目前用清洁、环保的水性木器涂料代替传统高污染的溶剂型涂料，已成为人们日常生活的必然选择［1 － 3］。但我国水性木器涂料所占份额不高，品种单一，仍以单组分水性丙烯酸木器涂料为主，存在涂膜耐水性和耐污性差，涂膜硬度低等缺点。采用新型聚合技术制备高性能聚丙烯酸酯乳液，通过多组分树脂杂化改性［4］，用室温自交联技术［5］和有机/无机杂化［6］等技术可以提高水性丙烯酸酯木器涂料的性能，但存在制备工艺复杂，成本高等缺点。SiO2作为一种廉价易得的无机硅材料，具有比表面积大、高度分散、耐火耐磨性优良等特点，与有机聚合物乳液复合可提高聚合物乳液的性能［7］，如将含双键的乙氧基或甲氧基硅烷先与丙烯酸酯单体共聚，再进行脱水缩聚可形成Si—O—Si网络［8］。黄志彬等［9］将正硅酸乙酯( TEOS) 原位水解形成的纳米SiO2引入到丙烯酸酯乳液合成过程中，制成具有互穿网络结构的SiO2 /纳米聚丙烯酸酯复合乳液，该复合乳液涂膜的表面性能和热稳定性均优于普通的丙烯酸酯类乳液，该方法可显著提高涂膜的耐候性与耐沾污性。Toshiyuki T 等［10］在无皂乳液聚合的条件下，采用3 －硫醇基丙基三乙氧基硅烷( MPTES) 与TEOS 反应制备了性能优异的聚丙烯酸酯杂化乳液。上述方法普遍存在SiO2
含量低的问题，而且复合乳液的聚合和贮存稳定性不好，很难工业放大。本研究以廉价易得的碱性硅溶胶作为无机硅来源，与聚丙烯酸酯乳液共混杂化制备高SiO2含量的SiO2 /PA 复合乳液，研究硅溶胶添加量对复合乳液及涂膜综合性能的影响。

1 实验
1. 1 原料
聚丙烯酸酯乳液4829( PA) : 固含量50. 5%，低成膜温度为1 ℃，黏度＜ 500 mPa·s，pH = 8. 5，工业级，嘉宝莉化工集团股份有限公司; 碱性硅溶胶: w( SiO2) = 30%，平均粒径为7 ～ 9 nm，pH = 8. 5 ～10. 5，工业级，佛山大沥中发水玻璃厂; 3 － 缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷( Z － 6040) : 化学纯，DowCorning 化学公司; 无水乙醇: 分析纯，国药集团; 2 －氨基－ 2 － 甲基－ 1 － 丙醇( AMP － 95) : 化学纯，陶氏ANGUS 化学公司。
1. 2 SiO2 /PA 复合乳液的制备
1. 2. 1 硅溶胶的复合改性
常温下将适量的硅烷偶联剂添加到硅溶胶中，以500 ～ 800 r /min 的速度搅拌5 min，加入助溶剂无水乙醇，相同转速下搅拌5 h，取100 ～ 300 目滤网将沉淀滤去，得到透明改性硅溶胶。改性原理如式( 1)所示。

1. 2. 2 SiO2 /PA 复合乳液的制备
向改性硅溶胶中加入聚丙烯酸酯乳液，700 ～1 000 r /min的搅拌速度下反应1 h，再用AMP － 95 调节体系pH 至9 ～ 10 之间。分别制备硅溶胶与聚丙烯酸酯乳液质量比为45∶ 55、50∶ 50、55∶ 45、60∶ 40 的复合乳液。
1. 3 分析与测试
1. 3. 1 贮存稳定性
复合乳液贮存稳定性采用加速贮存试验测试。
1. 3. 2 SiO2 /PA 复合乳液平均粒径
采用英国Malvern 仪器有限公司的马尔文纳米粒径分析仪( ZS Nano S) 进行测试，测量范围: 0. 6 ～6 000 nm，温度为( 25 ± 0. 5) ℃。
1. 3. 3 复合乳液成膜性测定
制备SiO2 /PA 涂膜，室温条件下干燥7 d，研究比较乳液的成膜效果。
1. 3. 4 耐介质性能
涂层的耐水性和耐乙醇性分别按式( 2) 、式( 3)计算［11］。

式中: m0、m1和m2分别为涂膜的原始质量，擦干表面介质后的质量以及充分干燥后的质量。WA和WE分别为涂膜吸水率和吸乙醇率; WX和WY分别为涂膜在水中和在乙醇中的失质量率。
1. 3. 5 涂膜摆杆硬度
采用天津市材料试验机厂的QBY 摆杆式漆膜硬度计，根据GB /T 1730—1993 进行测试。
1. 3. 6 拉伸强度
采用英国Instron 公司的Instron 3367 型试验机进行测试。
1. 3. 7 FT － IＲ 分析
采用美国PEＲKIN ELMEＲ 公司Spectrum 2000傅里叶红外光谱仪，采用膜反射法对涂膜交联过程进行表征，通过对比涂膜中基团特征峰的变化来研究交联反应，测量范围: 400 ～ 4 000 cm － 1。
1. 3. 8 涂膜表面形态SEM 测试
采用日本日立公司S －3700N 型扫描电子显微镜。
1. 3. 9 TGA 分析
采用TA Inc． 的热重差热联用分析仪( 型号:Q600SDT) ; 测温范围: 25 ～ 600 ℃; 样品不用氮气保护，升温速率: 10 ℃·min － 1。

2 结果与讨论
2. 1 硅溶胶与聚丙烯酸酯乳液配比对复合乳液性能的影响
SiO2 /PA 复合乳液的稳定性较好，不同配比的SiO2 /PA 乳液都能稳定贮存，外观微乳白带蓝相。采用纳米粒径分析仪对聚炳烯酸酯乳液以及SiO2 /PA复合乳液的粒径分布进行测试，发现聚炳烯酸酯乳液和SiO2 /PA 的平均粒径都在170 ～ 185 nm 之间，具体数据如表1 所示。
表1 SiO2 /PA 复合乳液的平均粒径

从表1 可以看出，PA 乳液的平均粒径为171. 9 nm，加入改性硅溶胶共混后复合乳液平均粒径增大，而随着硅溶胶含量的增加复合乳液的平均粒径减小。其原因可能是: 加入碱性硅溶胶共混后，硅溶胶与PA 乳液通过偶联剂的作用发生连接，因此颗粒增大; 但是由于碱性硅溶胶的粒径为7 ～ 9 nm，随着硅溶胶含量的增加，复合乳液中游离SiO2颗粒增多，从而减小了复合乳液的平均粒径。