在水性聚氨酯行业中,对阴离子型以及阳离子型水性聚氨酯的研究较多,关于非离子型水性聚氨酯的研究较少。非离子型水性聚氨酯乳液具有良好的耐酸碱稳定性,可以与其他各种类型的乳液混合使用而不用担心破乳问题,有很大的应用前景。课题通过对聚氨酯分子链的嵌段结构及其构成、支链的构成、支化或交联程度、离子强度等设计,改进合成工艺条件和技术,确定各种改性单体及其最佳配比,制备出乳液稳定、胶膜物理性能良好和具有非离子乳液特性的水性聚氨酯产品。此外,课题通过在聚氨酯分子的侧链上接入亲水性非离子链段(氧化乙烯链段-CH2CH2O-),制备一系列聚醚型、聚酯型以及混合型弱阴/非离子水性聚氨酯。以粘度、粒径分析、表面张力和乳液稳定性等测试方法对水性聚氨酯乳液进行评价;以耐酸碱性和耐水性测试、静态接触角测试对水性聚氨酯胶膜进行评价;采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重(TG)分析等方法对水性聚氨酯结构进行表征,得到最优良的弱阴/非离子水性聚氨酯产品。实验表明:非离子型亲水扩链剂可以提供聚氨酯乳化所需要的亲水性,但其胶膜性能不好,仍需要引入微量的阴离子型扩链剂和一定的交联以改善胶膜的拒水性和手感,而使用含有三官能团的软单体和硅烷偶联剂都可以提升水性聚氨酯的交联密度;有机硅改性水性聚氨酯也能使得其胶膜的变软,改善手感;为了使得水性聚氨酯胶膜具有防污的效果,向水性聚氨酯侧链上引入疏水性长链烷基链段,但疏水性长链烷基链段的引入在一定程度上会使得乳液的稳定性变差。同时,亲水性非离子扩链剂(NE)的引入,可以降低水性聚氨酯体系粘度,能制备高固含量的水性聚氨酯产品。课题对高固含量的水性聚氨酯进行了初步的探索,制备了一组水性聚氨酯乳液,其中乳液的固含量可达51%。