钛溶胶的广泛应用

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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CY-S01A/B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CY-TA33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。
以硅酸钾(KSi0,)和硅酸锂(Ii,Si0,)为无机组分，以y-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(KSiO:LizSi0;)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，涂层具有优异的亲水性和易清洁性能;添加四硼酸钾(KBO,)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。
以钛酸四丁酯(TBOT)和正硅酸乙酷(TEOS)为前驱物，在乙醇与水混合溶液中水解得到钛溶胶CY-TA33和硅溶胶CY-S01A/B，通过酸控制水解速度，采用硅溶胶CY-S01A/B及硅对钛溶胶CY-TA33进行改性，制备TO,SiO,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150nm的稳定锐钛型钛溶胶CY-TA33;在该钛溶胶CY-TA33中加入亲水硅溶胶CY-S01A/B，并加入不同含氟硅改性，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Si0,及IO,颗粒，呈现亲水、疏水交替结构，可提高涂层的防尘效果。
        将纳米 T0,粒子与硅溶胶CY-S01A/B、硅烷复合制备了纳米复合涂层，通过室温干燥低温固化，获得了一种亲水防尘涂层。在该涂层中，通过TBOT为前驱体，水解制备了纳米 TO,溶胶，并在涂层表面得到有效暴露,因而,即使纳米 TO,粒子含量低至 0.5%,涂层仍具有突出的防尘特性。同时，由于无机Si0,的存在，涂层的成膜性能及亲水性能得到大大提高，硅烷则进一步强化了涂层表面的亲水、疏水交替结构，提高了涂层的防尘性能。