水性聚氨酯(WPU)是一种绿色环保型产品,以其优异的耐寒性、耐磨性和粘弹性等著称,广泛应用于油墨、涂料、胶粘剂和生物等领域。聚氨酯本身极难分散于水中,引入亲水基团是使其实现水性化的有效方法,但与此同时,也导致了WPU的耐水性和耐溶剂性受到严重影响。为了弥补WPU的不足之处,本文引入了改性剂含氟丙烯酸酯以及环氧树脂对其进行改性。以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要单体,季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为接枝剂,甲基丙烯酸八氟戊酯(FA)为改性剂,得到一系列含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯(WPUFA)乳液,探究了WPUFA性能受PETA含量和FA含量的影响。研究发现,随着PETA含量的不断增加,胶膜的拉伸强度升高至15.96 MPa,吸水率降低至16.94%。乳液的粒径在PETA含量为聚氨酯预聚体中剩余-NCO摩尔质量的40%时最小。FA的加入不但使乳液粒径增加、粘度下降,而且提升了胶膜的拉伸强度、耐水性、玻璃化转变温度与结晶度。此外,分别将甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、三羟甲基丙烷二烯丙基醚(TMPDE)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)作为接枝剂引入WPUFA中,对比了接枝剂的种类对WPUFA性能的影响。测试发现,使用PETA合成的乳液粒径最大,为79.6 nm,胶膜的拉伸强度最高,为11.32 MPa,吸水率最小,为22.40%,使用HEMA合成的乳液粒径最小,为72.0 nm,胶膜的拉伸强度最小,为7.41 MPa,使用TMPDE合成的胶膜吸水率最高,为28.87%。然而,单一使用FA改性WPU并不能满足多领域的需求,本文在二元改性的基础上引入了双酚A型环氧树脂(EP)进行三元改性,合成一系列含氟丙烯酸酯/环氧树脂复合改性水性聚氨酯(EWPUFA)乳液,以达到进一步改善性能、拓宽应用领域的期望。研究了EWPUFA乳液及胶膜性能受EP种类与E-44含量的影响。测试发现,加入不同种类的EP后,当EP环氧值越大时,对应的乳液粒径越小,胶膜的吸水率与接触角越大,拉伸强度越小。当加入环氧值适当的E-44后,随着E-44含量的增加,乳液的粒径增大至201.4 nm,胶膜的拉伸强度与热稳定性得到提升,接触角下降至82.4°,吸水率下降至6.40%,结晶度也不断下降。在FA与E-44复合改性WPU的基础上,合成了交联型EWPUFA-C、自交联型EWPUFA-S和非交联型EWPUFA-N三种不同内部结构的EWPUFA乳液。研究发现,EWPUFA-C乳液的粒径最小,为104.9 nm,EWPUFA-C和EWPUFA-S胶膜的力学性能和热稳定性高于EWPUFA-N胶膜,而吸水率与接触角低于EWPUFA-N胶膜。