一種耐磨抗沖刷涂料及其制備方法與流程
1.本發明涉及涂料技術領域，具體涉及一種耐磨抗沖刷涂料及其制備方法。
背景技術：
2.窯爐或火爐是指用于燒制陶瓷器物和雕塑或是令琺瑯熔合到金屬器物表面的火爐。一般用磚和石頭砌成，根據需要可以制成大小各種的規格，能采用可燃氣體、油或電來運轉。電窯比使用可燃氣體和油的窯更容易控制溫度，但是一些陶工和雕塑家認為電窯的溫度上升太快。窯爐的膛內溫度時采用高溫計或測溫錐測量的，通過窺孔可以看見；是用耐火材料砌成的用以燒成制品的設備，是陶藝成型中的必備設施。人類上萬年的陶瓷燒造歷史，積累了豐富的造窯樣式和經驗。從原始社會的地上露天堆燒、挖坑筑燒到饅頭狀升焰圓窯、半倒焰馬蹄形窯、半坡龍窯、鴨蛋形窯，再到現今的室內氣窯、電窯，窯爐科技在不斷改良發展中。但是目前在窯爐或火爐中通常使用的耐火材料采用高鋁熟料或白剛玉原料，水泥含量高，其耐磨性、抗浸蝕性、耐沖刷性及熱震穩定性都不能滿足窯爐或火爐技術的要求，使用周期短，需要經常修補或更換，影響窯爐或火爐的正常運轉，消耗大量人力和財力。
3.中國專利cn101428997b公開了一種高溫耐磨涂料及其制備方法，該涂料解決了水泥含量高，并且耐壓強度在高溫烘烤后比高鋁耐磨燒注料或白剛玉耐磨燒注料具有明顯的提高，但抗折強度要比白剛玉耐磨燒注料低，所以在修復各耐磨磚、耐磨澆注損壞部位時使用壽命短。
4.利用納米粒子的小尺寸效應、表面與界面效應、量子尺寸效應，將納米技術應用于涂料合成工藝，制備納米功能涂料已成為現代涂料研究的一個重要發展方向。納米技術應用在涂料中，可以明顯增強涂料性能，改善涂料耐磨損性，從而增強材料的使用性能，延長材料的使用壽命，對于減小磨損造成的材料失效和經濟損失具有積極意義。
5.中國專利申請cn1227309c“納米透明耐磨復合涂料”分別介紹了一種雙組份耐磨復合涂料和單組份耐磨復合涂料，可涂于樹脂、金屬和木材表面，由于所用的樹脂是飽和羥基聚酯樹脂、羥基丙烯酸樹脂、環氧樹脂、醇酸樹脂中的一種樹脂，所用涂層硬度有限，另外單純依靠納米粒子和成膜樹脂的耐磨性，其耐磨性能也有限。
6.中國專利申請cn100469846c“一種耐磨耐腐蝕納米復合環氧瀝青修補涂料的制備方法”在環氧瀝青防腐涂料中加入一種或兩種納米級功能粉體材料，制得的涂料與原環氧瀝青防腐涂料相比，耐摩擦性有明顯提高，但是僅僅依靠納米粒子的耐磨性，涂料提高的耐摩擦性能有限，無法滿足水利工程中建筑物遭受高速夾砂水流沖刷及推移質的撞擊沖磨。
7.中國專利申請cn100469847c“一種耐磨耐腐蝕納米復合環氧富鋅涂料的制備方法”在環氧富鋅涂料中加入一種或兩種納米級功能粉體材料，制得的涂料與原環氧富鋅涂料相比，耐摩擦性有明顯提高，同樣僅僅依靠納米粒子的耐磨性，涂料提高的耐摩擦性能有限。
8.納米粒子物理共混法多采用有機硅處理納米顆粒，提高納米粒子的分散性，通過共混來提高耐磨性，其仍然存在很大的局限性，納米粒子分散不佳及納米粒子的團聚導致
涂膜不均的弊病仍然不可完全避免。
技術實現要素：
9.本發明的目的在于提出一種耐磨抗沖刷涂料及其制備方法，具有極好的耐磨性、耐沖刷性能，硬度提高，力學性能明顯提高，具有耐熱、耐火以及耐高溫性能和化學惰性，適合應用于窯爐或火爐等高溫器材的表面涂料中，拓寬了涂料的應用范圍，具有廣闊的應用前景。
10.本發明的技術方案是這樣實現的：本發明提供一種耐磨抗沖刷涂料的制備方法，通過溶膠凝膠法在磺化聚苯乙烯納米微球表面依次包覆上sio2層、zro2層和al2o3層，其中zro2層和al2o3層中有co離子摻雜，制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球經過煅燒去除內核，球磨制得摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片，通過復合偶聯劑改性后，制得改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片，與sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑，與經過硅烷偶聯劑改性的高溫瓷粉加入硅溶膠中混合均勻，加入由二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷制得的甲基苯基硅樹脂中，攪拌混合均勻后，加入固化劑，涂覆，固化，得到耐磨抗沖刷涂料。
11.作為本發明的進一步改進，包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在濃硫酸中進行磺化反應，離心洗滌至上層清液的ph值為5.6-6.2，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，加入正硅酸烷基酯的乙醇溶液中，調節溶液ph值，加熱反應，離心，洗滌，干燥后得到的sio2/sps納米微球，加入鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，加入異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球煅燒后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入乙醇水溶液中，加入復合偶聯劑，加熱反應，離心，洗滌，干燥，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s4.耐磨改性劑的制備：將步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將高溫瓷粉均勻分散于乙醇溶液中，加入硅烷偶聯劑，加熱反應，過濾，洗滌，干燥，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將步驟s5制得的改性高溫瓷粉、步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷溶于甲苯中，加入甲苯-水-多元醇的混合溶劑中，攪拌反應1-2h，過濾，洗滌至中性，加入催化劑，加熱反應25-50min，加入步驟s6制得的溶膠料，攪拌10-20min，加入固化劑，繼續攪拌
10-20min，進行涂覆，室溫固化，得到耐磨抗沖刷涂料。
12.作為本發明的進一步改進，步驟s1中所述聚苯乙烯納米微球的粒徑在200-300nm之間，所述磺化反應的時間為10-12h，所述正硅酸烷基酯的乙醇溶液中正硅酸烷基酯的含量為15-35wt%，所述正硅酸烷基酯為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述磺化聚苯乙烯納米微球和正硅酸乙酯的乙醇溶液的質量比為10：15-22，所述調節溶液ph值至5.2-6，所述加熱反應的溫度為50-70℃，時間為3-5h；所述鋯酸四丁酯的丁醇溶液中鋯酸四丁酯的含量為12-17wt%，所述sio2/sps納米微球和鋯酸四丁酯的丁醇溶液的質量比為10：14-18；所述異丙醇鋁的丙醇溶液中異丙醇鋁的含量為15-20wt%，所述摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球和異丙醇鋁的丙醇溶液的質量比為10：15-20。
13.作為本發明的進一步改進，步驟s2中所述煅燒的溫度為500-600℃，時間為2-4h；所述球磨的時間為1-2h。
14.作為本發明的進一步改進，步驟s3中所述乙醇水溶液中乙醇含量為35-55wt%；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑，質量比為3-5：7，所述硅烷偶聯劑選自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一種；所述鋁酸酯偶聯劑選自dl-411、sg-al821、dl-411、dl-411af、dl-411d、dl-411df、防沉降性鋁酸酯asa中的至少一種；所述加熱反應的溫度為70-80℃，時間為30-50min；所述al2o3/zro2/sio2納米片和復合偶聯劑的質量比為10：1-3。
15.優選地，所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為3-5：7。
16.作為本發明的進一步改進，步驟s4中所述改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纖維的質量比為10：1-2：0.5-1：0.2-0.4：0.1-0.3：0.5-1；步驟s5中所述高溫瓷粉和硅烷偶聯劑的質量比為10：1-2，所述硅烷偶聯劑選自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一種，所述加熱溫度為70-90℃，時間為1-3h。
17.作為本發明的進一步改進，步驟s6中所述改性高溫瓷粉、耐磨改性劑、硅溶膠的質量比為5-8：12-17：25-30；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸烷基酯、乙醇、水、濃鹽酸按照質量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均勻，攪拌反應0.5-1h，得到硅溶膠，所述正硅酸烷基酯為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述濃鹽酸的濃度為34-36wt%；步驟s7中所述二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、催化劑、溶膠料、固化劑的質量比為1-3：2-4：1-3：0.1-0.3：2-3：0.1-0.2；所述甲苯-水-多元醇的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為10-15：20-30：3-5；所述多元醇選自、丙三醇、乙二醇中的至少一種；所述催化劑為四甲基氫氧化銨；所述固化劑為鈦酸四丁酯、鈦酸四甲酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四異丙酯中的至少一種；所述室溫固化時間為1-3h。
18.作為本發明的進一步改進，具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量在98wt%以上的濃硫酸中磺化反應10-12h，離心洗滌至上層清液的ph值為5.6-6.2，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入15-22重量份含有15-35wt%正硅酸甲酯或正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.2-6，加熱至50-70℃反應3-5h，離心，洗滌，干燥后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps
納米微球加入14-18重量份含有12-17wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入15-20重量份含有15-20wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，500-600℃煅燒2-4h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1-2h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份35-55wt%的乙醇水溶液中，加入1-3重量份復合偶聯劑，加熱至70-80℃反應30-50min，離心，洗滌，干燥，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為3-5：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1-2重量份sic、0.5-1重量份si3n4、0.2-0.4重量份mos2、0.1-0.3重量份石墨和0.5-1重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于50-70wt%的乙醇溶液中，加入1-2重量份硅烷偶聯劑，加熱至70-90℃反應1-3h，過濾，洗滌，干燥，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將5-8重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、12-17重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入25-30重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸甲酯或正硅酸乙酯、乙醇、水、34-36wt%的濃鹽酸按照質量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均勻，攪拌反應0.5-1h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將1-3重量份二甲基二氯硅烷、2-4重量份苯基三氯硅烷、1-3重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-多元醇的混合溶劑中，攪拌反應1-2h，過濾，洗滌至中性，加入0.1-0.3重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應25-50min，加入3-5重量份步驟s6制得的溶膠料，攪拌10-20min，加入0.1-0.2重量份固化劑，繼續攪拌10-20min，進行涂覆，室溫固化，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為10-15：20-30：3-5。
19.本發明進一步保護一種上述的制備方法制得的耐磨抗沖刷涂料。
20.本發明進一步保護一種上述的耐磨抗沖刷涂料在窯爐或火爐表面涂料中的應用。
21.本發明具有如下有益效果：單一的納米粒子改性通常效果不顯著，且容易發生力學性能單方面改善而另一方面發生缺陷等問題。納米二氧化硅由于具有化學惰性和特殊的觸變性，對于改善涂料的力學和摩擦學性能均有顯著效果。但是，單一的納米sio2與樹脂基體相容性較差，在其含量較小時就對復合材料的力學性能有較大影響，因為其粒徑太小，比表面能較高，粒子間吸附力很強，容易團聚不易分散，且很容易產生微間隙缺陷，因此當材料處于拉伸狀態時，容易因為產生應力集中而使得力學性能大幅度下降。因此，本發明采用多種納米粒子進行協同改性，選用多種納米材料作為改性填料可以使復合材料在性能方面得到更大的提升。納米
sio2在改善復合材料耐磨耗性方面效果突出，納米al2o3在提高復合材料力學性能、提高涂料耐火、耐高溫性能方面表現突出，zro2具有高硬度，高強度，高韌性，高耐磨性及耐化學腐蝕性等優點，明顯提高了涂料的耐磨性和耐腐蝕性，同時，co離子的摻雜，大大提高了涂料的致密性和斷裂韌性，彎曲強度增加。
22.本發明通過溶膠凝膠法和模板法，首先將聚苯乙烯微球進行磺化改性，從而表面靜電吸附正硅酸乙酯溶膠，在其表面發生溶膠凝膠反應，形成sio2層，進一步表面依次形成zro2層和al2o3層的三層結構，制備得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，經過煅燒去除內核sps（磺化聚苯乙烯），球磨后，得到納米片，并且上表面為al2o3，內表面為sio2，形成三層片狀納米結構，制得的納米片具有能量傳遞效應，能夠有效阻止樹脂基質的裂紋擴散，防止形成破壞性開裂，從而保證涂料良好的延展性和易成形性。在鋁酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑的作用下，兩邊分別進行改性，得到改性納米片，能更好的在樹脂基質內進行分散，提高無機納米材料在有機樹脂中的相容性，大大避免了無機納米材料團聚造成的力學性能下降的問題。
23.進一步，本發明添加了sic、si3n4、石墨、玻璃纖維和mos2進一步起到協同增效的作用，其中，納米sic和si3n4能夠起到支撐載荷和改善耐磨性的作用，明顯改善涂料的硬度和耐磨性，石墨和mos2起到潤滑劑的作用，在摩擦過程中，剝落的石墨和mos2作為第三體分布在摩擦界面上，有效地隔離了摩擦副界面的粗糙接觸，而且界面的石墨和mos2具有一定的自潤滑作用，從而大大提高了各材料間的潤滑性，玻璃纖維能夠增加涂料抗拉強度和斷裂伸長率方面有明顯的作用。各種材料的協同增效的作用下，使得制得的涂料的耐熱、耐高溫、耐火、耐磨、耐沖刷性能得到明顯改善，硬度提高，力學性能明顯提高。
24.高溫瓷粉主要是由經1200℃以上燒成的瓷料經過破碎、球磨、篩分得來，具有良好的耐高溫、耐腐蝕、熱傳導、抗熱震等多種性能，還具有硬度高、耐磨性能好等特點，非常適合應用于用于窯爐或火爐的表面涂料中，其具有在摩擦壓力的作用下，摩擦表面微量分解形成薄的氣膜，使摩擦面之間的滑動阻力減小，具有較好的耐摩擦、耐磨以及耐沖刷的性能。將高溫瓷粉經過硅烷偶聯劑改性后，表面易于與耐磨改性劑、硅溶膠充分混合均勻，并通過化學鍵鍵連，形成穩定的有機-無機復合物，添加入涂料中能明顯改善涂料的綜合性能；本發明將改性高溫瓷粉、耐磨改性劑混合加入硅溶膠中，得到溶膠料，使得各個部分能很好的粘合，進一步加入甲基苯基硅樹脂中改性硅樹脂，耐磨改性劑中潤滑作用的石墨和mos2能起到橋接和填充的作用，提高-si-o-si-鏈的柔韌性。另外，改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片填充至-si-o-si-網絡空隙中，能進一步提高涂膜的潤滑和導熱性能。高溫下，硅樹脂中si-o-si鍵斷裂，生成sio2，涂層的硬度增加，從而起到很好的耐高溫性能，適合應用于窯爐或火爐的表面涂料中。
25.本發明制得的耐磨抗沖刷涂料具有極好的耐磨性、耐沖刷性能，硬度提高，力學性能明顯提高，具有耐熱、耐火以及耐高溫性能和化學惰性，適合應用于窯爐或火爐等高溫器材的表面涂料中，拓寬了涂料的應用范圍，具有廣闊的應用前景。
附圖說明
26.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現
有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
27.圖1為實施例1中步驟s2制得的制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的sem圖；圖2為實施例1中步驟s2制得的制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片截面的tem圖。
具體實施方式
28.下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動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。
29.高溫瓷粉，平均粒徑為3000目，密度為1.2-2g/cm3，購于石家莊順仟新材料科技有限公司；酚醛樹脂為2123酚醛樹脂，游離酚含量小于3%，125℃流動度35-60mm，購于河南濱海實業有限責任公司；玻璃纖維，型號為wj202，級別為e級，無堿，購于五河維佳復合材料有限公司；石墨，粒徑范圍為200-500目，莫氏硬度為1.3，碳含量為大于99%，購于上海澤帆實業有限公司；二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷和甲基三氯硅烷，購于上海阿拉丁生化技術有限公司。
30.實施例1本實施例提供一種耐磨抗沖刷涂料的制備方法，具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應10h，離心洗滌至上層清液的ph值為5.6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入15重量份含有15wt%正硅酸甲酯的乙醇溶液中，2mol/l的鹽酸調節溶液ph值5.2，加熱至50℃反應3h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入14重量份含有12wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份3wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入15重量份含有15wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份3wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，500℃煅燒2h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；圖1為制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的sem圖，圖2為制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片截面的tem圖，由圖可知，形成了3層結果，分別為al2o3層、zro2層、sio2層。
31.s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份35wt%的乙醇水溶液中，加入1重量份復合偶聯劑，加熱至70℃反應30min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性
摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為3：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1重量份sic、0.5重量份si3n4、0.2重量份mos2、0.1重量份石墨和0.5重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于50wt%的乙醇溶液中，加入1重量份硅烷偶聯劑kh570，加熱至70℃反應1h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將5重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、12重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入25重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、34wt%的濃鹽酸按照質量比35：30：70：2混合均勻，攪拌反應0.5h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將1重量份二甲基二氯硅烷、2重量份苯基三氯硅烷、1重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-丙三醇的混合溶劑中，攪拌反應1h，過濾，洗滌至中性，加入0.1重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應25min，加入3重量份步驟s6制得的溶膠料，攪拌10min，加入0.1重量份鈦酸四異丙酯，繼續攪拌10min，進行涂覆，室溫固化1h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶劑中甲苯、水、丙三醇的質量比為10：20：3。
32.實施例2本實施例提供一種耐磨抗沖刷涂料的制備方法，具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應12h，離心洗滌至上層清液的ph值為6.2，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入22重量份含有35wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，2mol/l的鹽酸調節溶液ph值6，加熱至70℃反應5h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入18重量份含有17wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份5wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入20重量份含有20wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份5wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，600℃煅燒4h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨2h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份55wt%的乙醇水溶液中，加入3重量份復合偶聯劑，加熱至80℃反應50min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為5：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/
sio2納米片、2重量份sic、1重量份si3n4、0.4重量份mos2、0.3重量份石墨和1重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于70wt%的乙醇溶液中，加入2重量份硅烷偶聯劑kh550，加熱至90℃反應3h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將8重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、17重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入30重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸甲酯、乙醇、水、36wt%的濃鹽酸按照質量比40：40：90：4混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將3重量份二甲基二氯硅烷、4重量份苯基三氯硅烷、3重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-乙二醇的混合溶劑中，攪拌反應2h，過濾，洗滌至中性，加入0.3重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應50min，加入5重量份步驟s6制得的溶膠料，攪拌20min，加入0.2重量份鈦酸四乙酯，繼續攪拌20min，進行涂覆，室溫固化3h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶劑中甲苯、水、乙二醇的質量比為15：30：5。
33.實施例3本實施例提供一種耐磨抗沖刷涂料的制備方法，具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1.5h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份復合偶聯劑，加熱至75℃反應40min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為4：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于60wt%的乙醇溶液中，加入
1.5重量份硅烷偶聯劑kh792，加熱至80℃反應2h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將6重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、15重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入27重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的濃鹽酸按照質量比37：35：80：3混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s6制得的溶膠料，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
34.實施例4與實施例3相比，不同之處在于，復合偶聯劑為單一的硅烷偶聯劑kh550。
35.實施例5與實施例3相比，不同之處在于，復合偶聯劑為單一的鋁酸酯偶聯劑dl-411。
36.對比例1與實施例3相比，不同之處在于，步驟s1中未進行sio2層包覆。
37.具體如下：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sps納米微球。
38.對比例2與實施例3相比，不同之處在于，步驟s1中未進行zro2層包覆。
39.具體如下：s1.摻雜co離子的al2o3/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/sio2/sps納米微球。
40.對比例3與實施例3相比，不同之處在于，步驟s1中未進行al2o3層包覆。
41.具體如下：s1.摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球。
42.對比例4與實施例3相比，不同之處在于，步驟s1中未摻雜co離子。
43.具體如下：s1.al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份水，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份水，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球。
44.對比例5與實施例3相比，不同之處在于，步驟s2中未進行球磨，得到的為摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球。
45.具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球加入50重量份45wt%的乙醇水溶
液中，加入2重量份復合偶聯劑，加熱至75℃反應40min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為4：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶聯劑kh792，加熱至80℃反應2h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將6重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、15重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入27重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的濃鹽酸按照質量比37：35：80：3混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s6制得的溶膠料，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
46.對比例6與實施例3相比，不同之處在于，未進行步驟s3。
47.具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1.5h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s4.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于60wt%的乙醇溶液中，加入
1.5重量份硅烷偶聯劑kh792，加熱至80℃反應2h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性高溫瓷粉；s5.溶膠料的制備：將6重量份步驟s4制得的改性高溫瓷粉、15重量份步驟s3制得的耐磨改性劑依次加入27重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的濃鹽酸按照質量比37：35：80：3混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；s6.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s5制得的溶膠料，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
48.對比例7與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加sic和si3n4。
49.具體如下：s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑。
50.對比例8與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加sic。
51.具體如下：s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、2.2重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑。
52.對比例9與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加si3n4。
53.具體如下：s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、2.2重量份sic、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑。
54.對比例10與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加mos2和石墨。
55.具體如下：s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑。
56.對比例11與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加mos2。
57.具體如下：
s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.5重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑。
58.對比例12與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加石墨。
59.具體如下：s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.5重量份mos2和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑。
60.對比例13與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加玻璃纖維。
61.具體如下：s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨混合均勻，得到耐磨改性劑。
62.對比例14與實施例3相比，不同之處在于，步驟s4中未添加改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片。
63.具體如下：s4.耐磨改性劑的制備：將1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑。
64.對比例15與實施例3相比，不同之處在于，未進行步驟s5。
65.具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1.5h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份復
合偶聯劑，加熱至75℃反應40min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為4：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.溶膠料的制備：將6重量份高溫瓷粉、15重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入27重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的濃鹽酸按照質量比37：35：80：3混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；s6.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s5制得的溶膠料，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
66.對比例16與實施例3相比，不同之處在于，步驟s6僅為6重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、15重量份步驟s4制得的耐磨改性劑混合均勻得到混合料。
67.具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1.5h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份復合偶聯劑，加熱至75℃反應40min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為4：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/
sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶聯劑kh792，加熱至80℃反應2h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將6重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、15重量份步驟s4制得的耐磨改性劑混合均勻得到混合料；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s6制得的混合料，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
68.對比例17與實施例3相比，不同之處在于，步驟s6中未添加耐磨改性劑。
69.具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1.5h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份復合偶聯劑，加熱至75℃反應40min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為4：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶聯劑kh792，加熱至80℃反應2h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性
高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將21重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉加入27重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的濃鹽酸按照質量比37：35：80：3混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s6制得的溶膠料，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
70.對比例18與實施例3相比，不同之處在于，步驟s6中未添加改性高溫瓷粉。
71.具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1.5h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份復合偶聯劑，加熱至75℃反應40min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為4：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.溶膠料的制備：將21重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入27重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的濃鹽酸按照質量比37：35：80：3混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；
s6.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s5制得的溶膠料，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
72.對比例19與實施例3相比，不同之處在于，用酚醛樹脂代替步驟s7中的硅樹脂，其他條件均不改變。
73.具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量為98wt%的濃硫酸中磺化反應1h，離心洗滌至上層清液的ph值為6，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.5，加熱至60℃反應4h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入16重量份含有15wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入17重量份含有17wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化鈷溶液，攪拌反應1h，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，550℃煅燒3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1.5h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份復合偶聯劑，加熱至75℃反應40min，3000r/min離心15min，清水洗滌，100℃干燥1h，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為4：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶聯劑kh792，加熱至80℃反應2h，過濾，清水洗滌，105℃干燥1h，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將6重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、15重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入27重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的濃鹽酸按照質量比37：35：80：3混合均勻，攪拌反應1h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將7重量份酚醛樹脂和4重量份步驟s6制得的溶膠料
混合，攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到。
74.對比例20與實施例3相比，將各組分簡單混合。
75.具體包括以下步驟：s1.耐磨改性劑的制備：將3重量份al2o3納米粉、3重量份zro2納米粉、4重量份sio2納米粉、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纖維、6重量份高溫瓷粉混合均勻，得到改性劑；s2.耐磨抗沖刷涂料的制備：將2重量份二甲基二氯硅烷、3重量份苯基三氯硅烷、2重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-的混合溶劑中，攪拌反應1.5h，過濾，洗滌至中性，加入0.2重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應35min，加入4重量份步驟s1制得的改性劑，攪拌15min，加入0.15重量份鈦酸四丁酯，繼續攪拌15min，進行涂覆，室溫固化2h，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為12：25：4。
76.測試例1將本發明實施例1-5和對比例1-20制得的耐磨抗沖刷涂料進行性能測試，結果見表1。
77.鉛筆硬度：按gb/t6739-2006方法，用硬度逐步遞增的鉛筆以45
°
角畫過涂層表面，隨后觀察涂層表面的完好程度，直至涂層表面出現壓痕、擦傷、刮破為止，對應鉛筆的上一鉛筆的硬度即為所測試涂層的硬度；附著力測試：按照gb1720-2020方法，按圓滾線劃痕范圍內的涂層完好程度進行評級；耐沖擊強度測試：按照gb/t1732-2020方法，讓1kg的重錘從不同高度（最高為50cm）落下，砸在涂層上，通過判斷涂層是否完好來確定涂層的最強耐沖擊高度，最后用落錘高度與重錘質量的乘積表示涂層的耐沖擊強度（kg
·
cm）；耐高溫性測試：按照標準gb1735-2009方法，將樣板放到馬弗爐中，升溫到1000℃，放置10h后取出，冷卻到室溫，觀察樣板表面情況，如無漆膜脫落、龜裂情況，說明漆膜耐熱性能良好；耐腐蝕性測試：按照標準gb/t1771-2007方法，將樣板放入鹽霧機中，用5％的nacl溶液做噴霧試驗，觀察樣板是否鼓泡、生銹。
78.表1
組別鉛筆硬度（h）附著力（級）耐沖擊強度（kg
·
cm）耐高溫性耐鹽霧性（h）實施例16h165不龜裂，不脫落1320實施例26h167不龜裂，不脫落1330實施例36h169不龜裂，不脫落1350實施例45h260不龜裂，不脫落1250實施例55h259不龜裂，不脫落1270對比例14h157不龜裂，不脫落1240對比例25h154不龜裂，不脫落1150對比例35h158出現龜裂和脫落1260對比例44h254不龜裂，不脫落1110
對比例54h151不龜裂，不脫落1245對比例64h255不龜裂，不脫落1220對比例74h156不龜裂，不脫落1240對比例85h159不龜裂，不脫落1260對比例95h158不龜裂，不脫落1255對比例105h250不龜裂，不脫落1215對比例115h252不龜裂，不脫落1235對比例125h253不龜裂，不脫落1230對比例135h148不龜裂，不脫落1265對比例143h245出現龜裂和脫落1040對比例155h156出現龜裂和脫落1105對比例165h249出現龜裂和脫落1255對比例173h342出現龜裂和脫落1010對比例185h154出現龜裂和脫落1045對比例194h251出現龜裂和脫落1070對比例203h347出現龜裂和脫落980
由上表可知，本發明實施例1-3制得的耐磨抗沖刷涂料硬度大，附著力好，耐沖擊強度高，具有良好的耐高溫性能和耐鹽霧性能。
79.測試例2將本發明實施例1-5和對比例1-20制得的耐磨抗沖刷涂料進行耐磨、耐沖刷性能測試，結果見表2。
80.耐沖刷性測試：依據gb/t9266-2009進行涂層耐洗刷性測試。
81.耐磨性測試：依據gb/t1768-2006進行涂層耐磨性測試。
82.表2組別耐磨性（g）耐沖刷性（次）實施例10.0221700實施例20.0201780實施例30.0191820實施例40.0561450實施例50.0621420對比例10.0821560對比例20.0851450對比例30.0451550對比例40.0481520對比例50.0551420對比例60.0791380對比例70.0811570對比例80.0631610對比例90.0611600對比例100.0421310
對比例110.0391360對比例120.0371370對比例130.0401510對比例140.0981240對比例150.0701340對比例160.0441310對比例170.1451180對比例180.0871350對比例190.0791400對比例200.1241210由上表可知，本發明實施例1-3制得的耐磨抗沖刷涂料具有更好的耐磨性和耐沖刷性能。
83.實施例4、5與實施例3相比，復合偶聯劑為單一的硅烷偶聯劑kh550或鋁酸酯偶聯劑dl-411。對比例6與實施例3相比，未進行步驟s3，硬度、力學性能、耐磨性、耐沖刷性、附著力下降。本發明在鋁酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑的協同改性作用下，兩邊分別進行改性，得到改性納米片，能更好的在樹脂基質內進行分散，提高無機納米材料在有機樹脂中的相容性，大大避免了無機納米材料團聚造成的力學性能下降的問題，相比單一的偶聯劑改性，復合偶聯劑改性具有更好的性能。
84.對比例1、2、3與實施例3相比，步驟s1中未進行sio2層、zro2層或al2o3層包覆，對比例1的硬度、耐磨性明顯下降，對比例2中耐磨性、耐鹽霧性明顯下降，對比例3中耐高溫性明顯下降。對比例4與實施例3相比，步驟s1中未摻雜co離子，附著力、硬度、耐鹽霧性下降。因此，本發明采用多種納米粒子進行協同改性，選用多種納米材料作為改性填料可以使復合材料在性能方面得到更大的提升。納米sio2在改善復合材料耐磨耗性方面效果突出，納米al2o3在提高復合材料力學性能、提高涂料耐火、耐高溫性能方面表現突出，zro2具有高硬度，高強度，高韌性，高耐磨性及耐化學腐蝕性等優點，明顯提高了涂料的耐磨性和耐腐蝕性，同時，co離子的摻雜，大大提高了涂料的致密性和斷裂韌性，彎曲強度增加。
85.對比例5與實施例3相比，步驟s2中未進行球磨，得到的為al2o3/zro2/sio2中空納米微球，耐沖擊強度、硬度和耐沖刷性、耐磨性下降。對比例14與實施例3相比，步驟s4中未添加改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片，硬度、力學性能、耐磨性、耐沖刷性、耐高溫性、耐鹽霧性、附著力明顯下降。本發明通過溶膠凝膠法和模板法，首先將聚苯乙烯微球進行磺化改性，從而表面靜電吸附正硅酸乙酯溶膠，在其表面發生溶膠凝膠反應，形成sio2層，進一步表面依次形成zro2層和al2o3層的三層結構，制備得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，經過煅燒去除內核sps（磺化聚苯乙烯），球磨后，得到納米片，并且上表面為al2o3，內表面為sio2，形成三層片狀納米結構，制得的納米片具有能量傳遞效應，能夠有效阻止樹脂基質的裂紋擴散，防止形成破壞性開裂，從而保證涂料良好的延展性和易成形性。
86.對比例7與實施例3相比，步驟s4中未添加sic和si3n4，其耐磨性和硬度明顯下降。對比例8、9與實施例3相比，步驟s4中未添加sic或si3n4，其耐磨性和硬度下降。對比例10與實施例3相比，步驟s4中未添加mos2和石墨，其附著力、耐沖擊強度、耐沖刷性能明顯下降。
對比例11、12與實施例3相比，步驟s4中未添加mos2或石墨，其附著力、耐沖擊強度、耐沖刷性能下降。對比例13與實施例3相比，步驟s4中未添加玻璃纖維，其耐沖擊強度下降。本發明添加了sic、si3n4、石墨、玻璃纖維和mos2進一步起到協同增效的作用，其中，納米sic和si3n4能夠起到支撐載荷和改善耐磨性的作用，明顯改善涂料的硬度和耐磨性，石墨和mos2起到潤滑劑的作用，在摩擦過程中，剝落的石墨和mos2作為第三體分布在摩擦界面上，有效地隔離了摩擦副界面的粗糙接觸，而且界面的石墨和mos2具有一定的自潤滑作用，從而大大提高了各材料間的潤滑性，玻璃纖維能夠增加涂料抗拉強度和斷裂伸長率方面有明顯的作用。各種材料的協同增效的作用下，使得制得的涂料的耐熱、耐高溫、耐火、耐磨、耐沖刷性能得到明顯改善，硬度提高，力學性能明顯提高。
87.對比例15與實施例3相比，未進行步驟s5，其耐高溫、耐鹽霧性能、耐磨性、耐沖刷性能下降。本發明將高溫瓷粉經過硅烷偶聯劑改性后，表面易于與耐磨改性劑、硅溶膠充分混合均勻，并通過化學鍵鍵連，形成穩定的有機-無機復合物，添加入涂料中能明顯改善涂料的綜合性能。
88.對比例16與實施例3相比，步驟s6僅為6重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、15重量份步驟s4制得的耐磨改性劑混合均勻得到混合料，其耐高溫性能、耐鹽霧性能、附著力、耐沖擊強度、耐沖刷性能下降。本發明將改性高溫瓷粉、耐磨改性劑混合加入硅溶膠中，得到溶膠料，使得各個部分能很好的粘合，進一步加入甲基苯基硅樹脂中改性硅樹脂，耐磨改性劑中潤滑作用的石墨和mos2能起到橋接和填充的作用，提高-si-o-si-鏈的柔韌性。另外，改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片填充至-si-o-si-網絡空隙中，能進一步提高涂膜的潤滑和導熱性能。
89.對比例17與實施例3相比，步驟s6中未添加耐磨改性劑，硬度、力學性能、耐磨性、耐沖擊強度、耐沖刷性、耐高溫性、耐鹽霧性、附著力明顯下降，耐磨改性劑對涂料具有較好的改性作用。
90.對比例18與實施例3相比，步驟s6中未添加改性高溫瓷粉，其耐高溫、耐鹽霧性能、耐磨性、耐沖刷性能明顯下降。高溫瓷粉主要是由經1200℃以上燒成的瓷料經過破碎、球磨、篩分得來，具有良好的耐高溫、耐腐蝕、熱傳導、抗熱震等多種性能，還具有硬度高、耐磨性能好等特點，非常適合應用于用于窯爐或火爐的表面涂料中，其具有在摩擦壓力的作用下，摩擦表面微量分解形成薄的氣膜，使摩擦面之間的滑動阻力減小，具有較好的耐摩擦、耐磨以及耐沖刷的性能。
91.對比例19與實施例3相比，用酚醛樹脂代替步驟s7中的硅樹脂，其耐高溫性能、耐鹽霧性能、耐沖刷性能明顯下降。本發明為硅樹脂，在高溫下硅樹脂中si-o-si鍵斷裂，生成sio2，涂層的硬度增加，從而起到很好的耐高溫性能，適合應用于窯爐或火爐的表面涂料中。
92.對比例20與實施例3相比，將各組分簡單混合，各項性能指標均有所下降，可見特殊的納米片結構能夠有效避免團聚，具有能量傳遞效應，能夠有效阻止樹脂基質的裂紋擴散，防止形成破壞性開裂，從而保證涂料良好的延展性和易成形性。
93.以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種耐磨抗沖刷涂料的制備方法，其特征在于，通過溶膠凝膠法在磺化聚苯乙烯納米微球表面依次包覆上sio2層、zro2層和al2o3層，其中zro2層和al2o3層中有co離子摻雜，制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球經過煅燒去除內核，球磨制得摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片，通過復合偶聯劑改性后，制得改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片，與sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑，與經過硅烷偶聯劑改性的高溫瓷粉加入硅溶膠中混合均勻，加入由二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷制得的甲基苯基硅樹脂中，攪拌混合均勻后，加入固化劑，涂覆，固化，得到耐磨抗沖刷涂料。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在濃硫酸中進行磺化反應，離心洗滌至上層清液的ph值為5.6-6.2，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，加入正硅酸烷基酯的乙醇溶液中，調節溶液ph值，加熱反應，離心，洗滌，干燥后得到的sio2/sps納米微球，加入鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，加入異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球煅燒后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入乙醇水溶液中，加入復合偶聯劑，加熱反應，離心，洗滌，干燥，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s4.耐磨改性劑的制備：將步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將高溫瓷粉均勻分散于乙醇溶液中，加入硅烷偶聯劑，加熱反應，過濾，洗滌，干燥，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將步驟s5制得的改性高溫瓷粉、步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷溶于甲苯中，加入甲苯-水-多元醇的混合溶劑中，攪拌反應1-2h，過濾，洗滌至中性，加入催化劑，加熱反應25-50min，加入步驟s6制得的溶膠料，攪拌10-20min，加入固化劑，繼續攪拌10-20min，進行涂覆，室溫固化，得到耐磨抗沖刷涂料。3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述聚苯乙烯納米微球的粒徑在200-300nm之間，所述磺化反應的時間為10-12h，所述正硅酸烷基酯的乙醇溶液中正硅酸烷基酯的含量為15-35wt%，所述正硅酸烷基酯為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述磺化聚苯乙烯納米微球和正硅酸乙酯的乙醇溶液的質量比為10：15-22，所述調節溶液ph值至5.2-6，所述加熱反應的溫度為50-70℃，時間為3-5h；所述鋯酸四丁酯的丁醇溶液中鋯酸四丁酯的含量為12-17wt%，所述sio2/sps納米微球和鋯酸四丁酯的丁醇溶液的質量比為10：14-18；所述異丙醇鋁的丙醇溶液中異丙醇鋁的含量為15-20wt%，所述摻雜co離子的zro2/sio2/
sps納米微球和異丙醇鋁的丙醇溶液的質量比為10：15-20。4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述煅燒的溫度為500-600℃，時間為2-4h；所述球磨的時間為1-2h。5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述乙醇水溶液中乙醇含量為35-55wt%；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑，質量比為3-5：7，所述硅烷偶聯劑選自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一種；所述鋁酸酯偶聯劑選自dl-411、sg-al821、dl-411、dl-411af、dl-411d、dl-411df、防沉降性鋁酸酯asa中的至少一種；所述加熱反應的溫度為70-80℃，時間為30-50min；所述al2o3/zro2/sio2納米片和復合偶聯劑的質量比為10：1-3。6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s4中所述改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纖維的質量比為10：1-2：0.5-1：0.2-0.4：0.1-0.3：0.5-1；步驟s5中所述高溫瓷粉和硅烷偶聯劑的質量比為10：1-2，所述硅烷偶聯劑選自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一種，所述加熱溫度為70-90℃，時間為1-3h。7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s6中所述改性高溫瓷粉、耐磨改性劑、硅溶膠的質量比為5-8：12-17：25-30；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸烷基酯、乙醇、水、濃鹽酸按照質量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均勻，攪拌反應0.5-1h，得到硅溶膠，所述正硅酸烷基酯為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述濃鹽酸的濃度為34-36wt%；步驟s7中所述二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、催化劑、溶膠料、固化劑的質量比為1-3：2-4：1-3：0.1-0.3：2-3：0.1-0.2；所述甲苯-水-多元醇的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為10-15：20-30：3-5；所述多元醇選自、丙三醇、乙二醇中的至少一種；所述催化劑為四甲基氫氧化銨；所述固化劑為鈦酸四丁酯、鈦酸四甲酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四異丙酯中的至少一種；所述室溫固化時間為1-3h。8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：s1.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球的制備：將聚苯乙烯納米微球浸泡在含量在98wt%以上的濃硫酸中磺化反應10-12h，離心洗滌至上層清液的ph值為5.6-6.2，冷凍干燥，得到磺化聚苯乙烯納米微球，將10重量份磺化聚苯乙烯納米微球加入15-22重量份含有15-35wt%正硅酸甲酯或正硅酸乙酯的乙醇溶液中，鹽酸調節溶液ph值5.2-6，加熱至50-70℃反應3-5h，離心，洗滌，干燥后得到的sio2/sps納米微球，將10重量份sio2/sps納米微球加入14-18重量份含有12-17wt%鋯酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后得到的摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球，將10重量份摻雜co離子的zro2/sio2/sps納米微球加入15-20重量份含有15-20wt%異丙醇鋁的丙醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化鈷溶液，攪拌反應，離心，洗滌，干燥后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球；s2.摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將步驟s1制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2/sps納米微球，500-600℃煅燒2-4h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2中空納米微球，經過球磨1-2h后，得到摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；s3.改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片的制備：將10重量份步驟s2制得的摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片加入50重量份35-55wt%的乙醇水溶液中，加入1-3重量份復
合偶聯劑，加熱至70-80℃反應30-50min，離心，洗滌，干燥，得到改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片；所述復合偶聯劑包括硅烷偶聯劑kh550和鋁酸酯偶聯劑dl-411，質量比為3-5：7；s4.耐磨改性劑的制備：將10重量份步驟s3制得的改性摻雜co離子的al2o3/zro2/sio2納米片、1-2重量份sic、0.5-1重量份si3n4、0.2-0.4重量份mos2、0.1-0.3重量份石墨和0.5-1重量份玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑；s5.高溫瓷粉的制備：將10重量份高溫瓷粉均勻分散于50-70wt%的乙醇溶液中，加入1-2重量份硅烷偶聯劑，加熱至70-90℃反應1-3h，過濾，洗滌，干燥，得到改性高溫瓷粉；s6.溶膠料的制備：將5-8重量份步驟s5制得的改性高溫瓷粉、12-17重量份步驟s4制得的耐磨改性劑依次加入25-30重量份硅溶膠中，攪拌混合均勻，得到溶膠料；所述硅溶膠的制備方法為：將正硅酸甲酯或正硅酸乙酯、乙醇、水、34-36wt%的濃鹽酸按照質量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均勻，攪拌反應0.5-1h，得到硅溶膠；s7.耐磨抗沖刷涂料的制備：將1-3重量份二甲基二氯硅烷、2-4重量份苯基三氯硅烷、1-3重量份甲基三氯硅烷溶于50重量份甲苯中，加入50重量份甲苯-水-多元醇的混合溶劑中，攪拌反應1-2h，過濾，洗滌至中性，加入0.1-0.3重量份四甲基氫氧化銨，加熱反應25-50min，加入3-5重量份步驟s6制得的溶膠料，攪拌10-20min，加入0.1-0.2重量份固化劑，繼續攪拌10-20min，進行涂覆，室溫固化，得到耐磨抗沖刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶劑中甲苯、水、多元醇的質量比為10-15：20-30：3-5。9.一種如權利要求1-8任一項所述的制備方法制得的耐磨抗沖刷涂料。10.一種如權利要求9所述的耐磨抗沖刷涂料在窯爐或火爐表面涂料中的應用。
技術總結
本發明提出了一種耐磨抗沖刷涂料及其制備方法，屬于涂料技術領域。通過溶膠凝膠法在磺化聚苯乙烯納米微球表面依次包覆上SiO2層、ZrO2層和Al2O3層，其中ZrO2層和Al2O3層中有Co離子摻雜，經過煅燒去除內核，球磨，通過復合偶聯劑改性后，制得改性摻雜Co離子的Al2O3/ZrO2/SiO2納米片，與SiC、Si34、MoS2、石墨和玻璃纖維混合均勻，得到耐磨改性劑，與經過硅烷偶聯劑改性的高溫瓷粉加入硅溶膠中混合均勻，加入由二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷制得的甲基苯基硅樹脂中，攪拌混合均勻后，加入固化劑，涂覆，固化，得到耐磨抗沖刷涂料。得到耐磨抗沖刷涂料。得到耐磨抗沖刷涂料。
