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长期以来,醇酸树脂一直是我国用量最大的合成树脂之一,最高时曾达到了合成树脂总用量的90%。醇酸树脂涂料具有原料来源丰富且天然可再生、漆膜丰满、合成工艺成熟、施工简单、与其他树脂的混溶性好、配方可控性大等优点,是应用最广的工业涂料和建筑涂料品种之一。但是,水性醇酸树脂存在着干燥性差、硬度不够、耐水性差、贮存稳定性差和耐候性差等缺点。本论文旨在制备具有较好的干燥性能、贮存稳定性、力学性能、表面性能和热稳定性的水性醇酸树脂。为此,本文开展了以下几个方面的研究:(1)以豆油(SO)、三羟甲基丙烷(TMP)、邻苯二甲酸酐(PA)为原料,通过醇解、酯化等反应制备出一种醇酸多元醇低聚物(AR-doil),然后与异佛尔酮异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙烷(DMPA)等连续反应制备出一种聚氨酯改性水性醇酸树脂(WPAU)。(2)研究了不同AR-doil对WPAU性能的影响。结果表明:亚麻油基WPAU的分子结构中含有较多的不饱和双键,其胶膜在干燥过程中因过度吸氧自交联导致力学性能大大下降,棕榈油基WPAU的碘值低,表干慢、力学性能不足,豆油基WPAU胶膜则呈现出良好的综合性能;当TMP/SO摩尔比过大时,AR-doil支化度高,这降低了WPAU胶膜的力学性能;当醇超量过大时,WPAU胶膜变得硬而脆;当酸值较高时,WAPU乳液的稳定性很差。TMP/SO摩尔比为2.05、醇超量r为20%~30%、酸值为5~7 mgKOH·g-1的醇酸多元醇所制备出的WPAU具有更好的乳液稳定性、更佳的胶膜力学性能和表面性能。(3)研究了DMPA含量、n(NCO)/n(OH)、EDA含量对WPAU性能的影响。结果表明:增大DMPA含量,乳液粒径变小,稳定性变好,但是增大了胶膜的表干时间和降低了耐水性;减少n(NCO)/n(OH)值,WPAU胶膜吸水率降低,但是力学强度变差;EDA含量过大,WPAU乳液外观变差,粒径变大,附着力变差,硬度变高,贮存稳定性降低。当DMPA含量为5%、n(NCO)/n(OH)为1.15~1.2、EDA含量为1.4%~1.6%时,WPAU具有较好的乳液性能、胶膜力学性能和表面性能。(4)对WPAU乳液进行了聚硅氧烷(PDMS)改性研究。首先探讨了PDMS加入顺序对WPAU乳液稳定性的影响。然后研究了聚硅氧烷的种类对PDMS-WPAU性能的影响。结果表明:羟基聚硅氧烷与WPAU的相容性极差,虽然其改性后的WPAU胶膜的表面性能较好,但是由于体系内过度的微相分离造成其胶膜力学性能变差,满足不了正常使用的性能需求;由于羟基聚醚聚硅氧烷分子链上含有大量的亲水基团醚键(-C-OC-),所以其改性后的WPAU胶膜的吸水率偏高;羟丙基聚硅氧烷与WPAU的相容性较好,其改性后的WPAU粒径为106nm、贮存稳定性较好,胶膜的拉伸强度8.1MPa、断裂伸长率356%、吸水率4.3%、水接触角104°、表面自由能为24.2mN·m-1,具有较好的力学性能和防水抗污性。(5)研究了羟丙基聚硅氧烷(Mn=1000)的用量对PDMS-WPAU性能的影响。结果表明:过量的羟丙基聚硅氧烷使体系内的微相分离过度,造成其胶膜力学性能和乳液稳定性快速下降。当羟丙基聚硅氧烷含量为6%时,胶膜综合性能最佳。羟丙基聚硅氧烷用量的增大对胶膜的耐热性提高明显,软段耐热性的增幅较硬段明显。(6)研究了PDMS-WPAU胶膜的微观形貌。结果表明:羟基聚硅氧烷与WPAU的相容性比其他聚硅氧烷差,分子量较大的聚硅氧烷与WPAU的相容性较差,过量的聚硅氧烷同样会降低其与WPAU的相容性。