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聚氨酯（PU）在人造革、胶粘剂、涂料等领域应用广泛,但传统的PU制备大多采用易挥发的有机试剂,对环境造成污染的同时危及人类健康。近年来,由于国内外对环境保护的重视,迫使传统的溶剂型PU逐步向水性化转型,多功能水性聚氨酯（WPU）材料的制备已成为研究热点。WPU相比溶剂型PU,在耐候性、耐水性等方面有所欠缺。研究者们针对WPU的缺陷,采用了多种方法对WPU进行改性,提高WPU性能。本文主要对TDI/IPDI型WPU的合成及纳米氧化物、环氧树脂改性的WPU进行了研究。研究内容如下:（1）TDI/IPDI型WPU的制备及性能研究。采用甲苯二异氰酸酯（TDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）合成TDI/IPDI型WPU,对涂膜的硬度、耐热性、耐水性等性能进行研究。其中TDI/IPDI型WPU涂膜硬度相比IPDI型WPU涂膜由HB提高到H,耐热性能相差不大,耐水性能随DMPA含量增大而减弱。确定了最优的合成条件为TDI/IPDI摩尔比=3∶7,R=4.0～4.5,DMPA含量为5.1～5.8%。（2）纳米Si O2改性WPU的制备及性能研究。通过原位聚合法得到纳米Si O2改性WPU（TDI–Si O2/WPU）。确定了合成TDI–Si O2/WPU乳液的优化条件为R=4.5、DMPA含量为6.5%,Si O2最优添加比例为0.75%。改性涂膜相比纯WPU涂膜硬度由H提高到2H,耐热性能最大提高了45.91℃,吸水率由28.32%降至18.86%,防腐蚀性能方面相比纯WPU涂膜阻抗模值由4.04×105?提高到了8.79×105?,Ecorr从-0.498V增加到-0.399V,Icorr从1.032×10-6 A/cm2降低到2.558×10-7 A/cm2。（3）纳米Zn O改性WPU的制备及性能研究。在乳化阶段采用物理混合改性法,制备了纳米Zn O改性水性聚氨酯（Zn O/WPU）。纳米Zn O最优添加比例为0.5%,所制备的涂膜相比纯WPU涂膜硬度提高到2H,吸水率降至16.52%,耐热性能相差不大。防腐蚀性能方面,改性后的涂膜阻抗模值达到1.42×106?。（4）纳米Zn O/环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及性能研究。采用接枝共聚法,制备了环氧树脂改性水性聚氨酯（EWPU）。在EWPU合成乳化阶段采用物理混合法,制备了纳米Zn O/环氧树脂混合改性水性聚氨酯（Zn O/EWPU）。实验发现环氧树脂最优添加比例为8%,纳米Zn O最优添加量为0.5%,改性后的涂膜吸水率最低降至14.82%,硬度为2H～3H,阻抗模值最高为4.07×106?。