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水性聚氨酯树脂是当今高品质水性涂料的主要基料,为了提高其防腐性和耐磨性,以用作金属防腐涂料和耐磨地坪涂料,可用环氧树脂对其改性。文献已报道的环氧改性水性聚氨酯的方法基本上是在合成过程中将其直接加入,由于环氧基的开环反应使合成时容易凝胶,因此适宜的环氧树脂用量很少,改性效果有限;而且残留在乳液中的环氧基,容易被一些活性起始剂(如氨基甲酸酯基、羧基和胺类化合物等)继续开环,降低乳液的贮存稳定性。为了提高环氧树脂用量以增强改性聚氨酯的效果,同时消除环氧基对合成过程和贮存稳定性的不利影响,本研究用环氧树脂开环制备的环氧树脂多元醇来改性水性聚氨酯,得到双组分水性聚氨酯的羟基组分。首先,用二乙醇胺对环氧树脂开环制备环氧树脂多元醇。研究了不同平均分子量的环氧树脂对水分散体和涂膜性能的影响,确定CYD-011为后续研究所用环氧树脂,其环氧值为0.21,平均分子量为910;研究了CYD-011的开环条件,得到优化开环条件为:胺基:环氧基=1:1(摩尔比),80℃反应6h。其次,以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二元醇(DL2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和环氧树脂多元醇为主要原料,合成环氧-聚氨酯水分散体羟基组分。研究了分散体合成过程中初始-NCO/-OH、DMPA用量、封端率、环氧多元醇用量和中和度对水分散体及涂膜的性能影响。当-NCO/-OH=15、DMPA用量8%、封端率50%、环氧树脂多元醇用量23?25%、中和度100%时水分散体和涂膜性能优异。再次,将水分散体羟基组分与五种市售的异氰酸酯固化剂分别构成双组分体系,通过观察羟基组分与固化剂的混合状态及测试固化后涂膜的性能,确定与羟基组分相匹配的固化剂为Aquolin 161。当固化配比-NCO/-OH=1.5?1.7时,涂膜的硬度、耐热性和耐水耐腐蚀性等最佳。最后,采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了环氧树脂多元醇、环氧-聚氨酯水分散体聚合物以及双组分水性聚氨酯的分子结构;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了双组分水性聚氨酯涂膜表面裂纹间距和规整度的变化;采用热重分析法(TG)对双组分涂膜和单组分涂膜的耐热性进行了分析。