聚氨酯指的是一类非常广的高分子聚合物,它的组成和结构能在一个非常大的范围内变动,因此它没有十分确定的结构性能模式.然而所有的聚氨酯都由相同的原理制备而成,因此,从纯化学的角度来说聚氨酯材料具有非常相似的化学组成,但是它同时也具有多种物理机械性能,被广泛的用于多种场合.水性聚氨酯以水为分散介质,不含或只含极少的有机溶剂,对环境几乎没有污染,受到人们的青睐.目前已在涂层整理、皮革涂饰、胶粘剂、建筑涂料和木器等众多领域得到广泛应用.该课题采用预聚体法合成了聚酯型和聚醚型单组分水性聚氨酯,并且引入内乳化机理,在合成聚醚型水性聚氨酯的基础上加入内交联剂进行改性.首先,通过一系列平行实验对水性聚氨酯合成工艺进行了全面地考察.研究了合成原料的预处理、制备方法、制备温度、催化剂用量对合成水性聚氨酯的影响,进而得到合成水性聚氮酯的最佳工艺.在参阅有关文献资料的基础上,确定合适的影响因子,利用正交实验合成了两个系列的聚酯型水性聚氮酯,一是用1,4一丁二醇扩链的,另一个系列是用乙二胺扩链.探索了DMPA用量对聚氮酯水分散体系乳液性能,以及对涂膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸水率的影响,还考察了成盐度对乳液性能的影响以及二异氰酸酯与低聚二醇的比值对漆膜物理机械性能的影响.在改性阶段,用聚醚多元醇合成了系列聚醚型水性聚氨酯,并在此基础上用三官能度的三羟甲基丙烷(TMP)作为内交联剂合成了一系列的改性水性聚氨酯.不但考察了交联剂TMP用量对涂膜力学性能与耐介质性能的影响,而且还研究了对水性聚氨酯影响较大的NCO/OH值对改性水性聚氨酯涂膜力学性能的影响.最后,在分析和比较的基础上,得出合成具有最佳性能的水性聚氨酯的配方及反应条件,为工业化生产提供了依据.