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摩擦磨损问题在生产生活中随处可见,造成大量资源的浪费。耐磨涂料由于具有用法简便、成本低的特点被广泛应用于缓解摩擦磨损问题,其中透明耐磨涂料能够在保留基材原貌的前提下对基材起到保护作用,可广泛应用于电子信息、光学材料及器件等领域。将拥有耐磨性能的无机纳米材料加入到透明涂料中能明显增强其耐磨性。纳米γ-Al2O3由于具有高硬度、抗磨损、耐腐蚀等优点,是一种理想的耐磨增强剂。然而纳米颗粒表面能高,易在透明涂料中团聚,从而降低涂层的透明度,限制了其应用,因此如何实现尺寸小且均一的纳米Al2O3颗粒在涂层中的均匀分散,是透明纳米复合耐磨涂层大规模应用急需解决的重要科学问题之一。论文分别采用超重力法和传统水热法结合高温煅烧合成纳米γ-Al2O3,对其进行球磨改性制备γ-Al2O3纳米液相分散体,并与涂料共混采用涂覆法在基底上形成透明纳米复合耐磨涂层,重点研究制备工艺条件对纳米γ-Al2O3形貌和分散性,以及对纳米复合耐磨涂层性能的影响。论文主要研究内容及结论如下。采用传统水热法合成了水铝石,经煅烧脱水和球磨改性制备了 γ-Al2O3纳米分散体,研究了制备和改性工艺对纳米Al2O3结构、形貌及分散性的影响,确定了较优的制备工艺条件:水热pH为9;水热温度为140℃;水热时间为6h;煅烧温度为500℃;改性剂用量为20wt%;球磨珠直径为0.1 mm;球磨转速为400 rpm;球料比为15:1。制得的纳米γ-Al2O3颗粒平均粒径约为20nm,可稳定分散于异丙醇中形成γ-Al2O3纳米分散体。采用超重力法合成了水铝石,经高温煅烧和球磨改性制备了γ-Al2O3纳米分散体,研究确定了较优的制备工艺条件:铝盐浓度为0.8mol/L;一水合氨与铝离子的物质的量的比为5:1;超重力转速为2000rpm;反应时间为5min;改性剂用量为20wt%;球磨时间为10h。成功制备得到了平均粒径约为20 nm的纳米γ-Al2O3颗粒,在异丙醇中具有良好的分散稳定性。与传统水热法对比,超重力法制备的纳米γ-Al2O3颗粒粒度分布窄,在异丙醇中分散性更好,激光粒度仪测试结果表明纳米γ-Al2O3在异丙醇中的粒度分布范围为40～180 nm,平均分散粒径为78 nm,而传统水热法制得颗粒的粒度分布范围为30～300 nm,平均分散粒径为96 nm。将纳米γ-Al2O3添加到含有聚氨酯丙烯酸酯(PUA)树脂的涂料中,采用紫外线固化的方法制备了纳米复合耐磨涂层,探索了纳米γ-Al2O3的添加量和涂层厚度对复合涂层透明度和耐磨性能的影响,当纳米γ-Al2O3添加量为10 phr,涂层厚度约为40μm时,纳米复合耐磨涂层的可见光透过率为90.8%,对涂层表面摩擦3000次后可见光透过率下降了 4.2%,而添加传统水热法制备的纳米Al2O3涂层的可见光透过率下降了 6.3%。此外,将Al2O3/PUA纳米复合涂层与添加进口和国产纳米Al2O3的涂层性能进行比较,结果表明纳米复合涂层的透明度和耐磨性能明显优于添加国产产品的涂层,略优于进口产品,国产纳米γ-Al2O3/PUA复合涂层在摩擦后可见光透过率下降了 10%以上,下降幅度明显。