聚氨酯（PU）涂层具有优异的功能性和保护性,已广泛应用于诸多领域。当PU涂层受外力作用而出现损伤或裂纹时,其作用会被削弱,甚至产生安全隐患。因此,赋予PU涂层自修复特性则能显著地提升其可靠性,并延长其使用寿命。基于PU的合成及其涂层的制备原理,将异氰酸酯微胶囊包埋在PU中,利用PU涂层破损后渗出的异氰酸酯与水的反应,则可实现涂层的自修复。然而,异氰酸酯与水的反应会生成CO2气体,导致PU涂层在制备或自修复过程中产生大量气泡和针孔,严重地影响涂层的自修复效果和性能。因此,消除PU涂层制备或传统的异氰酸酯型微胶囊在PU涂层自修复过程中产生的气泡,对于构筑在自然环境中可自修复的高性能PU涂层具有极其重要的意义。为了解决上述问题,我们提出利用噁唑烷类化合物极易与水发生无副产物的开环反应的特性,设计与合成噁唑烷修饰的异氰酸酯化合物以及包封这一化合物的微胶囊,并将其用于构筑湿固化的PU涂层和湿气触发型自修复PU涂层的研究思路。通过对所制备的PU涂层的化学组成、微观形貌结构、热稳定性、力学性能和自修复行为等性能的表征、测试和对比分析,建立了涂层的组成-结构-性能之间的构效关系;通过考察所制备的湿气触发型自修复PU涂层的裂纹扩展-自修复过程,揭示了其自修复机理。研究结果可望为构筑性能优异的湿气触发型PU涂层奠定坚实的理论和实验基础。本工作的主要研究内容及其结果如下所述。（1）利用极易与水反应的噁唑烷化合物2-异丙基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷（IHO）与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）的反应,成功地合成了含噁唑烷基团的活性异氰酸酯化合物IPDI-IHO;将3～10 wt%的IPDI-IHO与由聚醚二元醇（PPG）与二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）反应而制得的聚醚型单组分PU预聚体（SPU）混合,再经涂覆和湿固化,制得了一系列组成不同的以IPDI-IHO为潜固化剂的湿固化SPU涂层。研究表明,与不含IPDI-IHO的SPU对照涂层相比,所制备的含潜固化剂IPDI-IHO的SPU涂层的气泡和针孔明显地减少,力学性能和耐热性均有显著的提高,其热分解温度均可达到307℃,比对照涂层提高了约34℃,并表现出一定的自修复能力。当IPDI-IHO用量为8 wt%时,所制备的SPU涂层的力学性能最佳,其拉伸强度为3710 k Pa,断裂伸长率为600%,分别比对照涂层提高了347%和185%。（2）采用Pickering乳液模板法,以反应高效的巯基-烯点击化学法合成壳层部分的聚硫脒网络,以IPDI-IHO和IPDI混合物为芯材,在10 min内制备出微胶囊;再将5～25 wt%的微胶囊分别包埋于PU涂层中,制得一系列组成不同的湿气触发型自修复PU涂层。研究结果表明:IPDI-IHO微胶囊外观呈现标准圆球状,粒径分布不均,在100～200μm之间。芯材受微胶囊壳层保护,耐热性能和耐腐蚀性能均有显著的提高,其起始热分解温度可以达到157℃,比未包封之前提高了约47℃,经14天盐水浸泡,芯含量仅下降到44.5%,降低了6.2%。当填埋的微胶囊用量为20 wt%时,湿气触发型自修复聚氨酯涂层的各方面性能最佳,其中自修复能力最为突出。当涂层处于湿度为80RH的修复环境修复12h时,其修复面积高达90%以上,并且修复之后涂层的拉伸强度和断裂伸长率会恢复90%以上;当涂层浸泡在水中14天后,设置同样的修复环境,其修复面积可达75%以上;当自修复聚氨酯涂层放置在常温常湿的环境中3个月,修复面积仍然可以达到70%以上。