水性聚氨酯(PU)是一种新型以水为溶剂的聚氨酯体系。不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、柔韧性好、粘结强度大的优良性能，而且具有不燃、气味小、不污染环境等溶剂型聚氨酯所不具备的优点，但单一的聚氨酯乳液缺点也很明显，如一般价格较贵、易变黄、耐水性差等，而且在稳定性、自增稠性、固含量等一些方面也有一些不足的地方，因此如何更好的改性水性聚氨酯成为国内外的研究热点。本论文由三部分组成：1)聚酯多元醇的制备及性能研究；2)阴离子水性聚氨酯树脂的制备与性能研究；3)丙烯酸酯接枝改性聚氨酯水性树脂的制备与性能研究。 第一部分研究聚酯多元醇的合成，系统讨论了邻苯二甲酸酐/顺丁烯二酸酐、一缩二乙二醇/聚乙二醇400、酸/醇的比值对聚酯多元醇颜色、粘度、外观、分子量的影响，研究表明：邻苯二甲酸酐/马来酸酐摩尔比9：1、一缩二乙二醇/聚乙二醇400摩尔比为1：0.8、酸酐/醇摩尔比1:1.8为最佳比例。 第二部分采用丙酮法制备出聚酯—聚醚型水性聚氨酯乳液，并且对乳液的性能进行了测试和分析。结果表明，二羟甲基丙酸(DMPA)用量及R值(—NCO/—OH)是影响乳液性能及粘接性能的主要因素。DMPA用量及R值的改变会影响乳液的外观、粘度、平均粒径、稳定性等性能。R值的改变还会影响胶膜的吸水率、热稳定性、玻璃化温度、力学性能等性能。 第三部分本研究先用溶液聚合的方法初步探讨合成了水溶性的丙烯酸酯树脂，从引发剂的种类、引发剂的用量、软硬单体比例对树脂性能的影响进行讨论。而后我们采用聚丙烯酸酯对水性聚氨酯进行改性，采用半连续法制备出水性聚氨酯和聚丙烯酸酯的复合乳液(PUA)，并对PU/PA比例、预聚温度、预聚时间、中和温度等对复合乳液及涂膜性能进行讨论。研究表明，PU/PA的改变对乳液的粒子形态、平均粒径、剪切强度及胶膜的吸水率、耐溶剂性、力学性能、热稳定、玻璃化温度的均会产生影响；PU/PA=1.2—1.5之间、引发剂为AIBN、引发剂用量0.8％、共聚时间60min、预聚温度80℃、中和温度30℃是比较合适的，我们还对PUA乳液的一些性能同PU乳液、丙烯酸乳液(PA乳液)的性能进行了对比，结果表明，PUA乳液的综合性能要好于PU及PA乳液。