本发明专利涉及利用超声波分散技术间歇性进行超声处理并辅以球磨分散的方法对金刚石树脂复合涂料进行均匀处理，具体为在保证材料化学性能不变的条件下，改变物理因素——球磨转速、球磨时间，从而改变金刚石微粉的表面结构及形态得到粉体超细，均匀稳定的纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层，主要应用于因混料不均造成的涂层性能降低。
背景技术：
1、河南省积极响应国策，提出要合理有序推进水电站整治工作，加大新材料新技术应用。而每年因泥沙腐蚀，空泡腐蚀，化学腐蚀及生物污损所造成的经济损失就高达1000亿人民币以上，其中以泥沙腐蚀最为严重。因而我们创新改良了紫外光固化技术并研发了耐腐蚀，耐磨损，寿命长的微纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层，用以保护水利设施及水下过流部件。而纳米粉体在涂料中的分散度和稳定性是功能性纳米复合涂料制备的关键。纳米浆料(纳米粉体分散液)的制备是纳米金刚石复合耐磨涂料制备成功的关键性因素之一，颗粒固有的团聚使得涂层的特性难以发挥更造成了纳米颗粒应用的瓶颈。近年来随着超声技术和球磨技术的不断发展，我国超声市场规模不断壮大且同常规方法相比，超声波技术效率高、搅拌时间短。超声波技术与其他工艺相比，无需高温，高压，安全性好，操作简单易行，维护保养方便。更为重要的是具有广谱性，适用性广，绝大多数液体均可用超声波进行搅拌。且球磨技术既可用于干磨又可用于湿磨在这里我们主要用湿式球磨，球磨时粉碎在密闭机内进行，没有尘灰飞扬；运转可靠，研磨体便宜，且便于更换；在粉碎时可间歇操作，也可连续操作且适用性高即使在粉碎易爆物料时，磨中也可充入惰性气体以代替空气。一种粉体超细，均匀稳定的纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层，是以紫外光固化技术为主辅以超声混合技术及球磨技术研发的一种绿色的耐腐蚀、高强度、的新型涂层。其先通过球磨技术在不改变物料化学性质的基础上改变金刚石微粉的物理性质，在使用改良过后的紫外光固化技术将含光敏引发剂的有机涂层或者有机无机复合涂层产生光固化反应时辅以周期性的超声混合技术，就可得到粉体超细，均匀稳定的纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层，可大幅度提高附着基体表面的耐磨性、耐腐蚀性等性能。
2、超声波分散是降低纳米微粒团聚的有效方法，利用超声空化时产生的局部高温、高压或强冲击波和微射流等，可较大幅度地弱化纳米微粒间的纳米作用能，有效地防止纳米微粒团聚而使之充分分散，超声波在液体里的分散作用，主要依赖液体的超声空化作用。采用超声波分散，可不需要使用分散剂，在许多场合。超声波分散可以得微米甚至是纳米粒子。当超声振动传递到液体中时，由于声强很大，会在液体中激发很强的空化效应，从而在液体中产生大量的空化气泡。随着这些空化气泡产生和爆破，将产生微射流，进行将液体重大的固体颗粒击碎。同时由于超声波的振动和分散作用，使固液更加充分的混合超声波分散主要应用于固-液系分散(悬浮体)，如粉乳剂的分散等。气-液系分散，如碳酸化合物饮料水的制造，可采用co2吸收法改进，从而使稳定性提高以及液-液系分散(乳剂)，如将酥油乳化，制成高级乳糖；酱汁制造时，原料的分散等。超声波分散与一般分散工艺和设备相比，应用范围广、效率高、反应速度快、分散质量高，所形成的微粒尺寸小，可为微米甚至纳米级别，液滴尺寸分布范围窄，可为0.1～10μm或更窄，分散质量高。而球磨技术，是一种主要以球为介质，利用撞击、挤压、摩擦方式来实现物料粉碎的一种研磨方式。在球磨的过程中，被赋予动能的研磨球会在密封的容器内进行高速运动，进而对物料进行碰撞，物料在受到撞击后，会破碎分裂为更小的物料，从而实现样品的精细研磨。球磨机根据工作方式的不同，有干式球磨机和湿式球磨机之分，根据不同的行业以及物料的特性使用不同的球磨方式。干式球磨是直接将物料输送到磨机内，通过磨机的旋转靠钢球的冲击力将原料粉碎研磨，湿式球磨与干式球磨差不多，只是在研磨的过程中要根据不同的物料，添加一定比例的水或者无水乙醇，主要用于那些遇水不会对质量产生影响的物料。在对物料直径要求小于八微米以下的情景下我们主要用湿式球磨法。湿式球磨机因其具有对物料适应性强、能连续生产、破碎比大、易于调速粉磨产品的细度等优点，且湿式球磨机的研磨细度高、选矿效果好。重量轻、耗电少、噪音低、生产效率高、安装调试方便等特点。广泛用于金属及非金属选矿厂及化工建材等行业，作研磨物料之用，湿式格子型、溢流型用于湿磨各种硬度的物料。
3、纳米复合涂料是将纳米粉体加入到传统涂料中，通过分散、改性获得，具有耐老化、耐腐蚀、耐冲击、附着力好、抗紫外线、抗静电、自清洁、吸波、阻燃等特性，但由于纳米材料表面积大、表面能效高，未经处理的纳米粒子极不稳定、容易团聚，从而失去纳米材料的特殊性能。因此，成功制备纳米涂料的首要技术问题就是如何使纳米粉体在涂料中有效、稳定地分散混合。纳米涂料的混合是指纳米粉体在液相介质中的分离散开和均匀分布，包括粉体润湿、解团聚和粉体稳定化三个过程。混合乳化装置主要有静态混合器、高剪切均质机、超声波发生器、纳米涂料混合设备及高压均质机。但使用超声分散和球磨技术结合进行混合比使用单一装置进行混合效果要好的多。针对混合乳化粒度来说，除了静态混合器效果稍差外，高剪切均质机、超声波发生器与纳米涂料混合设备效果相差无几；但混合时间和稳定时间就相差比较大，使用超声分散和球磨技术结合的效率是另外两种装置的2倍。且超声波分散与一般分散工艺和设备相比应用范围广、效率高、反应速度快、分散质量高，所形成的微粒尺寸小，可为微米甚至纳米级别且与操作条件好、运转可靠、研磨体便宜、便于更换、可操作性高的球磨技术相结合。不仅优势加强，也弥补了球磨效率的不足，从而得到高度均匀，长期稳定的纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明的目的是：制造一种粉体超细，均匀稳定的纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层，作为水力设备中水下易腐蚀磨损部件的使用。本发明为一种粉体超细，均匀稳定的纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层的制备方法，通过金刚石微粉、碳化硅微粉增强树脂耐磨性能，主要运用紫外光固化技术并复合超声分散及球磨技术进而制备粉体超细，均匀稳定的纳米级金刚石树脂复合耐磨涂层。它由a、b两种组分构成，a组分由环氧丙烯酸酯树脂、含氟环氧树脂、金刚石微粉和碳化硅填料组成，b组分由活性稀释剂、光引发剂构成。利用金刚石高耐磨性特点增强树脂耐磨性能。其特征在于，将a、b两组分分别加入不同搅拌机中搅拌均匀，然后将a组分与b组分按质量比a：b=6.5：1-4.5：1加入到球磨机并利用超声波分散仪进行研磨、超声避光处理至设定时间后取出溶液，再加入到光固化3d打印机里，将涂料打印固化在基体表面上，使基体表面形成涂层。
2、为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：
3、该图层的第一层由以下组分构成：
4、a组分
5、环氧丙烯酸树脂为45-48份，
6、含氟环氧树脂为20-30份，
7、金刚石微粉为13-20份，
8、碳化硅填料为6-7份，
9、各组分之和为100份；
10、b组分包括以下质量份数的原料：
11、活性稀释剂为50-60份，
12、光引发剂为40-50份，
13、各组分之和为100份。
14、第二层--过渡层，用于很好的粘连第一层和第三层。
15、a组分包括以下份数的原料：
16、环氧丙烯酸树脂为30-50份，
17、含氟环氧树脂为10-30份，
18、金刚石微粉为25-35份，
19、碳化硅填料为5-8份，
20、各组分之和为100份；
21、b组分包括以下质量份数的原料：
22、活性稀释剂为49-69份，
23、光引发剂为31-51份，
24、各组分之和为100份。
25、其第三层为高耐磨性、耐水性好的涂层。
26、a组分包括以下份数的原料：
27、环氧丙烯酸树脂为35-48份，
28、含氟环氧树脂为11-30份，
29、金刚石微粉为32-35份，
30、碳化硅填料为5-8份，
31、各组分之和为100份；
32、b组分包括以下质量份数的原料：
33、活性稀释剂为49-60份，
34、光引发剂为40-51份，
35、各组分之和为100份。
36、所述的金刚石微粉粒度为1μm-50μm，活性稀释剂为丙烯酸丁酯，光引发剂为安息香乙醚。
37、在一个优选的实验方案中，高耐磨涂层使用时a组分与b组分按质量比a：b=6.5：1-4.5：1。
38、光固化金刚石树脂复合耐磨涂层的制备步骤为：
39、步骤1：制作第一层涂层，依次称取环氧丙烯酸酯、含氟环氧树脂、金刚石微粉、碳化硅微粉、活性稀释剂和光引发剂；金刚石微粉粒度为1μm-50μm，碳化硅微粉粒度为1μm-5μm。
40、步骤2：将a、b两种组分分别按照配比依次倒入不同搅拌机中（金刚石微粉、碳化硅微粉除外），全过程高速搅拌，转速为1200r/min，搅拌时间为20min。
41、步骤3：将碳化硅微粉、金刚石微粉依次缓慢加入a组分搅拌机中，加入过程中低速搅拌，转速为300r/min，加入完成之后高速搅拌，转速在1200r/min，搅拌时间为50min。
42、步骤4：将加工完成之后的a、b组分按比例依次加入超声波分散仪、球磨机进行超声、研磨处理30min。
43、步骤5：在光固化3d打印机打印台上固定基体片。
44、步骤6：将超声、研磨处理完成之后的涂料取出，加入到光固化3d打印机中；
45、步骤7：将打印好的带涂层的基体片放入uv固化机中，通过紫外光照射，使涂料进一步固化成膜。
46、步骤8：制作第二层过渡层：依次称取环氧丙烯酸酯、含氟环氧树脂、金刚石微粉、碳化硅微粉、活性稀释剂；重复以上2，3，4步骤。
47、步骤9：将超声、研磨处理完成之后的涂料取出，加入到光固化3d打印机中，在第一层涂层上开始继续打印；
48、步骤10：将打印好的基体片放入uv固化机中，通过紫外光照射，使涂层进一步固化成膜。
49、步骤11：重复7，8，9步骤制作第三层高耐磨性、耐水性好的涂层。
50、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
51、1、本发明具有工艺参数易控制、质量稳定、可操作性强、可批量生产的特点。
52、2、本发明通过环氧丙烯酸酯和含氟环氧树脂混合进而改善树脂与金刚石、碳化硅的结合情况，同时改善与基体的浸润性，增强树脂与基体表面的结合力。
53、3、本发明采用金刚石微粉与碳化硅微粉复合填料，增强了涂层的硬度以及耐磨性能，提升了叶片的耐磨性能以及抗腐蚀性能。
54、实施方式
55、如下通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
56、实施第一层涂层：
57、（一）原料配比（所有原料配比按质量百分比）：
58、a组分：环氧丙烯酸酯树脂为48份；含氟环氧树脂为30份；金刚石微粉为15份；碳化硅微粉为7份。
59、b组分：活性稀释剂为60份；光引发剂为40份；
60、金刚石树脂耐磨涂料a组分与b组分质量比为5.5：1。
61、（二）制备方法：
62、1、称取26.4g环氧丙烯酸酯树脂、16.5g含氟环氧树脂、8.25g金刚石微粉、3.85g碳化硅微粉、6g活性稀释剂、4g光引发剂；
63、2、将a、b两种组分分别依次倒入不同搅拌机中（金刚石微粉、碳化硅微粉除外），全过程高速搅拌，转速为1200r/min，搅拌时间为20min；
64、3、将碳化硅微粉、金刚石微粉依次缓慢加入a组分搅拌机中，加入过程中低速搅拌，转速为300r/min，加入完成之后高速搅拌，转速在1200r/min，搅拌时间为50min；
65、4、将加工完成之后的a、b组分按比例依次加入超声分散仪、球磨机中，进行超声、研磨处理30min；
66、5、在光固化3d打印机打印台上固定基体片；
67、6、将超声、研磨处理完成之后的涂料取出，加入到光固化3d打印机中；
68、7、将打印好的带涂层的基体片放入uv固化机中，通过紫外光照射，使涂料进一步固化成膜。
69、通过测量，金刚石树脂固化成膜之后，肖氏硬度为90。
70、实施第二层（过渡层）：
71、（一）原料配比（所有原料配比按质量百分比）：
72、a组分：环氧丙烯酸酯树脂为45份；含氟环氧树脂为23份；金刚石微粉为25份；碳化硅微粉为7份；
73、b组分：活性稀释剂为69份；光引发剂为31份；金刚石树脂耐磨涂料a组分与b组分质量比为4.5：1。
74、（二）制备方法：
75、1、称取20.25g环氧丙烯酸酯树脂、10.35g含氟环氧树脂、11.25g金刚石微粉、3.15g碳化硅微粉、6.9g活性稀释剂、3.1g光引发剂；
76、2、将a、b两种组分分别依次倒入不同搅拌机中（金刚石微粉、碳化硅微粉除外），全过程高速搅拌，转速为1200r/min，搅拌时间为20min；
77、3、将碳化硅微粉、金刚石微粉依次缓慢加入a组分搅拌机中，加入过程中低速搅拌，转速为300r/min，加入完成之后高速搅拌，转速在1200r/min，搅拌时间为50min；
78、4、将加工完成之后的a、b组分按比例依次加入超声分散仪、球磨机中，进行超声、研磨处理30min；
79、5、将超声、研磨处理完成之后的涂料取出，加入到光固化3d打印机中，在第一层涂层上开始继续打印；
80、6、将涂覆好第二层--过渡层的基体片放入uv固化机中，通过紫外光照射，使涂料固化成膜。
81、通过测量，金刚石树脂固化成膜之后，肖氏硬度为93。
82、实施第三层-高耐磨性、耐水性好的涂层：
83、（一）原料配比（所有原料配比按质量百分比）：
84、a组分：环氧丙烯酸酯树脂为37份含氟环氧树脂为20份；金刚石微粉为35份碳化硅微粉为8份。
85、b组分：活性稀释剂为49份光引发剂为51份
86、金刚石树脂耐磨涂料a组分与b组分质量比为6.5：1。
87、（二）制备方法：
88、1、称取24.05g环氧丙烯酸酯树脂、13g含氟环氧树脂、22.75g金刚石微粉、5.2g碳化硅微粉、4.9g活性稀释剂、5.1g光引发剂；
89、2、将a、b两种组分分别依次倒入不同搅拌机中（金刚石微粉、碳化硅微粉除外），全过程高速搅拌，转速为1200r/min，搅拌时间为20min；
90、3、将碳化硅微粉、金刚石微粉依次缓慢加入a组分搅拌机中，加入过程中低速搅拌，转速为300r/min，加入完成之后高速搅拌，转速在1200r/min，搅拌时间为50min；
91、4、将加工完成之后的a、b组分按比例依次加入超声分散仪、球磨机中，进行超声、研磨处理30min；
92、5、将超声、研磨处理完成之后的涂料取出，加入到光固化3d打印机中，在第一层涂层上开始继续打印；
93、6、将涂覆好第三层--高耐磨、耐水性好的涂层的基体片放入uv固化机中，通过紫外光照射，使涂料固化成膜。
94、通过测量，金刚石树脂固化成膜之后，肖氏硬度为95。
95、本发明能够以较高效率批量制备高耐磨性金刚石树脂涂层，通过环氧丙烯酸酯和含氟环氧树脂混合进而改善树脂与金刚石、碳化硅的结合情况，同时改善与基体的浸润性，增强树脂与基体表面的结合力，进而得到高耐磨的金刚石树脂涂层。