水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯是当今聚氨酯工业的一个重要发展方向。水性聚氨酯按使用形式分为单组分及双组分两种。其中单组分水性聚氨酯与双组分水性聚氨酯相比,具有储存稳定性好、毒性小(游离NCO基团少)、使用方便等特点,目前其相关产品的开发和利用备受瞩目。本论文以脂肪族异氰酸酯和聚醚为主要原料合成了单组分水性聚氨酯,而针对水性聚氨酯存在的耐水性和耐溶剂性不足等问题对其进行了环氧化羟丁胶改性及无机纳米粒子改性研究,主要的研究内容如下：(1)以IPDI和N210为主要原料合成了单组分水性聚氨酯,对合成过程中反应温度、反应时间、催化剂、NCO与OH的比例(R值)及DMPA用量等工艺条件对水性聚氨酯分散体系的影响进行了研究。(2)采用羟丁胶环氧树脂改性和TMP内交联改性相结合的方法对单组分水性聚氨酯进行了改性研究。通过FTIR.激光粒度分析等对预聚体合成过程和水分散体系的粒径形态、稳定性等进行了表征,通过接触角测试、电化学方法、热重分析、扫描电镜及常规涂膜性能测试等对涂膜的耐水性、耐化学介质性、热稳定性等进行了表征。(3)采用经KH560表面处理的TiO2-SiO2纳米复合粒子对羟丁胶环氧改性的水性聚氨酯(WEPU)进行改性研究。通过紫外吸收光谱对制备的水分散体系粒子性能进行了相关的表征；通过热重分析、塔菲尔极化曲线、SEM及常规涂膜性能测试等对涂膜性能进行了表征。