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随着世界各国对环保以及国民身体健康的重视,溶剂型涂料使用受到限制,水性涂料因其具有环保、物美价廉、技术日益成熟等优势,已经成为全球涂料发展的一个主导方向,越来越受到人们的重视。水性聚氨酯涂料以其环保、高性能、分子结构和大小可灵活调整等优点,日益成为研究和应用的热点和重点。然而,传统水性聚氨酯涂料存在易黄变、固含量低、耐水性差等缺点,因此需要对其进行有效的改性。本文以己二异氰酸酯(HDI)三聚体、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-20),甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为原料,采用丙酮法合成了性能稳定、耐黄变的丙烯酸酯改性水性聚氨酯分散体(PUA)。研究了NCO/OH(初)摩尔比、NCO/OH(总)摩尔比、HDI三聚体/TDI摩尔比、DMPA含量、E-20含量、MMA含量等因素对水性PUA分散体性能的影响。确定的最优配比如下:NCO/OH(初)摩尔比为11～13,NCO/NCO(总)摩尔比为1.2～1.4,HDI三聚体/TDI摩尔比为10.5%左右,DMPA/PU百分比为6%～7%,E-20/PU的百分比为3%～5%,MMA/PU的百分比为20%。此外,本文还以聚酯二元醇(PBA)和N220、HDI、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、BDO、DMPA、E-20等为原料合成了高固含量低粘度的WPU分散体,该分散体的固含量在45%以上。研究表明,采用分子量为2000的聚酯作为软段,当NCO/OH(总)摩尔比为1.35～1.50、聚醚/聚酯比例为1:4、HDI/IPDI摩尔比为1:3、采用冰水分散易制得高固含量低粘度的WPU分散体,该分散体具有假塑性流体的特征。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、马尔文粒度仪、差热扫描量热仪(DSC)、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和最低成膜温度测试等对HDI三聚体复合改性的WPUA和高固含量低粘度的WPU分散体进行了表征,结果表明HDI三聚体复合改性的WPUA分散体具有明显的核壳结构,以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳;而高固含量的WPU分散体具有良好的耐热性和耐低温性能。