為了提高聚丙烯酸酯乳液的綜合性能,使其應用范圍更加廣泛,需要對其進行改性。現有的主要技術是直接對其進行有機硅改性,但有機硅很容易水解交聯因此制得的硅丙乳液硅含量很低,對改善丙烯酸酯乳液涂料的硬度、耐刮傷及耐水性等方面的性能不明顯。而在乳液聚合過程中加入 SiO2溶膠合成有機無機復合乳液可解決這些不足。所合成的復合乳液中,硅含量一般較高,納米 SiO2粒子以適當的方式均勻的分散到丙烯酸酯乳液中,可克服目前丙烯酸酯乳液涂料硬度低、耐磨性及耐熱性差等,是當前丙烯酸酯乳液涂料改性領域的研究熱點。
有機聚合物與無機 SiO2粒子在有機硅烷偶聯劑的作用下相互間形成牢固的化學鍵,得到復合結構聚合物。研究表明,當聚合與接枝在同一反應體系中進行時,有機聚合物在引發劑的作用下完成聚合后,立即在自由基的作用下吸引到納米SiO2粒子表面,使有機聚合物的官能基團與無機納米粒子間形成化學鍵,有機聚合物接枝到無機粒子表面;同時有機聚合物在引發劑的作用下繼續生長,實現無機硅溶膠表面被有機相包覆。
有機無機復合乳液合成過程中會采用靜電吸附作用、吸附層媒介作用或接枝反應(化學鍵合作用)三種作用機理來提高有機相和無機相之間的界面結合。從不同的乳液聚合組分與無機物產生靜電作用上分,主要分為兩類,一是參與聚合的單體與無機物作用,二是引發劑與無機物作用。有機聚合物由于其自身帶有電荷,與帶有相反電荷的無機粒子借助靜電作用,可在聚合物表面包覆無機粒子。同時,靜電作用還可以使無機粒子表面包覆聚電解質,得到復合聚合物包覆層。依靠靜電吸附作用形成的有機無機復合聚合物,具有反應易于控制、有機相聚合物與無機相粒子可選擇類型多等優點。