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水性涂料因具有无毒、无味、无污染的优点而成为环保型涂料中发展最快、应用最广的涂料产品。作为水性涂料的基料,水性聚氨酯涂膜具有良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和抗疲劳性,然而未改性的水性聚氨酯是一种不含侧链的线型大分子,且富含亲水基团,因此,涂膜的硬度低、耐热性、耐水性较差。本文利用环氧树脂具有机械强度高、粘附力强、化学稳定性好的特点,通过共聚交联合成环氧-聚氨酯(EPU)乳液,以提高涂膜的力学性能和耐水性。在此基础上引入有机硅对EPU乳液进一步改性,结合有机硅表面张力低、耐水耐热性好的特性,制备有机硅改性环氧-聚氨酯(Si-EPU)乳液,从而使聚氨酯涂膜性能得到更好的优化。丙烯酸乳液是良好的亲水涂料,但涂膜的亲水性优良而耐水性差是其固有的矛盾,通过环氧树脂改性以提高其交联度可有效的提高涂膜的耐水能力,同时赋予涂膜更优良的综合性能。通过乳液合成及其性能检测的实验研究,得出以下结论:1.用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(EP)为主要原料,采用预聚体分散法合成环氧-聚氨酯乳液。讨论了体系中NCO/OH比值、EP添加量、DMPA用量、中和度等因素对乳液及涂膜性能的影响,运用红外光谱仪和差示扫描量热仪对涂膜进行分析。实验结果表明:当体系的NCO/OH比值在1.6～1.8,加入6～8%的EP,DMPA用量在6～8%,控制乳液中和度在90～100%,可制得半透明的稳定的蓝光乳液,红外光谱图分析证明EP改性使聚合物硬段区交联密度提高,涂膜的硬度和拉伸强度增强,吸水率降低。2.在环氧-聚氨酯乳液合成的基础上,用4%的环氧树脂和3%的氨基硅烷复合改性合成了有机硅改性环氧-聚氨酯乳液。氨基硅烷在预聚之后分散之前加入体系参与共聚,所得乳液外观呈黄白色,相对于其它的改性方式和加料方式乳液具有较好的稳定性。用红外光谱仪、接触角测定仪、热重分析仪对涂膜的结构和性能进行了检测,并用偏光显微镜观察了涂膜的表面形貌,结果表明:聚合物中因Si-O键的引入,涂膜表面憎水性增强、耐水性和耐热性提高、涂膜表面因Si-O链向表面迁移而呈现出凹凸不平的微观形貌。3.本文对环氧改性丙烯酸系亲水涂料的的制备和性能进行了研究。采用水溶液聚合法,以丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)作为亲水单体,控制亲水单体用量在20～25%,AA/HPA=1.5,在引发剂作用下合成出预聚物,用NaOH溶液调整pH=8,在此基础上加入交联剂、环氧树脂及其它助剂,用去离子水调整至适当粘度制得亲水涂料。将涂料涂覆于铝试片表面,烘烤后形成3～4um厚的亲水涂层。经检测,水膜在涂层表面的接触角为12o,涂层的吸水率降低至9.6%,涂层附着力达1级。实验结果表明,涂膜的亲水性和耐水性能达到较好的均衡,涂层的耐蚀性和附着力因改性而得到提高。