聚氨酯水性化研究是以水替代传统聚氨酯中的挥发性有机溶剂，符合绿色化学的发展要求。聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)复合乳液，结合了聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸酯(PA)乳液的优良特性，成本低廉，是具有广阔应用前景的第三代水性PU，这方面的研究在国外已有相当的发展，而国内尚处于起步阶段。 在分子设计基础上，根据羧酸型阴离子制备原理，采用自乳化预聚体-丙酮法，以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚210(N210)、1，4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料，成功地制备出了稳定性超过一年、固含量接近50％的聚氨酯乳液(WPU)。研究了聚合工艺、DMPA加料次序、分散速度等工艺参数对PU乳液制备和性能的影响。通过对原料的调整，确定合成WPU的配方为：R初值为7～8，R总控制在1.4，DMPA的用量为7.5％，三乙胺为中和剂，中和度为90％。 以合成的WPU为基础，采用两种工艺即种子乳液聚合法和微悬浮聚合法对WPU改性。对PUA及其胶膜进行了研究，结果表明：无论采用哪种方法对WPU改性，均使乳液的性能得到很大的改进，降低了成本。微悬浮乳液聚合法在PU预聚体中和时，用乙烯基单体代替有机溶剂降粘，具有成本低、污染小的特点，并能得到比种子乳液聚合法更加优异的产品。研究了不同类型的单体和引发剂对PUA乳液制备和性能的影响，发现用MMA和BA为混合单体，采用油溶性引发剂AIBN改性得到PUA乳液综合性能好。随着乙烯基单体含量的增加，乳液颜色加深，稳定性下降；胶膜的断裂伸长率降低，硬度和耐水性增加。当M/PU为35％，AIBN的含量为2.0％时，乳液的稳定性大于12个月，断裂伸长率为482％，硬度为0.68，吸水率可达到18.7％。红外光谱分析表明合成了芳香族WPU和PUA，聚丙烯酸酯和PU中的硬链段有很好的相容性。