水性聚氨酯（WPU）具有环境友好和成膜性能好等特点，被广泛地应用于涂料、胶黏剂、纺织和印染等制造行业。但WPU价格较高，部分性能需要进一步提高，对其进行改性成为目前研究的热点。聚丙烯酸酯（PA）以较好的耐水性、耐候性、高光泽和低成本等特点而著称，将其用于WPU改性，可以协同发挥两种聚合物各自的优点，制备出综合性能优异的丙烯酸酯水性聚氨酯复合乳液（PUA）。由于PU/PA二者的相容性对于其协同效果的发挥有着决定性的作用，因此，本文通过一系列丙烯酸酯功能单体改性PUA复合乳液以提高分子链段间的相互作用，实现乳液粒子设计以及胶膜性能的改良。主要内容如下：1．丙烯酰吗啉（ACMO）和丙烯酸异辛酯（2-EHA）改性PUA复合乳液，研究ACMO和2-EHA用量对其性能的影响。结果表明：制备的复合乳液的粒子表现出半互穿网络结构。随着ACMO用量的增加，乳液的平均粒径减小，粘度升高；但2-EHA对乳液的平均粒径和粘度影响不大。由于ACMO使得PA与PU分子链段间或与其他极性基团间可以形成更多的氢键，因此改性PUA胶膜的拉伸强度和对基材的附着力提高，但耐水性和断裂伸长率降低。通过2-EHA和ACMO的混配可以制备出综合性能优异的PUA复合乳液。2．制备一系列羟基化的PUA复合乳液并研究其在双组份涂料中的应用。结果表明：增加HEA/BA的质量比，PUA复合乳液的平均粒径减小，且粒径分布变窄，而乳液粒子的平均比表面积和粘度增加。乳液粒子形貌呈现出核壳结构，甚至多核结构。PUA胶膜的热稳定性、附着力和拉伸强度均有所增加，但胶膜表面水接触角降低，吸水率升高。但在双组分涂料中，含异氰酸酯基的固化剂能够与PUA的羟基进行交联固化。该固化膜有着高的玻璃化转变温度和耐水性。3．自交联型PUA复合乳液的制备及其胶膜性能的研究。研究发现：当甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）用量不超过5wt％时，乳液具有良好的稳定性。增加GMA用量，乳液粒径随之增大，但粒子仍为核壳结构。由于环氧基与羧基以及环氧基自身之间的反应，形成三维网状结构，胶膜的交联率、耐水性、耐化学性和力学性能明显提升，但断裂伸长率有所降低。4．研究烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）用量对PUA复合乳液、胶膜及其粘结性能的影响。结果表明：随着APEG用量的增加，乳液粒径先减小后增大，粘度先增大后减少。引入APEG，可以提高PA在PUA中的含量，PA比例达到50wt%时，乳液仍可保持稳定。APEG用量对PUA胶膜性能有较大的影响。随APEG用量的增加，胶膜的吸水率上升，断裂伸长率提高，拉伸强度和硬度降低，耐热性能先提高后降低。APEG的引入降低了PUA胶膜的的活化温度，改善其粘结强度和对基材的润湿性。当APEG用量为8wt%时，PUA的粘结强度达到最佳。