水性聚氨酯以水为分散介质,具有不燃、无毒、不污染环境等优点,而且成膜强度高、柔韧性好、附着力强,涂层耐寒、耐热、耐磨以及富有弹性等优异性能已经成为聚氨酯工业的一个重要发展方向。在查阅大量文献的基础上,对水性聚氨酯的合成方法、合成工艺、应用情况、发展现状以及发展趋势进行了较为全面的综述。水性聚氨酯在硬度和耐水耐介质性能上存在不足,设计采用不同结构的扩链剂分别对以TDI和IPDI为原料合成的水性聚氨酯的硬度和耐水耐介质性能进行改性。 对用IPDI为原料制备水性聚氨酯的配方和工艺条件进行了较为详细的探讨,挑选出了合适的工艺条件。 分别合成以TDI为原料和以IPDI为原料制备的系列样品,详细研究乙二胺、乙醇胺、己二酰肼、二乙烯三胺、四乙烯五胺等不同结构扩链剂对其吸水性、耐酸、耐碱、耐溶剂等耐介质性能以及膜的硬度、光泽度、附着力、柔韧性、抗冲击强度、剪切力等力学性能的影响进行研究。 通过IR和TEM表征,采用乙二胺作为扩链剂的产品为线形结构,二乙烯三胺、四乙烯五胺作为扩链剂的产品含交联结构,后两种产品的硬度、吸水性耐介质性能比前者要好。 用DSC表征了以IPDI为原料,乙二胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺分别作扩链剂的产品,测试表明:聚氨酯的硬段和软段存在着一定的微相分离,采用二乙烯三胺扩链产品的微相分离程度最好;随着硬段含量的提高以及氢键的形成,硬段的玻璃化温度是逐步升高的。 通过对大量数据的分析,采用IPDI为原料,以多官能度试剂作扩链剂能够提高水性聚氨酯产品的硬度、力学性能以及耐水性能。