常温固化耐磨涂料由于兼有良好的抗腐蚀作用与优异的机械耐磨性能，同时也节约了一般涂料加热固化所需的能源，已成功地应用于复杂的动态工作环境中，发展前景相当广阔。随着人们环保意识的日益加强，使水性涂料取代溶剂型涂料成为一个重要的发展方向。 本课题以合成丙烯酸改性水性聚氨酯为成膜物质，通过添加一些耐磨填料对其进行机械改性，并加入助剂，制得常温固化且具有优良耐磨性的涂料。 采用自乳化法合成丙烯酸改性水性聚氨酯分散体(WAPU)，其合成过程包括：采用2,4-二甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙烯氧化二醇(PPG,Mw=1000)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应得到端异氰酸酯基的聚氨酯，并用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对其完全进行封端，再用三乙胺(TEA)对体系进行中和，然后将其乳化在水中得到水性聚氨酯预分散体。加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)，在偶氮二异丁腈(AIBN)的引发下，使其中的双键与水性聚氨酯预分散体中的双键发生聚合。同时研究了其合成和影响其部分性能的因素，对其结构进行了表征。 实验确定了分散体稳定存在的反应最佳工艺条件为预聚时间60分钟、预聚温度为80℃；亲水改性时间为60分钟、亲水改性温度为76℃；封端反应时间为60分钟、封端反应温度为76℃；中和时间为45分钟，中和温度为30℃；乳化时间为30分钟，乳化温度为30℃；共聚反应条件为70℃2小时，90℃1小时。实验发现：当Ri=n[-NCO]/n[-OH]为1.2～1.4时，产品稳定性较好，当Ri＞1.4时，产品稳定性下降，开始出现分层。当DMPA含量为6％时，中和度为100％，乳液的性能较好。透射电镜(TEM)表明WAPU粒子粒径在0.3μm～2.μm，且具有核壳结构。红外图谱表明WAPU存在明显的氢键行为。示差量热扫描(DSC)分析表明，丙烯酸改性水性聚氨酯的温度适用范围为-72℃～128℃，可作为常温固化涂料的成膜树脂。 利用丙烯酸改性水性聚氨酯为成膜树脂，添加碳化硅、二氧化钛、二硫化钼等耐磨减磨填料，采用NDZ-311W螯合性钛酸酯偶联剂对填料及偶联剂进行偶联，通过L9(43)正交实验设计和极差分析对配方进行优化。实验表明：以丙烯酸改性水性聚氨酯10g为基准，当碳化硅质量为0.8g，二氧化钛为0.8g，二硫化钼质量为0.3g，NDZ-311W含量占填料总质量的1％，即0.019g时，涂层的性能最佳。最优配方的性能指标为：粘度为16s；硬度为4H；附着力为95％；耐磨性为5.26mm；表干时间为5h，实干时间为36h；在5％的盐酸，15％的氢氧化钠中浸泡半个月，涂层无气泡、脱落现象。