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目前,木器涂料市场上仍有大量的溶剂型木器漆存在,但是随着人们环保意识的日益增强和环保法规的日益严格,水性木器漆由于其无毒、不燃、低污染等方面的优点,越来越受到人们的关注和青睐。水性木器漆用树脂有水性丙烯酸酯(PA)乳液、水性聚氨酯(WPU)乳液、水性聚氨酯/丙烯酸酯(WPUA)复合乳液、水性环氧树脂等。近年来,研究者们利用PA和PU性能上的良好互补性,用化学共聚法合成了WPUA复合乳液,并且通过交联改性的方法提高乳液的综合性能。但作为高档水性木器漆用树脂,其涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性等性能仍嫌不够。因此,本文旨在用多重交联改性的方法进一步调整聚合物的分子结构,提高WPUA乳液及涂膜的综合性能;同时,在制备PU预聚体时以丙烯酸酯类单体为溶剂,摒弃了有机溶剂,实现了环境零污染。本文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),聚已内酯二元醇(PCL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、三羟甲基丙烷(TMP)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、三乙胺(TEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料,通过环氧树脂(E-44)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)多重交联改性,制备得到综合性能优异的WPUA复合乳液;探讨了工艺因素、主要原料、功能性单体及交联剂对WPUA乳液及涂膜性能的影响;并通过红外光谱、动态激光散射仪、透射电镜、热失重分析仪、原子力显微镜等对聚合物进行了表征;同时,通过涂膜硬度、附着力、耐冲击性、耐水耐醇性等性能测试,研究作为水性木器漆用树脂的一些应用性能,并选择最佳配方。结果表明:(1)工艺因素的影响:研究了预聚温度、预聚时间和分散转速对WPUA乳液及涂膜性能的影响,当预聚温度为80℃,预聚时间为2~3h,分散转速为3000r.min-1时,乳液外观透明,稳定性好,涂膜性能较好。(2)主要原料的影响:研究了-NCO/-OH摩尔比、DMBA用量、MMA/BA质量比、PU含量和中和度对WPUA乳液及涂膜性能的影响,当n(-NCO)/n(-OH)=1.2,w(DMBA)=3.1%,m(MMA)/m(BA)=4:1,w(PU)=55%,中和度为0.9~1时,WPUA乳液外观透明,涂膜力学性能、热稳定性、耐水耐醇性、硬度等性能优异。(3)功能性单体及交联剂的影响:研究了GMA用量、E-44用量、KH550用量和交联剂氮丙啶用量对WPUA乳液及涂膜性能的影响,最后确定了当w(GMA)=10.2%,w(E-44)=7.6%,w(KH550)=1.05%,w(AZ)=2%~3%时,乳液透明度较好,涂膜热稳定性和物理机械性能较佳。最终涂膜的吸水率低至3.3%,吸乙醇率为4.8%,初始分解温度和半分解温度分别为302℃和386℃,硬度达到2H,附着力0级,耐冲击合格,而且涂膜表面平坦规整。