水性聚氨酯是多功能新型的环保材料,由柔性(软段)和刚性(硬段)链段重复单元交错构成,可以在聚合物中引入醚、酯、羟基、氨基等亲水性官能团,以其作为涂层剂能在织物表面形成一层致密的薄膜,赋予织物许多功能,如防水、透湿、保暖等。异氟尔酮异氰酸酯(IPDI),因为分子中伯NCO受到环己烷和取代甲基的位阻作用,导致2个NCO基团的反应活性不同,容易制得高分子量、窄分子量分布、低黏度的预聚体,势必成为水性聚氨酯的主要发展方向之一。本文拟以二异氰酸酯、多元醇、二羟甲基丁酸(DMBA).三羟甲基丙烷(TMP)、扩链剂为原料,加水乳化后以乙二胺后扩链,采用丙酮法合成水性聚氨酯乳液。本文尝试制备不同性能的乳液,希望能够满足不同环境织物涂层剂的要求,对工业生产有一定的指导意义。(1)软段对水性聚氨酯性能的影响本文选择聚醚(PTMG,2000).聚酯(PEA、PBA、PHA,2000)以及PBA(1000、2000、3000、4000)作为软段,分别研究多元醇种类和分子量对乳液、胶膜和涂层后织物形貌、透湿量、耐水压的影响。研究结果表明：PTMG作为软段,乳液粒径最小,胶膜的接触角最大,软段与硬段之间的微相分离程度最高,涂层后织物表面没有出现凸起,透湿量和耐水压最高。与PTMG相比,聚酯PBA分子结构中缺少醚键,微相分离程度较差,性能次之。而PEA与PHA的分子中碳链太短或者太长,效果远差于PBA。对于不同分子量的树脂,分子量为2000时,力学性能较差,耐水压不高：分子量为1000,硬段含量太高,透湿性不好；分子量为4000,预聚体的粘度高,乳液粒径较大。总之,分子量为3000时,胶膜的耐热性,力学性能以及防水透湿性匹配性最优。(2)硬段对水性聚氨酯性能的影响本文中选择常用小分子扩链剂一缩二乙二醇、新戊二醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇,通过研究扩链剂种类、IPDI含量、NCO/OH摩尔比值、DMBA含量、TMP含量、EDA扩链程度对乳液、胶膜和涂层后织物形貌、透湿量、耐水压的影响。研究结果表明：以新戊二醇作为扩链剂,乳液粒径最小,但由于分子链中侧甲基位置效应,胶膜的耐热性、力学性能较差。当乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇作为扩链剂,分子链中亚甲基数量增加,微相分离程度发生变化,以1,4-丁醇扩链性能最好。一缩二乙二醇比1,4-丁二醇多一个柔性醚键,微相分离程度最高,效果比1,4-丁二醇略好一些。IPDI含量在30%-35%时,涂层后织物表面形貌较好,透湿和耐水压高。NCO/OH摩尔比值在1.6时,涂层后织物性能较好。当DMBA含量增加,乳液的粒径减小,透湿量增加,但耐水压先增加后下降。加入TMP后,分子链交联成网状结构,力学性能与耐水压提高,然而,TMP含量大于0.8%时,交联程度过高,耐水压降低。乳化后,加入乙二胺可以与预聚体中残留的-NCO反应生成脲基的极性强,微相分离程度增加,耐水压和透湿量增大,扩链程度大于60%时,与分子链中氨基甲酸酯再次发生交联反应,过度的交联导致涂层织物手感变差。