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力强、硬度高、柔韧性好、透气性好、不燃等优点,因此可由于涂料、皮革、油墨、纺织、胶黏剂、建筑材料等领域,另外也可用于特种功能材料。但是水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯相比,耐水性、力学性能、耐热性能还有不足之处,所以为了提高水性聚氨酯的综合性能,合成了性能适合的水性聚氨酯,并用几种含羟基的纳米粒子对其进行改性。用IPDI、PTMG为原料,以DMPA、BDO、乙二胺为扩链剂,以TEA为中和剂,制备了阴离子型水性聚氨酯,并研究了预聚物中-NCO/-OH的比值、DMPA的用量、中和度的大小对产物胶膜的影响。结果表明:预聚物中-NCO/-OH增大,胶膜的硬度增加,强度增大,但稳定性变差,当-NCO/-OH比值过大则会使WPU不稳定影响其成膜,本实验选用-NCO/-OH的值为1.4;DMPA含量增加,WPU乳液粘度增加,分散性能变好,耐水性变差,乳液逐渐变得稳定透明。同时胶膜的拉伸强度增加,断裂伸长率下降,实验中得到的理想DMPA含量在5%左右。乳化过程中乳液的中和度增大,分散性变好,稳定性升高,但固含量随之下降,当中和度过大时,乳液会产生凝胶破乳现象。实验中得到的理想中和范围在90-100%之间。为了制备综合性能良好的WPU,向合成的WPU树脂中加入MMT粒子进行纳米复合改性,由于无机纳米MMT表面能很高,在机械混合过程中容易产生团聚,影响其使用。以TEOS为原料制备了SiO2表面修饰MMT粒子,并使用KH550对其进行有机化。使用FT-IR、XRD等测试手段证明了改性后MMT粒子层间距变大,表面增加了有机基团。通过SEM、力学测试、TGA、DSC等测试手段证明了改性后的MMT粒子加入到WPU乳液中可以改善MMT与基体的相容性,并有效的改善了WPU的力学性能、耐水性及耐热性。为了能够同时对WPU起到增强增韧效果,采用了一种新型含羟基无机纳米管HNTs粒子。并分别以KH550、PEG1000、硝酸铈水合物为改性剂,对无机纳米管HNTs进行了偶联剂改性、插层改性、表面配位改性等处理,与水性聚氨酯复合,制备了几种不同的WPU/HNTs纳米复合材料,并通过FT-IR、XRD、SEM、TG、DSC及力学性能测试等研究了复合材料的结构形态、力学性能、耐热性及耐水性。结果证明改性后的HNTs粒子可以在树脂中的分散性得到了改善,并有效的改善了WPU的力学性能、耐水性及耐热性。