份、金红石型钛白粉2.5-4.9份、酞菁绿颜料0.7-2.1份、钛酸镍黄1.6-3.8份、空心玻璃微珠3-6份、云母1.5-4份、石英1.5-4份、水20-40份、有机膨润土0.5-1.5份、分散剂0.5-2份、消泡剂2-5份、润湿剂1-3份。
进一步的，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物53-59份、聚氨酯改性丙烯酸树脂55-62份、金红石型钛白粉3.2-4.1份、酞菁绿颜料1.3-1.9份、钛酸镍黄2.3-3.1份、空心玻璃微珠4-5份、云母2.5-3.4份、石英2.5-3份、水25-35份、有机膨润土0.9-1.2份、分散剂1.2-1.6份、消泡剂3-4份、润湿剂2-3份。
进一步的，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物54份、聚氨酯改性丙烯酸树脂57份、金红石型钛白粉3.5份、酞菁绿颜料1.6份、钛酸镍黄2.4份、空心玻璃微珠4份、云母3.1份、石英2.8份、水35份、有机膨润土1份、分散剂1.4份、消泡剂4份、润湿剂2份。
进一步的，分散剂为六偏磷酸钠，消泡剂为十二烷基苯磺酸钠，润湿剂为烷基聚氧乙醚。
上述偏高岭土地聚物的制备方法包括以下步骤：
1)将高岭土加热分别至750、800、850、900℃，并在每个温度下保温2h，停止加热，随炉温冷却得到偏高岭土；
2)将偏高岭土磨细，使其比表面积达到380-420m2/kg，得细粉待用；
3)步骤2)得到的偏高岭土细粉与钠水玻璃、氢氧化钠混合，用搅拌机高速搅拌10min得到偏高岭土地聚物浆料；
进一步的，步骤(3)中偏高岭土、钠水玻璃与氢氧化钠的质量比为14:16:1。
上述军工用有机-无机复合红外反射环保涂料的制备方法包括以下步骤：
1)按配比取原料，将偏高岭土地聚物与聚氨酯改性丙烯酸树脂与20-30％的水放入搅拌器中混合均匀，得到组分a待用；
2)将云母、石英研磨至细粉后与金红石型钛白粉、酞菁绿颜料、钛酸镍黄、有机膨润土、分散剂、消泡剂、润湿剂与剩余水混合并搅拌均匀，得到组分b待用；
3)将b组分加入到a组分中，并用分散机快速搅拌30min，使其分散均匀，向分散均匀后的混合物中加入空心玻璃微珠，慢速搅拌30min，得到涂料。
(三)有益效果
本发明提供了一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料及制备方法，原料中采用偏高岭土地聚物与聚氨酯改性丙烯酸树脂复合作为有机-无机基料，该有机-无机复合基料改善了单纯以有机物为基料时涂料耐候性、耐久性差的问题，而偏高岭土地聚物具有与有机聚合物相似的三维网络结构，与聚氨酯改性丙烯酸树脂复合的效果较好，同时具有较强的耐化学腐蚀性、优良的耐久性等。
空心玻璃微珠是具有微小尺度的空心球体结构，导热系数低，其比表面积大，光纤照到涂覆膜表面时能够通过空心玻璃微珠多次反射，可提高涂膜反射率，从而起到反射和隔热作用；金红石型钛白粉具有折射率高、遮盖力强等优点；金红石型钛白粉与空心玻璃微珠、酞菁绿颜料、钛酸镍黄、酞菁绿颜料、钛酸镍黄、膨润土云母、石英等组成的颜填料的折射率大于偏高岭土地聚物与聚氨酯改性丙烯酸树脂复合组成的有机-无机基料的折射率，使到达涂层表面的光纤被反射回去，涂层对被涂覆物体的覆盖效果更好，且对光的吸收能力较差，散射光的能力强，导致涂层隔热比较好。
有机膨润土作为流变剂可以有效的防治涂料中的颜填料沉降，使颜填料悬浮在涂料中，避免颜填料由于长时间贮存会缓慢的沉降，结成硬饼，难以分解。
本发明涂料在制备过程中，采用最后加入空心玻璃微珠并慢速搅拌，可防止空心玻璃微珠破裂，影响涂层红外反射效果。本发明中的各原料间相互配合，协同作用，使得制得的涂料具有优异的隔热性能、耐候性，耐化学腐蚀性，涂覆效果好，且本发明涂料以水为溶剂，制备方法简单，利于节能环保。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中用到的原料来源如表1所示。
表1：
实施例1：
一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物54份、聚氨酯改性丙烯酸树脂57份、金红石型钛白粉3.5份、酞菁绿颜料1.6份、钛酸镍黄2.4份、空心玻璃微珠4份、云母3.1份、石英2.8份、水35份、有机膨润土1份、六偏磷酸钠1.4份、十二烷基苯磺酸钠4份、烷基聚氧乙醚2份。
上述偏高岭土地聚物的制备方法包括以下步骤：
1)将高岭土加热分别至750、800、850、900℃，并在每个温度下保温2h，停止加热，随炉温冷却得到偏高岭土；
2)将偏高岭土磨细，使其比表面积达到420m2/kg，得细粉待用；
3)步骤2)得到的偏高岭土细粉与钠水玻璃、氢氧化钠混合，用搅拌机高速搅拌10min得到偏高岭土地聚物浆料，其中，偏高岭土、钠水玻璃与氢氧化钠的质量比为14:16:1。
上述军工用有机-无机复合红外反射环保涂料的制备方法包括以下步骤：
1)按配比取原料，将偏高岭土地聚物与聚氨酯改性丙烯酸树脂与20％的水放入搅拌器中混合均匀，得到组分a待用；
2)将云母、石英研磨至细粉后与金红石型钛白粉、酞菁绿颜料、钛酸镍黄、有机膨润土、分散剂、消泡剂、润湿剂与剩余水混合并搅拌均匀，得到组分b待用；
3)将b组分加入到a组分中，并用分散机快速搅拌30min，使其分散均匀，向分散均匀后的混合物中加入空心玻璃微珠，慢速搅拌30min，得到涂料。
实施例2：
一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物42份、聚氨酯改性丙烯酸树脂62份、金红石型钛白粉2.5份、酞菁绿颜料1.9份、钛酸镍黄1.6份、空心玻璃微珠5份、云母1.5份、石英3份、水28份、有机膨润土1.2份、六偏磷酸钠0.5份、十二烷基苯磺酸钠4份、烷基聚氧乙醚1份。
上述偏高岭土地聚物的制备方法包括以下步骤：
1)将高岭土加热分别至750、800、850、900℃，并在每个温度下保温2h，停止加热，随炉温冷却得到偏高岭土；
2)将偏高岭土磨细，使其比表面积达到380m2/kg，得细粉待用；
3)步骤2)得到的偏高岭土细粉与钠水玻璃、氢氧化钠混合，用搅拌机高速搅拌10min得到偏高岭土地聚物浆料，其中，偏高岭土、钠水玻璃与氢氧化钠的质量比为14:16:1。
上述军工用有机-无机复合红外反射环保涂料的制备方法包括以下步骤：
1)按配比取原料，将偏高岭土地聚物与聚氨酯改性丙烯酸树脂与30％的水放入搅拌器中混合均匀，得到组分a待用；
2)将云母、石英研磨至细粉后与金红石型钛白粉、酞菁绿颜料、钛酸镍黄、有机膨润土、分散剂、消泡剂、润湿剂与剩余水混合并搅拌均匀，得到组分b待用；
3)将b组分加入到a组分中，并用分散机快速搅拌30min，使其分散均匀，向分散均匀后的混合物中加入空心玻璃微珠，慢速搅拌30min，得到涂料。
实施例3：
一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物65份、聚氨酯改性丙烯酸树脂55份、金红石型钛白粉4.9份、酞菁绿颜料1.3份、钛酸镍黄3.8份、空心玻璃微珠4份、云母4份、石英2.5份、水40份、有机膨润土0.9份、六偏磷酸钠2份、十二烷基苯磺酸钠3份、烷基聚氧乙醚3份。
该偏高岭土地聚物以及涂料的制备方法同实施例1。
实施例4：
一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物53份、聚氨酯改性丙烯酸树脂66份、金红石型钛白粉3.2份、酞菁绿颜料2份、钛酸镍黄2.3份、空心玻璃微珠6份、云母2.5份、石英4份、水35份、有机膨润土0.9份、六偏磷酸钠1.8份、十二烷基苯磺酸钠3份、烷基聚氧乙醚3份。
该偏高岭土地聚物以及涂料的制备方法同实施例1。
实施例5：
一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物42份、聚氨酯改性丙烯酸树脂65份、金红石型钛白粉2.5份、酞菁绿颜料0.7-2.1份、钛酸镍黄1.6-3.8份、空心玻璃微珠3-6份、云母1.5-4份、石英1.5-4份、水20-40份、有机膨润土0.5-1.5份、分散剂0.5-2份、消泡剂2-5份、润湿剂1-3份。
一种军工用有机-无机复合红外反射环保涂料，该涂料原料包括如下重量份的原料：偏高岭土地聚物59份、聚氨酯改性丙烯酸树脂64份、金红石型钛白粉4.1份、酞菁绿颜料0.7份、钛酸镍黄3.1份、空心玻璃微珠3份、云母.4份、石英1.5份、水25份、有机膨润土1.5份、六偏磷酸钠1.6份、十二烷基苯磺酸钠5份、烷基聚氧乙醚2份。
该偏高岭土地聚物以及涂料的制备方法同实施例1。
将本发明实施例1-5制备的涂料，涂覆与铝板上，制备涂层，按照标准jg/t235-2008《建筑反射隔热涂料》测试其性能，其结果如表1所示。
表1：
综上，本发明实施例具有如下有益效果：使用本发明实施例1-5涂料制备的涂层，其性能完全符合标准jg/t235-2008《建筑反射隔热涂料》的要求，该涂料制备方法简单，以水为溶剂，更节能环保。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。