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水性聚氨酯不仅具有难燃、低污染、易贮存的特点,还具有耐高低温和柔韧性好的优点,这在聚氨酯研究领域已成为重要的研究方向之一。纳米材料优异的性能为各类材料的高性能和功能化提供了崭新的手段和途径。将纳米二氧化硅引入水性聚氨酯中,制备出综合性能优异的纳米二氧化硅改性水性聚氨酯杂化乳液。本文采用沉淀和萃取相结合,利用碱金属硅酸盐在酸催化或与其它强酸弱碱盐双水解条件下制备纳米二氧化硅分散体,并经偶联剂包裹改性,减少了纳米二氧化硅表面的羟基,降低了粒子表面的表面能,减弱了纳米二氧化硅粒子之间的团聚；使纳米二氧化硅均匀的分散在聚醚(酯)二醇中,此分散体直接作为制备聚氨酯的原料,合成了一系列纳米二氧化硅改性的磺/羧酸混合型水性聚氨酯杂化乳液,经测实际固含量达到50%以上,利用红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析仪(TG)、电子拉力试验机和纳米粒度及zeta电位分析仪等手段对纳米Si02分散体和水性聚氨酯杂化乳液及其涂膜进行表征：1.X射线衍射显示改性前后纳米SiO2粒子均以无定型态存在,纳米Si02表面的改性并没有改变其内部的结构形态；利用纳米粒度及zeta电位分析仪测得硅烷偶联剂改性后的Si02聚醚(酯)二醇分散液平均粒径为50nm左右；FT-IR证实：纳米二氧化硅已接枝在聚醚二醇链段；2.纳米Si02聚醚(酯)二醇分散体直接作为制备水性聚氨酯杂化乳液的原料,合成了一系列纳米Si02改性的磺／羧酸混合型水性聚氨酯杂化乳液,随着纳米Si02分散体的增加,乳液由乳白变为浑浊,乳液稳定性下降,但涂膜的硬度增加,吸水率明显降低,当纳米Si02质量占预聚体总量的2%,铅笔硬度达到2H,吸水率降低至6.5%；3.随着纳米Si02分散体的增加,聚氨酯涂膜的拉伸强度先增大后减小,而伸长率逐渐降低,当纳米Si02质量占预聚体总量的2%时,拉伸强度达到20MPa；4.当纳米Si02的含量从0增加至2%时,水性聚氨酯涂膜的热稳定性随纳米Si02的增加而增强,而当纳米SiO2的含量超过预聚物的2%后,涂膜的热稳定性随纳米Si02增加而减弱,当纳米二氧化硅的含量为预聚物的2%时,硬段的分解温度达到330℃,软段的分解温度为400℃,此时水性聚氨酯热稳定性最好。