水性聚氨酯由于聚氨酯的亲水性影响其胶膜的力学性能和疏水性,影响其涂层织物的拒水性和静水压,从而影响其在涂层领域应用的推广。为此,人们尝试对水性聚氨酯进行改性,以期提高其拒水性和静水压,进而提高水性聚氨酯在涂层领域的应用程度。蒋洪泉等人采用蓖麻油改性水性聚氨酯,通过蓖麻油的多羟基以及双键的氧化自交联,增加聚氨酯的交联度,提高了胶膜的力学性能;此外,通过蓖麻油引入了疏水基团,提高了胶膜的疏水性能。但是,胶膜表面的疏水性仍然没有达到涂层织物理想疏水的要求。华继军等人采用有机硅改性水性聚氨酯,研究表明引入的聚硅氧烷链段在改性聚氨酯成膜过程中易向表面迁移、富集,明显降低膜的表面能,从而较大地提高胶膜的耐水性。本文在上述前人研究的基础上,采用蓖麻油和有机硅协同改性水性聚氨酯,改善了水性聚氨酯胶膜的疏水性和机械性能。具体研究内容和结果如下:第一部分:蓖麻油改性水性聚氨酯的制备及其应用性能。为提高水性聚氨酯涂层织物的静水压,以异佛尔酮二异氰酸酯和聚醚210为原料,以蓖麻油(CO)为改性剂,2,2-羟甲基丙酸(DMPA)为亲水直链扩链单体,合成蓖麻油改性水性聚氨酯,并用于涤纶织物涂层整理。研究了CO和DMPA用量对乳液、胶膜性能的影响,优化了其涂层工艺条件,并测试了蓖麻油改性水性聚氨酯涂层织物的应用性能。结果表明:随着CO用量的增加,乳液粒径变大,分布变宽,外观由半透明变为乳白色,稳定性变差;胶膜的水接触角增大,吸水率降低,拉伸强度先增后降,断裂伸长率降低。随着DMPA用量的增加,乳液粒径变小,分布变窄,外观由乳白色变为半透明,稳定性变好;胶膜的接触角降低,吸水率增大,拉伸强度增大,断裂伸长率降低。当蓖麻油用量为7%、DMPA用量为4%时,改性乳液稳定,胶膜的水接触角为97.5°,吸水率为15.3%,拉伸强度27.5Mpa,断裂伸长率407%。涂层优化工艺条件为:涂层剂用量为10g/m2,焙烘温度为160℃,焙烘时间为90s。涂层织物的接触角达到114.2°,静水压为1.34Kpa,撕破强力为168.1N。涂层织物的研究表明:适量CO改性有助于水性聚氨酯涂层织物静水压的提高。第二部分:蓖麻油、双端羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及其应用性能。为进一步提高水性聚氨酯涂层织物的静水压,以异佛尔酮二异氰酸酯和聚醚210为原料,以蓖麻油(CO)和双端羟基聚硅氧烷(DH-Si)为改性剂,DMPA为亲水直链扩链单体,合成蓖麻油、双端羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯。研究了DH-Si用量以及相对分子质量对聚氨酯乳液、胶膜性能以及涂层织物性能的影响,分析测试了改性水性聚氨酯胶膜的结构、热稳定性,优化了涂层工艺条件,并测试了蓖麻油、双端羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯的涂层织物的应用性能。结果表明:随着DH-Si用量的增加,乳液粒径增大,分布变宽,乳液外观由透明变乳白色,稳定性变差;胶膜水接触角增大,吸水率降低;胶膜拉伸强度先增后降,断裂伸长率增大;涂层织物水接触角增大,静水压和撕破强力先增大后降低。随着DH-Si的相对分子质量的增加,乳液粒径变大,分布变宽,稳定性变差,胶膜的接触角增加,吸水率降低,胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率降低,涂层织物的接触角和静水压逐渐增大。当DH-Si的用量为8%时、相对分子质量在1695时,改性水性聚氨酯乳液性能稳定,胶膜的水接触角为116.3°,吸水率为13.75%,拉伸强度为28.9Mpa,断裂伸长率为870%。TG和DSC的分析表明:DH-Si改性后的水性聚氨酯的耐热稳定性增强。涂层优化工艺条件为:涂层剂用量为10g/m2,焙烘温度为160℃,焙烘时间为90s。涂层织物的接触角为138.03°,静水压为1.64Kpa,撕破强力为176.5N,涂层织物具有良好的疏水性、拒水性以及力学性能。相对未改性的以及蓖麻油改性的水性聚氨酯均有较大的提高。研究表明,采用蓖麻油、双端羟基聚硅氧烷为改性剂,通过适量的蓖麻油以及适量和适宜相对分子质量的双端羟基聚硅氧烷协同改性水性聚氨酯,改性水性聚氨酯胶膜的耐水性以及力学性能得到有效提高。以改性水性聚氨酯乳液对织物进行涂层整理,可以较好地改善涂层织物的接触角,静水压。蓖麻油与双端羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯是一种有效提高涂层织物静水压的涂层剂。