随着人们环保意识的提升以及国家政策要求的日渐严格,开发环境友好型涂料是必然的趋势。其中水性双组份聚氨酯因其优异的性能得到了许多关注,并广泛应用于涂料、胶黏剂等许多领域。水性固化剂作为其关键组分,我国对其的研究较为不足。目前,制备可水分散多异氰酸酯固化剂普遍是对脂肪族多异氰酸酯进行亲水改性,例如HDI三聚体。其具有优异的耐候性和耐热性,高固体含量以及低粘度,储存稳定性好,柔韧性好等优点,但是反应活性低、涂膜硬度低、干速慢且价格较为昂贵。相较而言,芳香族多异氰酸酯反应活性高,涂膜硬度大,干速较快且价格低廉。针对HDI三聚体的不足之处,可以开发一款可水分散HDI-TDI混合多聚体固化剂,结合二者的优点,能起到降低原料成本,提高涂膜性能的作用。首先是合成低游离单体的HDI-TDI混合多聚体固化剂。在原料方面,相较于传统合成中采用TDI、HDI单体作为原料合成,本文创新性地采用TDI单体、HDI三聚体作为原料进行反应,由此可以避免低反应的活性的HDI后续需要采用薄膜蒸发法除去这一步骤,大大简化工艺并节约生产成本。而后对比了自制曼尼希碱TDBA,三乙烯二胺,四甲基氢氧化胺,磷酸三丁酯对于HDI三聚体与TDI单体共聚的催化效果,发现自制的曼尼希碱TDBA展现了优秀的催化效果。而后对催化剂的催化规律进行了研究,最终确定具体工艺。其中TDI添加量为5 wt%,TDBA用量为0.2 wt%,反应温度为65℃,最终得到游离单体含量低至为0.34%的产品。在对自制低游离HDI-TDI混合多聚体亲水改性的研究过程中,对投料工艺,亲水改性剂、中和剂用量、反应温度等进行了探究,最终确定工艺是在反应前先对HDI-TDI混合多聚体与CAPS进行预先混合,DMCHA加入方式是以0.01 g/s的速度缓慢滴加,CAPS加入量为3 wt%,DMCHA加入量为CAPS摩尔量的1.1倍,反应温度为110℃。将自制可水分散HDI-TDI混合多聚体固化剂与市售可水分散多异氰酸酯固化剂在物化指标、储存稳定性、水分散性能、综合涂膜性能进行对比。综上所述,自制可水分散HDI-TDI混合多聚体固化剂综合性能与市售产品接近,漆膜硬度大,干速快,但储存稳定性有所不足。