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随着安全环保理念的提出，对于涂料和油漆产品的性能要求也越来越高。水性聚氨酯(PU)涂料作为行业发展的新方向，占有举足轻重的位置。目前研究主要解决的是PU疏水性不够，柔韧性差，抗拉强度不足等缺点。 本课题首先用硅烷偶联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷(KH-570)分子在酸性条件下水解后产生的硅醇与纳米二氧化硅表面的羟基发生聚合反应来实现纳米二氧化硅的改性。后采用原位无皂乳液聚合法，以乙烯基单体代替有机溶剂，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及聚己酯(PCL1000)为主要原料，再加入丙烯酸羟乙酯（HEA），形成以双键封端的PU预聚体;在乙烯基单体聚合阶段创新性的引入本身具有碳碳双键的全氟酯(FA)和改性后的纳米二氧化硅，在引发剂K2S2O8(KPS)作用下，引发乙烯基类单体自由基共聚，合成了改性纳米二氧化硅/含氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(WSFPUA)复合乳液。本文研究了KH-570改性纳米二氧化硅的反应条件机及其性能的影响。最后，研究了丙烯酸羟乙酯(HEA)、全氟酯、纳米二氧化硅含量对WSFPUA复合乳液及乳胶膜的形貌和性能影响。主要内容如下: (1)在纳米二氧化硅的改性实验中，考察了不同pH值、反应温度以及KH-570含量对纳米二氧化硅稳定性、粒径大小等的影响。红外和微观形貌分析结果表明，改性纳米硅溶胶中改性剂KH-570和纳米二氧化硅表面通过化学键合连接在一起。当反应温度为60℃时，改性纳米二氧化硅的稳定性最好，粒径最小达到78nm。 (2)在纳米二氧化硅/含氟聚氨酯-聚丙烯酸酯(WSFPUA)复合乳液中，制备了一系列不同R值的WSFPUA复合乳液。当R=1.05时，乳液的外观和机械稳定性达到最佳。同时，红外光谱分析表明，纳米二氧化硅和含氟单体成功引入到聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液。分析透射电镜测试结果可知WSFPUA乳液粒子呈圆球形，而且大小比较均一。 (3)制备了不同纳米二氧化硅含量的WSFPUA复合乳液。考察纳米二氧化硅含量对WSFPUA复合乳液以及涂膜外观及力性能影响。实验结果表明:控制纳米二氧化硅加入量在0％-5％，随着改性纳米二氧化硅含量的上升，乳液粒径增大，机械稳定性逐渐降低，乳液外观从微蓝半透变为乳白色不透明。WSFPUA复合乳胶膜的拉伸强度增长到43.08MPa，接触角也上升至122.5°，吸水率下降至8.5％。同时，乳胶膜得到的表面光滑度以及耐热性都随纳米二氧化硅含量的增加而出现显著增强。 (4)研究了不同丙烯酸羟乙酯(HEA)含量下的WSFPUA复合乳液及乳胶膜的性能。分别讨论了其对乳胶膜表面形貌，热稳定性、耐水性、拉伸性能、透射电镜以及涂层性能的影响。随着HEA含量的增加，乳胶膜变得越来越平整，而且WSFPUA热稳定性、耐水性以及拉伸性能得到明显提高。