選用納米氣相氧化鋁（F-Al2O3，平均粒徑13nm）和納米球形氧化鋁（Q-Al2O3，平均粒徑100nm），與環氧－聚酯粉末涂料熔融擠出復合，經靜電噴涂制備不同含量的F-Al2O3／環氧－聚酯納米復合涂層及Q-Al2O3／環氧－聚酯納米復合粉末涂層，利用納米氧化鋁高硬度高模量的特點，以期改善涂料耐磨損性，從而增強材料的使用性能，并且比較兩種納米氧化鋁形貌和粒徑對涂層耐磨性能、表面粗糙度及光澤度的影響。

1.F-Al?O?和Q-Al?O?的SEM及TEM分析

圖２為F-Al2O3和Q-Al2O3的SEM和TEM圖。由圖可見，F-Al2O3的原生粒徑比較小，呈絮狀團聚在一起，且較難分散，為無規則狀，并以團聚體的形式存在，互相搭連形成網狀結構，原生粒徑為13nm左右。Q-Al2O3的顆粒呈球形，分散均勻，平均粒徑為100nm左右。

2.納米氧化鋁／環氧－聚酯復合涂層形貌分析

F10和QA10所制復合涂層的斷面SEM圖見圖3。由圖可知，F-Al2O3顆粒在環氧－聚酯基體中仍以團簇體分布，團簇體的粒徑在30~50nm左右；Q-Al2O3顆粒在環氧－聚酯基體中分散均勻，基本呈單個球狀分散，粒徑在10nm左右。

3  涂層的滑動摩擦測試

圖4（a）為經過滑動摩擦實驗后的涂層表面圖片。由圖可見，涂層表面留下了圓形磨損痕跡。

圖4（b-g）為通過激光共聚焦掃描顯微鏡對磨損面觀察的二維及三維形貌情況圖。圖5為從三維形貌圖計算獲得的不同納米氧化鋁含量對涂層較大磨損寬度及磨損深度的影響。由圖4-圖5可見，環氧聚酯涂層具有較大的磨損寬度和較深的磨損深度，F-Al2O3和Q-Al2O3顆粒均可降低涂層的磨損寬度和深度。由于熔融擠出加工條件的限制，F-Al?O?的較大填充量只有10%，而Q-Al2O3的添加量達到了30%。在相同含量（10%）下，含有F-Al2O3的涂層磨損寬度和深度均低于Q-Al2O?體系。從F-Al2O3的SEM圖可知，F-Al2O3具有較小的原生粒徑，比表面積較大，因此實際填充體積較大，并且以“絮狀”結構存在，在含量較高時易形成“網狀”結構，與環氧－聚酯基體具有較大的界面作用，能夠**阻止磨損的產生。而Q-Al2O3粒徑相對較大，與環氧－聚酯基體界面較小，低含量下耐磨性能提高有限，但其為球形顆粒，流動性好，故可以有較大的填充量，在其添加量增加到30%的情況下涂層的磨損寬度和深度都優于10%含量的F-Al2O3。

納米氧化鋁含量對涂層比磨損速率的影響見圖6。由圖可見，隨著納米氧化鋁含量的增加，涂層的比磨損速率增加，涂層耐磨性提高。在相同填充量的情況下，F-Al2O3復合涂層的比磨損速率都低于Q-Al2O3體系。F-Al2O3顆粒含量為10%時，磨損速率變為純樹酯涂層磨損量的1/3；Q-Al2O3顆粒含量為30%時，磨損速率變為純環氧－聚酯涂層的1/52。

采用熔融共混法將F-Al2O3和Q-Al2O3納米顆粒引入到環氧－聚酯復合涂層中，制備了不同氧化鋁含量的環氧－聚酯納米復合耐磨涂層。

（1）F-Al2O3和Q-Al2O3納米顆粒都可改善涂層的耐磨性能，在相同填充量的情況下，氣相復合涂層的比磨損速率低于球形體系。Q-Al2O3納米顆粒具有高填充量，比磨損速率隨含量的增加持續降低。F-Al2O3納米顆粒含量為10%，磨損速率變為純樹酯涂層的1/3；Q-Al2O3納米顆粒含量為30%時，磨損速率變為純環氧－聚酯樹酯涂層的1/52。

（2）F-Al2O3和Q-Al2O3納米顆粒都增加了涂層的表面粗糙度，Q-Al2O3含量越高，表面粗糙度提高，光澤度下降。

西安齊岳生物科技有限公司有自己的獨立有機合成實驗室，可以自主生產合成各種無機納米材料，我們可以合成從零維/一維/二維/三維四個分類來提供幾十個產品分類和幾千種納米材料，以及他們的氧化物或碳化物及復合定制材料等等，我公司自產的產品純化純度高達98%+以上并可以提供液相圖譜來佐證純度，并且提供相關技術指導服務。

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zzj 2021.4.15