一种耐磨抗冲刷涂料及其制备方法与流程
1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种耐磨抗冲刷涂料及其制备方法。
背景技术：
2.窑炉或火炉是指用于烧制陶瓷器物和雕塑或是令珐琅熔合到金属器物表面的火炉。一般用砖和石头砌成，根据需要可以制成大小各种的规格，能采用可燃气体、油或电来运转。电窑比使用可燃气体和油的窑更容易控制温度，但是一些陶工和雕塑家认为电窑的温度上升太快。窑炉的膛内温度时采用高温计或测温锥测量的，通过窥孔可以看见；是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备，是陶艺成型中的必备设施。人类上万年的陶瓷烧造历史，积累了丰富的造窑样式和经验。从原始社会的地上露天堆烧、挖坑筑烧到馒头状升焰圆窑、半倒焰马蹄形窑、半坡龙窑、鸭蛋形窑，再到现今的室内气窑、电窑，窑炉科技在不断改良发展中。但是目前在窑炉或火炉中通常使用的耐火材料采用高铝熟料或白刚玉原料，水泥含量高，其耐磨性、抗浸蚀性、耐冲刷性及热震稳定性都不能满足窑炉或火炉技术的要求，使用周期短，需要经常修补或更换，影响窑炉或火炉的正常运转，消耗大量人力和财力。
3.中国专利cn101428997b公开了一种高温耐磨涂料及其制备方法，该涂料解决了水泥含量高，并且耐压强度在高温烘烤后比高铝耐磨烧注料或白刚玉耐磨烧注料具有明显的提高，但抗折强度要比白刚玉耐磨烧注料低，所以在修复各耐磨砖、耐磨浇注损坏部位时使用寿命短。
4.利用纳米粒子的小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应，将纳米技术应用于涂料合成工艺，制备纳米功能涂料已成为现代涂料研究的一个重要发展方向。纳米技术应用在涂料中，可以明显增强涂料性能，改善涂料耐磨损性，从而增强材料的使用性能，延长材料的使用寿命，对于减小磨损造成的材料失效和经济损失具有积极意义。
5.中国专利申请cn1227309c“纳米透明耐磨复合涂料”分别介绍了一种双组份耐磨复合涂料和单组份耐磨复合涂料，可涂于树脂、金属和木材表面，由于所用的树脂是饱和羟基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂、环氧树脂、醇酸树脂中的一种树脂，所用涂层硬度有限，另外单纯依靠纳米粒子和成膜树脂的耐磨性，其耐磨性能也有限。
6.中国专利申请cn100469846c“一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧沥青修补涂料的制备方法”在环氧沥青防腐涂料中加入一种或两种纳米级功能粉体材料，制得的涂料与原环氧沥青防腐涂料相比，耐摩擦性有明显提高，但是仅仅依靠纳米粒子的耐磨性，涂料提高的耐摩擦性能有限，无法满足水利工程中建筑物遭受高速夹砂水流冲刷及推移质的撞击冲磨。
7.中国专利申请cn100469847c“一种耐磨耐腐蚀纳米复合环氧富锌涂料的制备方法”在环氧富锌涂料中加入一种或两种纳米级功能粉体材料，制得的涂料与原环氧富锌涂料相比，耐摩擦性有明显提高，同样仅仅依靠纳米粒子的耐磨性，涂料提高的耐摩擦性能有限。
8.纳米粒子物理共混法多采用有机硅处理纳米颗粒，提高纳米粒子的分散性，通过共混来提高耐磨性，其仍然存在很大的局限性，纳米粒子分散不佳及纳米粒子的团聚导致
涂膜不均的弊病仍然不可完全避免。
技术实现要素：
9.本发明的目的在于提出一种耐磨抗冲刷涂料及其制备方法，具有极好的耐磨性、耐冲刷性能，硬度提高，力学性能明显提高，具有耐热、耐火以及耐高温性能和化学惰性，适合应用于窑炉或火炉等高温器材的表面涂料中，拓宽了涂料的应用范围，具有广阔的应用前景。
10.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供一种耐磨抗冲刷涂料的制备方法，通过溶胶凝胶法在磺化聚苯乙烯纳米微球表面依次包覆上sio2层、zro2层和al2o3层，其中zro2层和al2o3层中有co离子掺杂，制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球经过煅烧去除内核，球磨制得掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片，通过复合偶联剂改性后，制得改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片，与sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂，与经过硅烷偶联剂改性的高温瓷粉加入硅溶胶中混合均匀，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树脂中，搅拌混合均匀后，加入固化剂，涂覆，固化，得到耐磨抗冲刷涂料。
11.作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在浓硫酸中进行磺化反应，离心洗涤至上层清液的ph值为5.6-6.2，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，加入正硅酸烷基酯的乙醇溶液中，调节溶液ph值，加热反应，离心，洗涤，干燥后得到的sio2/sps纳米微球，加入锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，加入异丙醇铝的丙醇溶液中，加入氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球煅烧后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入乙醇水溶液中，加入复合偶联剂，加热反应，离心，洗涤，干燥，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s4.耐磨改性剂的制备：将步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将高温瓷粉均匀分散于乙醇溶液中，加入硅烷偶联剂，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将步骤s5制得的改性高温瓷粉、步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷溶于甲苯中，加入甲苯-水-多元醇的混合溶剂中，搅拌反应1-2h，过滤，洗涤至中性，加入催化剂，加热反应25-50min，加入步骤s6制得的溶胶料，搅拌10-20min，加入固化剂，继续搅拌
10-20min，进行涂覆，室温固化，得到耐磨抗冲刷涂料。
12.作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述聚苯乙烯纳米微球的粒径在200-300nm之间，所述磺化反应的时间为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为15-35wt%，所述正硅酸烷基酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述磺化聚苯乙烯纳米微球和正硅酸乙酯的乙醇溶液的质量比为10：15-22，所述调节溶液ph值至5.2-6，所述加热反应的温度为50-70℃，时间为3-5h；所述锆酸四丁酯的丁醇溶液中锆酸四丁酯的含量为12-17wt%，所述sio2/sps纳米微球和锆酸四丁酯的丁醇溶液的质量比为10：14-18；所述异丙醇铝的丙醇溶液中异丙醇铝的含量为15-20wt%，所述掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球和异丙醇铝的丙醇溶液的质量比为10：15-20。
13.作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述煅烧的温度为500-600℃，时间为2-4h；所述球磨的时间为1-2h。
14.作为本发明的进一步改进，步骤s3中所述乙醇水溶液中乙醇含量为35-55wt%；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂，质量比为3-5：7，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一种；所述铝酸酯偶联剂选自dl-411、sg-al821、dl-411、dl-411af、dl-411d、dl-411df、防沉降性铝酸酯asa中的至少一种；所述加热反应的温度为70-80℃，时间为30-50min；所述al2o3/zro2/sio2纳米片和复合偶联剂的质量比为10：1-3。
15.优选地，所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为3-5：7。
16.作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纤维的质量比为10：1-2：0.5-1：0.2-0.4：0.1-0.3：0.5-1；步骤s5中所述高温瓷粉和硅烷偶联剂的质量比为10：1-2，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一种，所述加热温度为70-90℃，时间为1-3h。
17.作为本发明的进一步改进，步骤s6中所述改性高温瓷粉、耐磨改性剂、硅溶胶的质量比为5-8：12-17：25-30；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸烷基酯、乙醇、水、浓盐酸按照质量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均匀，搅拌反应0.5-1h，得到硅溶胶，所述正硅酸烷基酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述浓盐酸的浓度为34-36wt%；步骤s7中所述二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、催化剂、溶胶料、固化剂的质量比为1-3：2-4：1-3：0.1-0.3：2-3：0.1-0.2；所述甲苯-水-多元醇的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为10-15：20-30：3-5；所述多元醇选自、丙三醇、乙二醇中的至少一种；所述催化剂为四甲基氢氧化铵；所述固化剂为钛酸四丁酯、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯中的至少一种；所述室温固化时间为1-3h。
18.作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量在98wt%以上的浓硫酸中磺化反应10-12h，离心洗涤至上层清液的ph值为5.6-6.2，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入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，盐酸调节溶液ph值5.2-6，加热至50-70℃反应3-5h，离心，洗涤，干燥后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps
纳米微球加入14-18重量份含有12-17wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入15-20重量份含有15-20wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，500-600℃煅烧2-4h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1-2h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份35-55wt%的乙醇水溶液中，加入1-3重量份复合偶联剂，加热至70-80℃反应30-50min，离心，洗涤，干燥，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为3-5：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于50-70wt%的乙醇溶液中，加入1-2重量份硅烷偶联剂，加热至70-90℃反应1-3h，过滤，洗涤，干燥，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将5-8重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、12-17重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入25-30重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸甲酯或正硅酸乙酯、乙醇、水、34-36wt%的浓盐酸按照质量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均匀，搅拌反应0.5-1h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-多元醇的混合溶剂中，搅拌反应1-2h，过滤，洗涤至中性，加入0.1-0.3重量份四甲基氢氧化铵，加热反应25-50min，加入3-5重量份步骤s6制得的溶胶料，搅拌10-20min，加入0.1-0.2重量份固化剂，继续搅拌10-20min，进行涂覆，室温固化，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为10-15：20-30：3-5。
19.本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的耐磨抗冲刷涂料。
20.本发明进一步保护一种上述的耐磨抗冲刷涂料在窑炉或火炉表面涂料中的应用。
21.本发明具有如下有益效果：单一的纳米粒子改性通常效果不显著，且容易发生力学性能单方面改善而另一方面发生缺陷等问题。纳米二氧化硅由于具有化学惰性和特殊的触变性，对于改善涂料的力学和摩擦学性能均有显著效果。但是，单一的纳米sio2与树脂基体相容性较差，在其含量较小时就对复合材料的力学性能有较大影响，因为其粒径太小，比表面能较高，粒子间吸附力很强，容易团聚不易分散，且很容易产生微间隙缺陷，因此当材料处于拉伸状态时，容易因为产生应力集中而使得力学性能大幅度下降。因此，本发明采用多种纳米粒子进行协同改性，选用多种纳米材料作为改性填料可以使复合材料在性能方面得到更大的提升。纳米
sio2在改善复合材料耐磨耗性方面效果突出，纳米al2o3在提高复合材料力学性能、提高涂料耐火、耐高温性能方面表现突出，zro2具有高硬度，高强度，高韧性，高耐磨性及耐化学腐蚀性等优点，明显提高了涂料的耐磨性和耐腐蚀性，同时，co离子的掺杂，大大提高了涂料的致密性和断裂韧性，弯曲强度增加。
22.本发明通过溶胶凝胶法和模板法，首先将聚苯乙烯微球进行磺化改性，从而表面静电吸附正硅酸乙酯溶胶，在其表面发生溶胶凝胶反应，形成sio2层，进一步表面依次形成zro2层和al2o3层的三层结构，制备得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，经过煅烧去除内核sps（磺化聚苯乙烯），球磨后，得到纳米片，并且上表面为al2o3，内表面为sio2，形成三层片状纳米结构，制得的纳米片具有能量传递效应，能够有效阻止树脂基质的裂纹扩散，防止形成破坏性开裂，从而保证涂料良好的延展性和易成形性。在铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的作用下，两边分别进行改性，得到改性纳米片，能更好的在树脂基质内进行分散，提高无机纳米材料在有机树脂中的相容性，大大避免了无机纳米材料团聚造成的力学性能下降的问题。
23.进一步，本发明添加了sic、si3n4、石墨、玻璃纤维和mos2进一步起到协同增效的作用，其中，纳米sic和si3n4能够起到支撑载荷和改善耐磨性的作用，明显改善涂料的硬度和耐磨性，石墨和mos2起到润滑剂的作用，在摩擦过程中，剥落的石墨和mos2作为第三体分布在摩擦界面上，有效地隔离了摩擦副界面的粗糙接触，而且界面的石墨和mos2具有一定的自润滑作用，从而大大提高了各材料间的润滑性，玻璃纤维能够增加涂料抗拉强度和断裂伸长率方面有明显的作用。各种材料的协同增效的作用下，使得制得的涂料的耐热、耐高温、耐火、耐磨、耐冲刷性能得到明显改善，硬度提高，力学性能明显提高。
24.高温瓷粉主要是由经1200℃以上烧成的瓷料经过破碎、球磨、筛分得来，具有良好的耐高温、耐腐蚀、热传导、抗热震等多种性能，还具有硬度高、耐磨性能好等特点，非常适合应用于用于窑炉或火炉的表面涂料中，其具有在摩擦压力的作用下，摩擦表面微量分解形成薄的气膜，使摩擦面之间的滑动阻力减小，具有较好的耐摩擦、耐磨以及耐冲刷的性能。将高温瓷粉经过硅烷偶联剂改性后，表面易于与耐磨改性剂、硅溶胶充分混合均匀，并通过化学键键连，形成稳定的有机-无机复合物，添加入涂料中能明显改善涂料的综合性能；本发明将改性高温瓷粉、耐磨改性剂混合加入硅溶胶中，得到溶胶料，使得各个部分能很好的粘合，进一步加入甲基苯基硅树脂中改性硅树脂，耐磨改性剂中润滑作用的石墨和mos2能起到桥接和填充的作用，提高-si-o-si-链的柔韧性。另外，改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片填充至-si-o-si-网络空隙中，能进一步提高涂膜的润滑和导热性能。高温下，硅树脂中si-o-si键断裂，生成sio2，涂层的硬度增加，从而起到很好的耐高温性能，适合应用于窑炉或火炉的表面涂料中。
25.本发明制得的耐磨抗冲刷涂料具有极好的耐磨性、耐冲刷性能，硬度提高，力学性能明显提高，具有耐热、耐火以及耐高温性能和化学惰性，适合应用于窑炉或火炉等高温器材的表面涂料中，拓宽了涂料的应用范围，具有广阔的应用前景。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为实施例1中步骤s2制得的制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的sem图；图2为实施例1中步骤s2制得的制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片截面的tem图。
具体实施方式
28.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
29.高温瓷粉，平均粒径为3000目，密度为1.2-2g/cm3，购于石家庄顺仟新材料科技有限公司；酚醛树脂为2123酚醛树脂，游离酚含量小于3%，125℃流动度35-60mm，购于河南滨海实业有限责任公司；玻璃纤维，型号为wj202，级别为e级，无碱，购于五河维佳复合材料有限公司；石墨，粒径范围为200-500目，莫氏硬度为1.3，碳含量为大于99%，购于上海泽帆实业有限公司；二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷和甲基三氯硅烷，购于上海阿拉丁生化技术有限公司。
30.实施例1本实施例提供一种耐磨抗冲刷涂料的制备方法，具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应10h，离心洗涤至上层清液的ph值为5.6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入15重量份含有15wt%正硅酸甲酯的乙醇溶液中，2mol/l的盐酸调节溶液ph值5.2，加热至50℃反应3h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入14重量份含有12wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份3wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入15重量份含有15wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份3wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，500℃煅烧2h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；图1为制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的sem图，图2为制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片截面的tem图，由图可知，形成了3层结果，分别为al2o3层、zro2层、sio2层。
31.s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份35wt%的乙醇水溶液中，加入1重量份复合偶联剂，加热至70℃反应30min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性
掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为3：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于50wt%的乙醇溶液中，加入1重量份硅烷偶联剂kh570，加热至70℃反应1h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将5重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、12重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入25重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、34wt%的浓盐酸按照质量比35：30：70：2混合均匀，搅拌反应0.5h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-丙三醇的混合溶剂中，搅拌反应1h，过滤，洗涤至中性，加入0.1重量份四甲基氢氧化铵，加热反应25min，加入3重量份步骤s6制得的溶胶料，搅拌10min，加入0.1重量份钛酸四异丙酯，继续搅拌10min，进行涂覆，室温固化1h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶剂中甲苯、水、丙三醇的质量比为10：20：3。
32.实施例2本实施例提供一种耐磨抗冲刷涂料的制备方法，具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应12h，离心洗涤至上层清液的ph值为6.2，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入22重量份含有35wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，2mol/l的盐酸调节溶液ph值6，加热至70℃反应5h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入18重量份含有17wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份5wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入20重量份含有20wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份5wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，600℃煅烧4h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨2h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份55wt%的乙醇水溶液中，加入3重量份复合偶联剂，加热至80℃反应50min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为5：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/
sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于70wt%的乙醇溶液中，加入2重量份硅烷偶联剂kh550，加热至90℃反应3h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将8重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、17重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入30重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸甲酯、乙醇、水、36wt%的浓盐酸按照质量比40：40：90：4混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-乙二醇的混合溶剂中，搅拌反应2h，过滤，洗涤至中性，加入0.3重量份四甲基氢氧化铵，加热反应50min，加入5重量份步骤s6制得的溶胶料，搅拌20min，加入0.2重量份钛酸四乙酯，继续搅拌20min，进行涂覆，室温固化3h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶剂中甲苯、水、乙二醇的质量比为15：30：5。
33.实施例3本实施例提供一种耐磨抗冲刷涂料的制备方法，具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1.5h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份复合偶联剂，加热至75℃反应40min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为4：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于60wt%的乙醇溶液中，加入
1.5重量份硅烷偶联剂kh792，加热至80℃反应2h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将6重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、15重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入27重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的浓盐酸按照质量比37：35：80：3混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s6制得的溶胶料，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
34.实施例4与实施例3相比，不同之处在于，复合偶联剂为单一的硅烷偶联剂kh550。
35.实施例5与实施例3相比，不同之处在于，复合偶联剂为单一的铝酸酯偶联剂dl-411。
36.对比例1与实施例3相比，不同之处在于，步骤s1中未进行sio2层包覆。
37.具体如下：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sps纳米微球。
38.对比例2与实施例3相比，不同之处在于，步骤s1中未进行zro2层包覆。
39.具体如下：s1.掺杂co离子的al2o3/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/sio2/sps纳米微球。
40.对比例3与实施例3相比，不同之处在于，步骤s1中未进行al2o3层包覆。
41.具体如下：s1.掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球。
42.对比例4与实施例3相比，不同之处在于，步骤s1中未掺杂co离子。
43.具体如下：s1.al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份水，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份水，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球。
44.对比例5与实施例3相比，不同之处在于，步骤s2中未进行球磨，得到的为掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球。
45.具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球加入50重量份45wt%的乙醇水溶
液中，加入2重量份复合偶联剂，加热至75℃反应40min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为4：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶联剂kh792，加热至80℃反应2h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将6重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、15重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入27重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的浓盐酸按照质量比37：35：80：3混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s6制得的溶胶料，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
46.对比例6与实施例3相比，不同之处在于，未进行步骤s3。
47.具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1.5h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s4.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于60wt%的乙醇溶液中，加入
1.5重量份硅烷偶联剂kh792，加热至80℃反应2h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性高温瓷粉；s5.溶胶料的制备：将6重量份步骤s4制得的改性高温瓷粉、15重量份步骤s3制得的耐磨改性剂依次加入27重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的浓盐酸按照质量比37：35：80：3混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；s6.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s5制得的溶胶料，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
48.对比例7与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加sic和si3n4。
49.具体如下：s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂。
50.对比例8与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加sic。
51.具体如下：s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、2.2重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂。
52.对比例9与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加si3n4。
53.具体如下：s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、2.2重量份sic、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨和0.7重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂。
54.对比例10与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加mos2和石墨。
55.具体如下：s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4和0.7重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂。
56.对比例11与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加mos2。
57.具体如下：
s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.5重量份石墨和0.7重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂。
58.对比例12与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加石墨。
59.具体如下：s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.5重量份mos2和0.7重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂。
60.对比例13与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加玻璃纤维。
61.具体如下：s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、1.5重量份sic、0.7重量份si3n4、0.3重量份mos2、0.2重量份石墨混合均匀，得到耐磨改性剂。
62.对比例14与实施例3相比，不同之处在于，步骤s4中未添加改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片。
63.具体如下：s4.耐磨改性剂的制备：将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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂。
64.对比例15与实施例3相比，不同之处在于，未进行步骤s5。
65.具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1.5h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份复
合偶联剂，加热至75℃反应40min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为4：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.溶胶料的制备：将6重量份高温瓷粉、15重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入27重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的浓盐酸按照质量比37：35：80：3混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；s6.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s5制得的溶胶料，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
66.对比例16与实施例3相比，不同之处在于，步骤s6仅为6重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、15重量份步骤s4制得的耐磨改性剂混合均匀得到混合料。
67.具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1.5h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份复合偶联剂，加热至75℃反应40min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为4：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/
sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶联剂kh792，加热至80℃反应2h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将6重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、15重量份步骤s4制得的耐磨改性剂混合均匀得到混合料；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s6制得的混合料，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
68.对比例17与实施例3相比，不同之处在于，步骤s6中未添加耐磨改性剂。
69.具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1.5h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份复合偶联剂，加热至75℃反应40min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为4：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶联剂kh792，加热至80℃反应2h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性
高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将21重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉加入27重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的浓盐酸按照质量比37：35：80：3混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s6制得的溶胶料，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
70.对比例18与实施例3相比，不同之处在于，步骤s6中未添加改性高温瓷粉。
71.具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1.5h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份复合偶联剂，加热至75℃反应40min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为4：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.溶胶料的制备：将21重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入27重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的浓盐酸按照质量比37：35：80：3混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；
s6.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s5制得的溶胶料，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
72.对比例19与实施例3相比，不同之处在于，用酚醛树脂代替步骤s7中的硅树脂，其他条件均不改变。
73.具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量为98wt%的浓硫酸中磺化反应1h，离心洗涤至上层清液的ph值为6，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入20重量份含有25wt%正硅酸乙酯的乙醇溶液中，盐酸调节溶液ph值5.5，加热至60℃反应4h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入16重量份含有15wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入17重量份含有17wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份4wt%氯化钴溶液，搅拌反应1h，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，550℃煅烧3h后，得到al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1.5h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份45wt%的乙醇水溶液中，加入2重量份复合偶联剂，加热至75℃反应40min，3000r/min离心15min，清水洗涤，100℃干燥1h，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为4：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于60wt%的乙醇溶液中，加入1.5重量份硅烷偶联剂kh792，加热至80℃反应2h，过滤，清水洗涤，105℃干燥1h，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将6重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、15重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入27重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯、乙醇、水、35wt%的浓盐酸按照质量比37：35：80：3混合均匀，搅拌反应1h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将7重量份酚醛树脂和4重量份步骤s6制得的溶胶料
混合，搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到。
74.对比例20与实施例3相比，将各组分简单混合。
75.具体包括以下步骤：s1.耐磨改性剂的制备：将3重量份al2o3纳米粉、3重量份zro2纳米粉、4重量份sio2纳米粉、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重量份玻璃纤维、6重量份高温瓷粉混合均匀，得到改性剂；s2.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-的混合溶剂中，搅拌反应1.5h，过滤，洗涤至中性，加入0.2重量份四甲基氢氧化铵，加热反应35min，加入4重量份步骤s1制得的改性剂，搅拌15min，加入0.15重量份钛酸四丁酯，继续搅拌15min，进行涂覆，室温固化2h，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为12：25：4。
76.测试例1将本发明实施例1-5和对比例1-20制得的耐磨抗冲刷涂料进行性能测试，结果见表1。
77.铅笔硬度：按gb/t6739-2006方法，用硬度逐步递增的铅笔以45
°
角画过涂层表面，随后观察涂层表面的完好程度，直至涂层表面出现压痕、擦伤、刮破为止，对应铅笔的上一铅笔的硬度即为所测试涂层的硬度；附着力测试：按照gb1720-2020方法，按圆滚线划痕范围内的涂层完好程度进行评级；耐冲击强度测试：按照gb/t1732-2020方法，让1kg的重锤从不同高度（最高为50cm）落下，砸在涂层上，通过判断涂层是否完好来确定涂层的最强耐冲击高度，最后用落锤高度与重锤质量的乘积表示涂层的耐冲击强度（kg
·
cm）；耐高温性测试：按照标准gb1735-2009方法，将样板放到马弗炉中，升温到1000℃，放置10h后取出，冷却到室温，观察样板表面情况，如无漆膜脱落、龟裂情况，说明漆膜耐热性能良好；耐腐蚀性测试：按照标准gb/t1771-2007方法，将样板放入盐雾机中，用5％的nacl溶液做喷雾试验，观察样板是否鼓泡、生锈。
78.表1
组别铅笔硬度（h）附着力（级）耐冲击强度（kg
·
cm）耐高温性耐盐雾性（h）实施例16h165不龟裂，不脱落1320实施例26h167不龟裂，不脱落1330实施例36h169不龟裂，不脱落1350实施例45h260不龟裂，不脱落1250实施例55h259不龟裂，不脱落1270对比例14h157不龟裂，不脱落1240对比例25h154不龟裂，不脱落1150对比例35h158出现龟裂和脱落1260对比例44h254不龟裂，不脱落1110
对比例54h151不龟裂，不脱落1245对比例64h255不龟裂，不脱落1220对比例74h156不龟裂，不脱落1240对比例85h159不龟裂，不脱落1260对比例95h158不龟裂，不脱落1255对比例105h250不龟裂，不脱落1215对比例115h252不龟裂，不脱落1235对比例125h253不龟裂，不脱落1230对比例135h148不龟裂，不脱落1265对比例143h245出现龟裂和脱落1040对比例155h156出现龟裂和脱落1105对比例165h249出现龟裂和脱落1255对比例173h342出现龟裂和脱落1010对比例185h154出现龟裂和脱落1045对比例194h251出现龟裂和脱落1070对比例203h347出现龟裂和脱落980
由上表可知，本发明实施例1-3制得的耐磨抗冲刷涂料硬度大，附着力好，耐冲击强度高，具有良好的耐高温性能和耐盐雾性能。
79.测试例2将本发明实施例1-5和对比例1-20制得的耐磨抗冲刷涂料进行耐磨、耐冲刷性能测试，结果见表2。
80.耐冲刷性测试：依据gb/t9266-2009进行涂层耐洗刷性测试。
81.耐磨性测试：依据gb/t1768-2006进行涂层耐磨性测试。
82.表2组别耐磨性（g）耐冲刷性（次）实施例10.0221700实施例20.0201780实施例30.0191820实施例40.0561450实施例50.0621420对比例10.0821560对比例20.0851450对比例30.0451550对比例40.0481520对比例50.0551420对比例60.0791380对比例70.0811570对比例80.0631610对比例90.0611600对比例100.0421310
对比例110.0391360对比例120.0371370对比例130.0401510对比例140.0981240对比例150.0701340对比例160.0441310对比例170.1451180对比例180.0871350对比例190.0791400对比例200.1241210由上表可知，本发明实施例1-3制得的耐磨抗冲刷涂料具有更好的耐磨性和耐冲刷性能。
83.实施例4、5与实施例3相比，复合偶联剂为单一的硅烷偶联剂kh550或铝酸酯偶联剂dl-411。对比例6与实施例3相比，未进行步骤s3，硬度、力学性能、耐磨性、耐冲刷性、附着力下降。本发明在铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的协同改性作用下，两边分别进行改性，得到改性纳米片，能更好的在树脂基质内进行分散，提高无机纳米材料在有机树脂中的相容性，大大避免了无机纳米材料团聚造成的力学性能下降的问题，相比单一的偶联剂改性，复合偶联剂改性具有更好的性能。
84.对比例1、2、3与实施例3相比，步骤s1中未进行sio2层、zro2层或al2o3层包覆，对比例1的硬度、耐磨性明显下降，对比例2中耐磨性、耐盐雾性明显下降，对比例3中耐高温性明显下降。对比例4与实施例3相比，步骤s1中未掺杂co离子，附着力、硬度、耐盐雾性下降。因此，本发明采用多种纳米粒子进行协同改性，选用多种纳米材料作为改性填料可以使复合材料在性能方面得到更大的提升。纳米sio2在改善复合材料耐磨耗性方面效果突出，纳米al2o3在提高复合材料力学性能、提高涂料耐火、耐高温性能方面表现突出，zro2具有高硬度，高强度，高韧性，高耐磨性及耐化学腐蚀性等优点，明显提高了涂料的耐磨性和耐腐蚀性，同时，co离子的掺杂，大大提高了涂料的致密性和断裂韧性，弯曲强度增加。
85.对比例5与实施例3相比，步骤s2中未进行球磨，得到的为al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，耐冲击强度、硬度和耐冲刷性、耐磨性下降。对比例14与实施例3相比，步骤s4中未添加改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片，硬度、力学性能、耐磨性、耐冲刷性、耐高温性、耐盐雾性、附着力明显下降。本发明通过溶胶凝胶法和模板法，首先将聚苯乙烯微球进行磺化改性，从而表面静电吸附正硅酸乙酯溶胶，在其表面发生溶胶凝胶反应，形成sio2层，进一步表面依次形成zro2层和al2o3层的三层结构，制备得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，经过煅烧去除内核sps（磺化聚苯乙烯），球磨后，得到纳米片，并且上表面为al2o3，内表面为sio2，形成三层片状纳米结构，制得的纳米片具有能量传递效应，能够有效阻止树脂基质的裂纹扩散，防止形成破坏性开裂，从而保证涂料良好的延展性和易成形性。
86.对比例7与实施例3相比，步骤s4中未添加sic和si3n4，其耐磨性和硬度明显下降。对比例8、9与实施例3相比，步骤s4中未添加sic或si3n4，其耐磨性和硬度下降。对比例10与实施例3相比，步骤s4中未添加mos2和石墨，其附着力、耐冲击强度、耐冲刷性能明显下降。
对比例11、12与实施例3相比，步骤s4中未添加mos2或石墨，其附着力、耐冲击强度、耐冲刷性能下降。对比例13与实施例3相比，步骤s4中未添加玻璃纤维，其耐冲击强度下降。本发明添加了sic、si3n4、石墨、玻璃纤维和mos2进一步起到协同增效的作用，其中，纳米sic和si3n4能够起到支撑载荷和改善耐磨性的作用，明显改善涂料的硬度和耐磨性，石墨和mos2起到润滑剂的作用，在摩擦过程中，剥落的石墨和mos2作为第三体分布在摩擦界面上，有效地隔离了摩擦副界面的粗糙接触，而且界面的石墨和mos2具有一定的自润滑作用，从而大大提高了各材料间的润滑性，玻璃纤维能够增加涂料抗拉强度和断裂伸长率方面有明显的作用。各种材料的协同增效的作用下，使得制得的涂料的耐热、耐高温、耐火、耐磨、耐冲刷性能得到明显改善，硬度提高，力学性能明显提高。
87.对比例15与实施例3相比，未进行步骤s5，其耐高温、耐盐雾性能、耐磨性、耐冲刷性能下降。本发明将高温瓷粉经过硅烷偶联剂改性后，表面易于与耐磨改性剂、硅溶胶充分混合均匀，并通过化学键键连，形成稳定的有机-无机复合物，添加入涂料中能明显改善涂料的综合性能。
88.对比例16与实施例3相比，步骤s6仅为6重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、15重量份步骤s4制得的耐磨改性剂混合均匀得到混合料，其耐高温性能、耐盐雾性能、附着力、耐冲击强度、耐冲刷性能下降。本发明将改性高温瓷粉、耐磨改性剂混合加入硅溶胶中，得到溶胶料，使得各个部分能很好的粘合，进一步加入甲基苯基硅树脂中改性硅树脂，耐磨改性剂中润滑作用的石墨和mos2能起到桥接和填充的作用，提高-si-o-si-链的柔韧性。另外，改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片填充至-si-o-si-网络空隙中，能进一步提高涂膜的润滑和导热性能。
89.对比例17与实施例3相比，步骤s6中未添加耐磨改性剂，硬度、力学性能、耐磨性、耐冲击强度、耐冲刷性、耐高温性、耐盐雾性、附着力明显下降，耐磨改性剂对涂料具有较好的改性作用。
90.对比例18与实施例3相比，步骤s6中未添加改性高温瓷粉，其耐高温、耐盐雾性能、耐磨性、耐冲刷性能明显下降。高温瓷粉主要是由经1200℃以上烧成的瓷料经过破碎、球磨、筛分得来，具有良好的耐高温、耐腐蚀、热传导、抗热震等多种性能，还具有硬度高、耐磨性能好等特点，非常适合应用于用于窑炉或火炉的表面涂料中，其具有在摩擦压力的作用下，摩擦表面微量分解形成薄的气膜，使摩擦面之间的滑动阻力减小，具有较好的耐摩擦、耐磨以及耐冲刷的性能。
91.对比例19与实施例3相比，用酚醛树脂代替步骤s7中的硅树脂，其耐高温性能、耐盐雾性能、耐冲刷性能明显下降。本发明为硅树脂，在高温下硅树脂中si-o-si键断裂，生成sio2，涂层的硬度增加，从而起到很好的耐高温性能，适合应用于窑炉或火炉的表面涂料中。
92.对比例20与实施例3相比，将各组分简单混合，各项性能指标均有所下降，可见特殊的纳米片结构能够有效避免团聚，具有能量传递效应，能够有效阻止树脂基质的裂纹扩散，防止形成破坏性开裂，从而保证涂料良好的延展性和易成形性。
93.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种耐磨抗冲刷涂料的制备方法，其特征在于，通过溶胶凝胶法在磺化聚苯乙烯纳米微球表面依次包覆上sio2层、zro2层和al2o3层，其中zro2层和al2o3层中有co离子掺杂，制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球经过煅烧去除内核，球磨制得掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片，通过复合偶联剂改性后，制得改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片，与sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂，与经过硅烷偶联剂改性的高温瓷粉加入硅溶胶中混合均匀，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树脂中，搅拌混合均匀后，加入固化剂，涂覆，固化，得到耐磨抗冲刷涂料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在浓硫酸中进行磺化反应，离心洗涤至上层清液的ph值为5.6-6.2，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，加入正硅酸烷基酯的乙醇溶液中，调节溶液ph值，加热反应，离心，洗涤，干燥后得到的sio2/sps纳米微球，加入锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，加入异丙醇铝的丙醇溶液中，加入氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球煅烧后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入乙醇水溶液中，加入复合偶联剂，加热反应，离心，洗涤，干燥，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s4.耐磨改性剂的制备：将步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将高温瓷粉均匀分散于乙醇溶液中，加入硅烷偶联剂，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将步骤s5制得的改性高温瓷粉、步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷溶于甲苯中，加入甲苯-水-多元醇的混合溶剂中，搅拌反应1-2h，过滤，洗涤至中性，加入催化剂，加热反应25-50min，加入步骤s6制得的溶胶料，搅拌10-20min，加入固化剂，继续搅拌10-20min，进行涂覆，室温固化，得到耐磨抗冲刷涂料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述聚苯乙烯纳米微球的粒径在200-300nm之间，所述磺化反应的时间为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为15-35wt%，所述正硅酸烷基酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述磺化聚苯乙烯纳米微球和正硅酸乙酯的乙醇溶液的质量比为10：15-22，所述调节溶液ph值至5.2-6，所述加热反应的温度为50-70℃，时间为3-5h；所述锆酸四丁酯的丁醇溶液中锆酸四丁酯的含量为12-17wt%，所述sio2/sps纳米微球和锆酸四丁酯的丁醇溶液的质量比为10：14-18；所述异丙醇铝的丙醇溶液中异丙醇铝的含量为15-20wt%，所述掺杂co离子的zro2/sio2/
sps纳米微球和异丙醇铝的丙醇溶液的质量比为10：15-20。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述煅烧的温度为500-600℃，时间为2-4h；所述球磨的时间为1-2h。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述乙醇水溶液中乙醇含量为35-55wt%；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂，质量比为3-5：7，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一种；所述铝酸酯偶联剂选自dl-411、sg-al821、dl-411、dl-411af、dl-411d、dl-411df、防沉降性铝酸酯asa中的至少一种；所述加热反应的温度为70-80℃，时间为30-50min；所述al2o3/zro2/sio2纳米片和复合偶联剂的质量比为10：1-3。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中所述改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、sic、si3n4、mos2、石墨和玻璃纤维的质量比为10：1-2：0.5-1：0.2-0.4：0.1-0.3：0.5-1；步骤s5中所述高温瓷粉和硅烷偶联剂的质量比为10：1-2，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一种，所述加热温度为70-90℃，时间为1-3h。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s6中所述改性高温瓷粉、耐磨改性剂、硅溶胶的质量比为5-8：12-17：25-30；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸烷基酯、乙醇、水、浓盐酸按照质量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均匀，搅拌反应0.5-1h，得到硅溶胶，所述正硅酸烷基酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述浓盐酸的浓度为34-36wt%；步骤s7中所述二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、催化剂、溶胶料、固化剂的质量比为1-3：2-4：1-3：0.1-0.3：2-3：0.1-0.2；所述甲苯-水-多元醇的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为10-15：20-30：3-5；所述多元醇选自、丙三醇、乙二醇中的至少一种；所述催化剂为四甲基氢氧化铵；所述固化剂为钛酸四丁酯、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯中的至少一种；所述室温固化时间为1-3h。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：s1.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球的制备：将聚苯乙烯纳米微球浸泡在含量在98wt%以上的浓硫酸中磺化反应10-12h，离心洗涤至上层清液的ph值为5.6-6.2，冷冻干燥，得到磺化聚苯乙烯纳米微球，将10重量份磺化聚苯乙烯纳米微球加入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，盐酸调节溶液ph值5.2-6，加热至50-70℃反应3-5h，离心，洗涤，干燥后得到的sio2/sps纳米微球，将10重量份sio2/sps纳米微球加入14-18重量份含有12-17wt%锆酸四丁酯的丁醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后得到的掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球，将10重量份掺杂co离子的zro2/sio2/sps纳米微球加入15-20重量份含有15-20wt%异丙醇铝的丙醇溶液中，加入1重量份3-5wt%氯化钴溶液，搅拌反应，离心，洗涤，干燥后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球；s2.掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将步骤s1制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2/sps纳米微球，500-600℃煅烧2-4h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2中空纳米微球，经过球磨1-2h后，得到掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；s3.改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片的制备：将10重量份步骤s2制得的掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片加入50重量份35-55wt%的乙醇水溶液中，加入1-3重量份复
合偶联剂，加热至70-80℃反应30-50min，离心，洗涤，干燥，得到改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片；所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和铝酸酯偶联剂dl-411，质量比为3-5：7；s4.耐磨改性剂的制备：将10重量份步骤s3制得的改性掺杂co离子的al2o3/zro2/sio2纳米片、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重量份玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂；s5.高温瓷粉的制备：将10重量份高温瓷粉均匀分散于50-70wt%的乙醇溶液中，加入1-2重量份硅烷偶联剂，加热至70-90℃反应1-3h，过滤，洗涤，干燥，得到改性高温瓷粉；s6.溶胶料的制备：将5-8重量份步骤s5制得的改性高温瓷粉、12-17重量份步骤s4制得的耐磨改性剂依次加入25-30重量份硅溶胶中，搅拌混合均匀，得到溶胶料；所述硅溶胶的制备方法为：将正硅酸甲酯或正硅酸乙酯、乙醇、水、34-36wt%的浓盐酸按照质量比35-40：30-40：70-90：2-4混合均匀，搅拌反应0.5-1h，得到硅溶胶；s7.耐磨抗冲刷涂料的制备：将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-多元醇的混合溶剂中，搅拌反应1-2h，过滤，洗涤至中性，加入0.1-0.3重量份四甲基氢氧化铵，加热反应25-50min，加入3-5重量份步骤s6制得的溶胶料，搅拌10-20min，加入0.1-0.2重量份固化剂，继续搅拌10-20min，进行涂覆，室温固化，得到耐磨抗冲刷涂料；所述甲苯-水-多元醇的混合溶剂中甲苯、水、多元醇的质量比为10-15：20-30：3-5。9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的耐磨抗冲刷涂料。10.一种如权利要求9所述的耐磨抗冲刷涂料在窑炉或火炉表面涂料中的应用。
技术总结
本发明提出了一种耐磨抗冲刷涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。通过溶胶凝胶法在磺化聚苯乙烯纳米微球表面依次包覆上SiO2层、ZrO2层和Al2O3层，其中ZrO2层和Al2O3层中有Co离子掺杂，经过煅烧去除内核，球磨，通过复合偶联剂改性后，制得改性掺杂Co离子的Al2O3/ZrO2/SiO2纳米片，与SiC、Si34、MoS2、石墨和玻璃纤维混合均匀，得到耐磨改性剂，与经过硅烷偶联剂改性的高温瓷粉加入硅溶胶中混合均匀，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树脂中，搅拌混合均匀后，加入固化剂，涂覆，固化，得到耐磨抗冲刷涂料。得到耐磨抗冲刷涂料。得到耐磨抗冲刷涂料。
