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水性聚氨酯(PU)以水为分散介质，不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能，而且具有不燃、气味小、不污染环境等溶剂型胶粘剂所不具备的优点，因此备受国内外研究人员的重视。
但单一的聚氨酯乳液缺点也很明显，如一般价格较贵、易变黄、耐水性比较差等，而且在稳定性、自增稠性、固含量、膜光泽度及应用范围等方面也有一些不足的地方。因此如何更好的改性水性聚氨酯成了国内外研究热点。
本论文首先是采用自乳化法制备了聚醚型水性聚氨酯乳液，系统研究了R(n-Nco/n-oH)值、聚乙二醇分子量Mn、异氰酸酯的加料方式、自乳化剂二羟甲基丙酸(DMPA)的含量及反应温度对乳液及涂膜性能的影响。得出当R(n-NCO/n_oH)=1.5、Mn=1000、慢慢滴加异氰酸酯的方式、DMPA含量为5％、反应温度为80℃时能制备出稳定的自乳化阴离子水性聚氨酯乳液。
在聚醚型水性聚氨酯的基础上，我们采用聚丙烯酸酯对其进行改性，从粒子设计的思路入手，采用种子半连续法制备出具有核壳结构的水性聚氨酯和聚丙烯酸酯的共聚乳液(PUA)，并对单体用量、引发剂用量、乳化剂的配比及用量、核壳组分的配比等因素对复合乳液及涂膜性能进行了探讨。研究表明，核壳质量比列PU/PA为3：7；单体质量比MMA:BA:AA为5:4.7:0.3时能够制备出稳定的核壳共聚乳液，乳胶膜的性能比单一聚合物均有提高，很好的提高了水性聚氨酯的耐水性和成膜性。
另外，我们通过引入环氧树脂对上述PUA复合乳液进行了进一步的改性。由环氧树脂的引入，从而形成一种新型的三重结构的LIPN形式(PU/PA/EP)，这种结构很好的改善了共聚乳液涂膜的耐水性，而同时不影响其它性能。通过IR,XRD,SEM以及DSC的测试表征显示，三元复合乳胶膜具有典型LIPN的结构性质；产品在耐水性、耐溶剂性、热氧稳定性、力学性能及硬度等方面均表现出IPN特有的协同效应。但该LIPN随EP含量的增大乳液稳定性变差，其机理尚不明确，有待进一步研究。