UV固化涂料因其环保性方面的优势而发展迅猛,但易燃的缺点又阻碍它进一步的拓展。为此,本文在系统分析相关文献基础上,采用溶胶-凝胶法制备出多类型功能化溶胶,用以提高UV固化涂层的阻(耐)燃性和物理机械性能。具体研究内容和实验结果如下：1)以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)为溶胶前驱物,采用酸催化溶胶-凝胶法制备出硅溶胶,并形成了稳定的溶胶分散液制备技术,满足了UV固化技术需求。将制得的硅溶胶/三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)分散液与双酚A环氧丙烯酸酯(商品名：SM6104)、活性稀释剂TPGDA构成UV固化杂化涂层。研究发现：①经溶胶结构和处理工艺优化后,无挥发物的硅溶胶分散液的稳定时间超过180天；②杂化涂层材料的阻燃性显著提高,涂布到基材上后杂化涂层仍具有突出的阻燃性,其点燃时间比纯有机涂层延迟一倍以上,燃烧时迅速转变成致密的耐燃保护层,同时具有良好的自熄性；③杂化涂层的弹性模量、硬度、耐磨性等也有显著提高,其透光率接近100%,且不受硅溶胶的影响。2)以TEOS、MPS和亚磷酸三甲酯(TMP)为溶胶前驱物,采用上述技术手段制备出硅-磷二元溶胶/TPGDA分散液,并形成UV固化杂化涂层。研究发现：①引入磷元素后的溶胶的稳定性下降,但形成的杂化涂层耐磨性进一步提高；②溶胶中硅和磷元素具有明显的协同阻燃效应。与有机/硅溶胶体系相比,有机/硅-磷二元溶胶体系的热稳定性提高,残炭量增加,阻燃性进一步改善。3)采用无水溶胶-凝胶法基本去除硅溶胶和硅-磷二元溶胶结构上的羟基,并考察低羟基溶胶对杂化涂层性能的影响,同时引入商品化的UV固化含磷丙烯酸酯,进行对比研究。研究发现：①含低羟基溶胶的涂层其阻燃性仍有较大提升,但涂层耐磨性和耐刮性因羟基减少而下降,其透光率也因引入Ti元素后下降；②与添加UV固化含磷丙烯酸酯RAYLOK1722的涂层相比,含低羟基溶胶的涂层在阻燃性能和物理机械性能方面均有巨大优势。4)研究了MPS改性SiO2纳米粒子对有机/硅溶胶体系性能的影响。结果发现：①MPS改性SiO2纳米粒子具有增稠作用,导致涂料的黏度增加；②固化后涂层的耐磨性提高显著,但其光泽度有轻微降低；③涂层的阻燃性能(热释放峰值和释热总量)与不添加时相当,只在点燃时间方面有一定延长。5)考察了MPS改性ATO粉体(分散液)、低熔点玻璃粉和聚磷酸铵等对有机/硅-磷二元溶胶体系性能的影响。结果发现：①添加粉体的涂层热稳定性更好,残炭量从不添加时的28.3%整体提高到40%以上；阻燃性进一步改善,点燃时间延长,释热量明显降低；②添加粉体的涂层硬度优于添加前；但只有含低熔点玻璃粉的涂层耐磨性提升；含ATO的涂层可见光区透过率明显下降。6)采用Monte Carlo方法模拟研究溶胶前驱物配比对硅溶胶分散液稳定性的影响,以及硅溶胶分散液与SM6104混合后稳定性快速失效的原因。模拟发现：①不同原料配比的硅溶胶/TPGDA分散液中,TPGDA分子数含量差异是导致分散液稳定性变化的重要原因。此外,MPS的活性功能基少于TEOS,以及如果MPS-MPS之间缩聚反应活性低于TEOS-TEOS时,增加MPS含量也能降低缩聚反应速率,改善溶胶分散液的稳定性；②溶胶越晚与SM6104混合,或混合时间相同时溶胶前驱物MPS含量越多,涂料的稳定时间也越长。该模拟结果与实验获得实际情况完全一致,据此推断,SM6104分子结构上的活性羟基与溶胶中Si-OH发生反应是导致涂料稳定性变差的主要原因。