随着科技的进步,涂料行业高速发展,涂料不再只局限于保护、装饰。随着保护环境、节省能源不断深入人心,传统的涂料已经无法满足人们的需求,新一代的功能型、无污染的水性涂料应运而生。通过对水性聚氨酯(WPU)涂料进行改性,赋予其新的功能,比如防霉、防污、杀菌、保温等,已经成为涂料行业的热点。本文对水性聚氨酯的制备工艺、二氧化硅负载纳米银抗菌剂的制备、二氧化钛光催化剂的制备及在涂料中的应用进行了研究。以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇-1000为原料,1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,通过丙酮自乳化法制备水性聚氨酯乳液。改变原料的配比以及制备条件,探究原料加入量对聚氨酯乳液性能的影响以及制备水性聚氨酯乳液的最佳工艺条件。实验结果表明:丙酮自乳化法下制备水性聚氨酯乳液要严格控制反应装置的密闭性,阻止丙酮过量的挥发。预聚法得到的乳液的性能优于一锅法。原料最佳配比为:R01.3,DMPA6%,BDO 3.5%,乙二胺(EDA)0.054%,H20 60%。在该配比下制备的水性聚氨酯固含量高、耐水性强、综合性能较为优异。以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,采用溶胶-凝胶法在氨水催化下制备树枝状介孔二氧化硅微球。以该微球为载体,原位负载纳米银制成抗菌剂,在水性聚氨酯的制备过程中添加入该抗菌剂。通过抗菌实验测试该抗菌剂的最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)以及最佳的添加量。实验结果表明:硅烷结构助剂和乙醚的加入对树枝状孔道的生成是至关重要的,没有添加乙醚和硅烷结构助剂,树枝状孔道难以生成。纳米银负载到该树枝状介孔二氧化硅的MIC在3.16～3.95 mg.L-1之间,MBC为6.32 mg.L-1,优于纯纳米银。制备的二氧化硅负载纳米银/水性聚氨酯抗菌涂料具有良好的抗菌效果,在不影响涂料性能的情况下,抗菌剂的最佳添加量在0.6～0.9%之间。以氮化钛(TiN)为钛源,浓硫酸为溶剂,水热法一步合成氮掺杂二氧化钛(N-Ti02),并在水性聚氨酯的制备过程中添加入该光催化剂。实验结果表明:140℃下反应制备的二氧化钛为锐钛矿型,其N元素为间隙掺杂。氮掺杂/水性聚氨酯(N-Ti02/WPU)自清洁涂料能够降解亚甲基蓝,具有光催化活性,和自清洁的功能。通过涂膜的接触角实验可知:光催化剂N-Ti02的最佳添加量为0.3%。