近年来，随着工业的快速发展，环境污染问题越来越引起人们的注意，世界各国正在采取严厉的措施限制挥发性有机化合物(VOC)的排放，绿色材料已经成为材料研究与开发领域的主流。正是适应这一潮流，水性聚氨酯涂料才被广泛的研究，并已经在许多方面得到了应用。尽管研究水性聚氨酯的结构与性能的文章很多，但到目前为止，功能性的聚氨酯涂料方面的研究却很少见报道。本论文研究工作涉及聚氨酯涂料的多个领域，都是建立在功能性的理论基础上的，通过本体和溶液聚合引入新的功能团，使水性聚氨酯涂料具有特殊的性能并用于特殊的场合，本文的主要内容包括以下三个方面：(1)水性聚氨酯分散蓝-14色漆涂料(PU-DB14)的制备与表征通过改性的丙酮法合成一种新型的水性聚氨酯分散蓝-14涂料，并用FTIR、UV-Vis、TEM进行研究。a．在PU-DB14的FTIR中可以明显看到分散蓝-14的羰基吸收峰，说明分散蓝-14已经被嵌入聚氨酯链段中。b．在PU-DB14涂料的透射电镜图中，出现了一种叶脉状特殊的分子聚集状态，这种状态在有关聚氨酯的文献中很少报道。这主要是PU-DB14链中含有的疏水基团和亲水基团在链段中的分布不均匀，从而破坏了水性聚氨酯分散蓝色漆链在水中的双电子层的结构。最终使PU-DB14在水溶液中成叶脉状。c．在UV-Vis光谱中，PU-DB14高分子色漆与分散蓝14小分子染料相比，可以明显的看出PU-DB14高分子色漆在520nm和765nm处新增了两个吸收峰。这说明了采用逐步聚合丙酮法合成的高分子色漆与合成前的染料单体吸收波长发生了显著的变化。由此可见，染料的吸收光波长和由此而显示的染料分子自身的颜色不仅与染料分子本身结构有关，而且与染料分子所处的化学环境有关。d．从NCO与聚醚OH物质量比对胶膜性能的影响看，随着NCO与聚醚-OH摩尔比的增大，膜的拉伸强度增大，成膜变硬。断裂伸长率随NCO与聚醚-OH摩尔比的增大而降低。(2)抗菌性水性聚氨酯涂料的制备与表征a．从红外光谱分析图上可以看出，NCO基与OH全部反应生成氨基甲酸酯基，N，N-二乙醇胺已经接入到聚氨酯链段中，完成了对聚氨酯的封端和季铵化。b．从抗菌效果的分析上看，完成了对聚氨酯的季铵化，并且有一定的抗菌效果，从大肠杆菌抗菌效果的影响可以看出随着氨基含量的增加，抗菌效果是增加的，但当氨基含量达到0.8％后，抗菌效果增加的趋势变缓。从氨基含量对黑曲霉大肠杆菌抗菌效果的影响可以看出，随着氨基含量的增加，抗菌效果也是不断增强的。但综合材料在实际的应用中，从其耐水性和反应工艺难易方面考虑，材料在氨基含量达到1.0％时，其各方面的综合性能最好，且这时的抗菌效果基本上能达到一般的抗菌效果。c．从抗菌材料乳液粒子的透射电镜图可以看出粒子结构近似球型，并且分散的比较好，没有粒子间的粘结和聚集，从一定程度上也反映出粒子在乳液中能够稳定存在，不容易产生凝胶，而且由于分散的比较好，其成膜也非常好，材料的机械强度比较均匀。(3)导电聚氨酯涂料的制备与性能研究以自制的NCO封端的聚氨酯和自制的聚苯胺共聚，采用互穿网络的方法，合成了聚氨酯／聚苯胺抗静电材料，应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、TEM对产物进行了表征，同时探讨了聚苯胺含量的变化对材料体积电阻率、耐热性能以及材料机械性能的影响。研究发现：a．随着聚苯胺含量的增加，材料的体积电阻率降低，当PAni质量分数达到5％时，该材料的体积电阻率作为抗静电材料使用，可以满足要求。b．红外谱图分析表明NCO与PAni中的NH反应完全，确实形成了一定程度的网状交联。c．PAni的引入增加了材料的热稳定性。随着聚合物中聚苯胺含量的不断增加，材料的拉伸强度呈逐渐增大的趋势，材料的硬度也在增加。d．从PAni／PU扫描电镜图中可以清晰地看到聚苯胺微粒，凸出的部分是PAni形成的晶区，这说明该PU／PAni复合材料中有以晶体形式存在的PAni。