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水性涂料以水为分散介质,具有无毒、不易燃烧、低挥发性有机化合物(VOC)和环境友好等优点,但目前水性涂料性能一般不及传统的溶剂型涂料,主要表现为涂膜硬度低和耐水性较差,使其在应用上受到极大的限制,而将无机纳米材料添加到高分子树脂中制备成水性纳米复合涂料可克服上述缺陷。纳米TiO2具有独特的光催化作用,能赋予涂料抗紫外和自清洁的功能,故将纳米TiO2复合到水性涂料中的研究具有十分重要的意义。因纳米TiO2颗粒小和具有高比表面积容易发生团聚,导致其在聚合物中的分散性差,故对纳米TiO2进行亲油表面改性成为制备水性纳米复合乳液涂料的关键。本文主要工作为：(1)研究了直接用二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)对纳米TiO2改性,将接枝在纳米TiO2表面的异氰酸酯基团与聚醚二醇(PPG)、一缩二乙二醇(Diethylene glycol)和二羟甲基丙酸(DMPA)三种含羟基组分原料进行逐步聚合反应,使纳米TiO2粒子接枝到聚氨酯分子链上,成功制得水性纳米TiO2聚氨酯核壳复合乳液。(2)研究了直接用二苯甲烷二异氰酸酯对纳米TiO2改性,将接枝到纳米TiO2表面的异氰酸酯基团与聚醚二醇、二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇和环氧树脂(E51)四种含羟基组分原料进行逐步聚合反应,成功将纳米TiO2接枝到环氧-聚氨酯分子链上,制备出性能优异的纳米TiO2改性环氧树脂-聚氨酯三元核壳复合乳液。(3)通过一步法制得油酸改性的纳米TiO2,再采用预乳化半连续法制备了纳米TiO2苯丙复合乳液。研究了纳米TiO2含量对聚氨酯涂膜、环氧-聚氨酯涂膜和苯丙涂膜耐水性、热稳定性、力学拉伸强度以及紫外吸收性能的影响,以及环氧树脂含量对聚氨酯耐水性和乳液粒径分布的影响。结果表明适量的纳米TiO2能明显改善涂膜的耐水性和热稳定性,其中0.6 wt%纳米TiO2含量的复合涂膜硬度可达H级,苯丙复合涂膜的最大拉伸强度可达12.3 MPa,所制得的纳米TiO2改性环氧-聚氨酯核壳复合乳液和纳米TiO2苯丙复合乳液具有广泛的应用前景。