聚氨酯涂层材料以其涂膜耐磨、黏附力强、防腐性能优良、耐温性能好和施工温度范围广等优点深受市场亲睐。聚氨酯涂层材料主要分为溶剂型聚氨酯涂层材料和水性聚氨酯涂层材料，虽然现在市场上大多是溶剂型，但是由于有机溶剂有易燃易爆、易挥发VOC(挥发性有机物)、污染环境等缺点，并且国际上也相继出台了一些控制VOC排放的规律法规，人们已将目光转向水性聚氨酯涂料，水性聚氨酯涂料以水为基本介质，具有不燃、气味小、环保、节能、操作方便等优点，具有广阔的前景。本文采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇（N220）为基本原料，以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性单体，一缩二乙二醇为扩链剂，成盐剂和降粘剂分别为三乙胺（TEA）和丙酮，采用预聚体法制备出了聚氨酯预聚体，再将预聚体放入去离子水中分散，即得水性聚氨酯乳液，然后采用红外光谱分析法对其涂膜外观结构进行分析，将水性聚氨酯分别在马口铁、载玻片和PET薄膜上成膜，并对其所成涂膜做了一系列性能测试，实验表明合成的水性聚氨酯附着力和耐水性较差。为了提高水性聚氨酯涂料的附着力和改善其耐水性，本文采从两方面对其进行改性，一方面为通过憎水性组分的加入，使水对涂膜的浸润性降低；另一方面则为通过具有极性组分的加入，使其在聚氨酯乳液成膜过程中与聚氨酯组分发生氢键交联作用，提高涂膜的交联度，降低涂膜的吸水性。用共混法分别将不用含量的硅丙乳液、氟碳树脂乳液、硅烷偶联剂、氨基有机硅和氧化石墨烯分别与水性聚氨酯均匀混合，再在不用基底上成膜，用扫描电镜观测其外观形貌，用红外光谱分析其结构，并测其附着力、接触角、吸水率、黏度、热稳定性等性能。实验表明：用含量为2%的硅丙乳液改性水性聚氨酯所成涂膜吸水率较低，为18.19%，但是硅丙乳液含量为4%和5%时附着力为一级；用含量为7%的氟碳树脂改性水性聚氨酯乳液效果最佳，吸水率低达11.80%，附着力一级；用3%的JH-0174改性水性聚氨酯，在马口铁上所成涂膜附着力可以达到一级，且吸水率为16.64%；聚氨基有机硅改性水性氨酯在附着力、耐水性没有明显改善；氧化石墨烯改性水性聚氨酯在附着力和耐水性方面略微提高，但是效果不明显，但是其复合涂膜在水中经过长时间浸泡没有出现发白起泡现象，涂膜表面较平整；此外，热稳定性也比未改性前稳定。