1、水性聚氨酯具有無污染、機械性能優(yōu)良、安全可靠、易于改性、生物相容性好等優(yōu)點。溶劑型聚氨酯樹脂已逐步被水性化的聚氨酯取代，水性聚氨酯成為聚氨酯工業(yè)發(fā)展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應用在膠粘劑、涂料、皮革涂飾劑、整理劑與織物涂層、纖維表面處理劑和紙張表面處理劑?？墒?，聚氨酯水性化以后將會導致使膠膜的耐水性變差，并且水性聚氨酯的耐候性和保光澤性還不夠好，這些弊端大大阻礙了水性聚氨酯材料在各個領域的推廣和應用。因此，對水性聚氨酯進行改性就顯得格

2、外的重要。目前，常用的改性方法有丙烯酸改性、納米改性、環(huán)氧改性、有機硅改性以及有機氟改性等。聚丙烯酸酯具有優(yōu)異的耐水性、耐候性和保光性，并且價格低廉，正好可以彌補水性聚氨酯耐水性不足。納米二氧化硅是具有高強度、穩(wěn)定性好、疏水性好等特點的無機材料，可以彌補水性聚氨酯耐水性的不足，本文主要采用納米二氧化硅和丙烯酸酯對水性聚氨酯進行改性，本文主要內容分為三部分:
　　(1)原位聚合法聚氨酯-丙烯酸酯/納米SiO2復合乳液的制備及性能測試

3、首先采用溶膠-凝膠法制備納米二氧化硅(SiO2)溶膠，經過γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)進行改性后，與丙烯酸酯單體（BA和MMA）及雙鍵封端的水性聚氨酯(WPU)進行自由基共聚反應，制備得到聚氨酯-丙烯酸酯/納米SiO2復合乳液(S-SPUA)。采用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)和透射電子顯微鏡(TEM)對共聚物組成、乳膠粒的形態(tài)進行表征，拉伸實驗、掃描電鏡(SEM)和熱重分析分別研究了S-SPUA膠膜的力學性能、

4、表面形貌和熱性能。結果表明，隨改性納米SiO2質量分數的增加，膠膜的力學性能和熱穩(wěn)定性均明顯改善，當改性納米二氧化硅含量為8.0wt％時，膠膜的最大熱失重速率對應溫度為413℃，吸水率4.1％，拉伸強度17.7MPa，邵A硬度達到93。
　　(2)溶膠凝膠法聚氨酯-丙烯酸酯/納米SiO2復合乳液的制備及性能測試首先用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)作為硅烷偶聯(lián)劑，用正硅酸乙酯(TEOS)作為體系的前驅物，然后采用

5、溶膠-凝膠法制備聚氨酯-丙烯酸酯/納米SiO2復合乳液(G-SPUA)。傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)和透射電子顯微鏡(TEM)對共聚物組成、乳膠粒的形態(tài)進行表征，以拉力機、掃描電鏡(SEM)和熱重分析儀分別對G-SPUA膠膜的力學性能、表面形貌和熱性能進行了測試。結果表明，隨正硅酸乙酯質量分數的增加，膠膜的力學性能和熱穩(wěn)定性均明顯改善，當正硅酸乙酯含量為8.0wt％時，膠膜的最大熱失重速率對應溫度為416℃，吸水率5.8％，拉伸強度

6、16.8MPa，邵A硬度達到94。
　　(3)不同離子型聚氨酯/納米SiO2復合乳液的制備及性能測試分別采用2，2-二羥甲基丙酸(DMPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)和非離子聚醚二元醇(YMER N-120)這三種親水單體合成陰離子(ASPU-15)、陽離子(CSPU-15)和非離子型(NSPU-15)聚氨酯/納米SiO2的復合乳液。采用粒徑分析、SEM、FT-IR、DSC、TGA、XRD和拉伸性能測試等對三種復合材料的乳液狀

7、態(tài)、膜結構和性能進行表征，討論了正硅酸乙酯(TEOS)含量對乳液狀態(tài)及膠膜性能的影響。結果顯示，非離子型聚氨酯/納米SiO2的復合乳液的乳液粒徑較大;結晶性強度大小的趨勢為:NSPU-15＞CSPU-15＞ASPU-15;拉伸強度大小和邵氏硬度大小:ASPU-15＞CSPU-15＞NSPU-15;陰離子型和陽離子型水性聚氨酯/納米SiO2的復合膠膜的力學性能、熱學性能和耐水性較好，非離子型水性聚氨酯/納米SiO2的復合膠膜的柔順性和耐酸