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本文采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇多元醇(PPG)、二羟甲基丙酸亲水扩链剂(DMPA)、一缩二乙二醇(DEG)、乙二胺(EDA)、三乙胺中和剂(TEA)为主要原料，先合成自乳化阴离子水性聚氨酯分散体，然后以此为种子乳液，加入丙烯酸酯类单体进行自由基聚合，合成核壳型水性丙烯酸改性聚氨酯乳液。通过对工艺的探索，确定了合理的工艺条件。系统研究了亲水单体二羟甲基丙酸的含量、NCO/OH投料比、丙烯酸类单体种类及用量对分散体粘度和稳定性、以及涂膜综合性能的影响。所得的改性水性聚氨酯乳液非常稳定，且涂膜耐水性得到了明显的提高。
通过原位聚合法，制备了纳米二氧化硅改性的水性聚氨酯分散体，采用FT-IR、TEM、DSC、UV-Vis、粒度分析等技术对其进行表征和研究。结果表明：原位聚合法制得的涂膜性能明显优于共混法，适量添加经吐温-80改性的纳米SiO2，能使制备的水性聚氨酯分散体粒径分布均匀，稳定性优良，而且能够同时增加涂膜的拉伸强度、断裂伸长率和耐候性。