以丙烯酸酯共聚物乳液为成膜物质的水性涂料，不仅环保，而且具有优异的耐户外老化性、保光保色性、呼吸性以及对多种基材的粘接性能，在建筑、纸张、织物、家具等领域有广泛的应用前景，但其耐碱性和耐水性较差，且耐热温度低、蠕变大。无机-有机高分子纳米复合材料综合了有机高分子材料易加工和无机纳米粉体高刚、高强及多种功能特性，发展前景广阔。本文在反应型乳化剂存在下，将可在水相水解生成纳米二氧化硅的硅酸四乙酯与丙烯酸酯及乙烯基硅烷偶联剂进行无皂乳液共聚合，制备了纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液，通过丙烯酸酯聚合物侧链形成的潜在交联点提高了丙烯酸酯共聚物膜的耐水性和硬度。主要工作如下：
　　 (1)以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为原料，通过水解法制备了纳米二氧化硅溶胶，考察了分散溶剂种类(乙醇、羟丙基纤维素、去离子水、环己烷和环己酮)及用量对二氧化硅溶胶分散性能的影响。结果表明：乙醇对溶胶的分散效果最好，所得二氧化硅溶胶的平均粒径在80nm左右，且均一度高。
　　 (2)以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸为单体，以烯丙基的特种醇醚硫酸盐和丙烯基乙醚磺酸钠盐为反应型乳化剂，将水解法制得的纳米二氧化硅溶胶与丙烯酸酯单体进行无皂乳液聚合，考察了二氧化硅溶胶的加入量和加料方式对聚合稳定性的影响。结果表明丙烯酸酯复合乳液的聚合稳定性较差。
　　 (3)为提高复合乳液的聚合稳定性，在反应型乳化剂存在下，直接将正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(A-174)与丙烯酸酯单体进行无皂乳液聚合，通过原位水解法制备了稳定的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液。考察了硅化合物用量及不同硅化合物间配比对乳液聚合稳定性、乳液性能及乳胶膜的交联度的影响。结果表明，当硅化合物用量小于5％时，可制得稳定的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液，而且二氧化硅粒子引入丙烯酸酯聚合物侧链形成潜在交联点可协同提高丙烯酸酯共聚物的耐水性和硬度，应用XRD表征了乳液中无机结晶态二氧化硅的存在。当丙烯酸丁酯占单体总量的43％、甲基丙烯酸甲酯占53％、丙烯酸占0.6％、反应型乳化剂COPS-1占0.3％、NRS-100占0.65％、mTROS∶mA-174=4∶1，且TEOS和A-174总量占2％时，所制备的丙烯酸酯复合乳液乳胶粒平均粒径为158nm，分散指数为0.005，最低成膜温度14-18℃，乳胶膜交联度82.0％，胶膜吸水率17.8％，涂膜硬度达到3H。
　　 (4)为提高丙烯酸酯共聚物复合乳液中的硅化合物含量，以进一步提高共聚物的耐水性和硬度，本文还以正硅酸乙酯和正丁醇为原料，通过酯交换法合成了不同取代基团数的硅酸丁酯，并将其与A-174共用进行丙烯酸酯的无皂乳液聚合，制备了稳定的纳SiO2/骤丙烯酸酯复合乳液。考察了不同取代基团数的硅酸丁酯用量对乳液聚合稳定性的影响。结果表明，稳定的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液中硅化合物用量可达7％，其聚合稳定性比(3)中硅化合物用量5％时更好，当硅化合物含量均为5％时，前者聚合稳定性为1.52％，而后者为3.75％，并且各项性能优异。