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日常生活中,在高温和高油污环境下金属制品如油烟机、微波炉或烤箱等表面易粘附油污,家居环境中塑料制品如风扇叶面、家电和家具等表面也容易粘附各种尘垢,这些油污和尘垢难以清洗去除。本文开发硅溶胶易清洁涂料用于金属表面,解决了金属表面易沾染油污的难清洁问题;同时开发了钛溶胶防尘涂料用于塑料表面,解决了塑料表面易粘尘的技术难题。(1)以硅酸钾(K2SiO3)和硅酸锂(Li2SiO3)为无机组分,以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷(KH560)作为偶联剂,以一种聚醚改性有机硅作为润湿剂,采用溶胶-凝胶法制备硅酸钾/硅酸锂(K2SiO3/Li2SiO3)复合涂料,制备一种用于金属表面的高硬度耐磨透明易清洁亲水涂层。研究了硅酸盐复合涂料的模数、锂/钾比、固含量、助剂和固化剂等对涂层性能的影响,研究发现当硅酸锂、硅酸钾混合溶液模数为3.0,固含量为20%、硅酸锂与硅酸钾之比为2:1时,涂料成膜性最好,涂层具有优异的亲水性和易清洁性能;添加四硼酸钾(K2B4O7)固化剂,在不降低涂层亲水性的同时提高涂层的交联程度,可提高涂层易清洁性能的耐久性;测试了最终涂层性能包括硬度、耐磨性、耐酸性、耐碱性、耐水性、耐湿热性和耐沸水性等。本项目开发的易清洁涂层硬度高达6H,在10000次摩擦后仍能保持良好的易清洁性能及外观,涂层的易清洁性能及其持久性优于与现有国外先进产品。(2)以钛酸四丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱物,在乙醇与水混合溶液中水解得到钛溶胶和硅溶胶,通过酸控制水解速度,采用硅溶胶及硅烷对钛溶胶进行改性,制备TiO2/SiO2复合溶胶用于塑料表面的防尘涂层。研究了酸的种类和用量、水的用量、反应温度及时间等对涂层防尘的影响规律,发现采用1.5%的盐酸催化钛酸四丁酯,在70℃下水解3-4小时,水的添加量为6%,获得平均粒径约为150 nm的稳定锐钛型钛溶胶;在该钛溶胶中加入亲水硅溶胶,并加入不同含氟硅烷改性,可制得对水接触角分别为13.9°和116.3°亲水和疏水涂层,其防尘率分别为91.0%和87.4%。研究了防尘机理,发现涂层表面致密并有大量SiO2及TiO2颗粒,呈现亲水、疏水交替结构,可提高涂层的防尘效果。