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水性聚氨酯以水为介质,被广泛应用于胶黏剂、涂料、油墨等领域。近年来,随着人们环保意识的逐渐提升和国际环保法规的日益完善,水性聚氨酯代替溶剂型聚氨酯已经成为不可更改的趋势。本文主要针对目前水性聚氨酯胶黏剂普遍存在固含量低、粘结性能差等弊端,通过合理的原材料选择、配方设计以及合成工艺制得固含量较高、粘结性能好的水性聚氨酯胶黏剂,并对水性聚氨酯配方设计和合成工艺对乳液性能的影响展开了研究。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为主要基本原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,三羟甲基丙烷(TMP)为小分子扩链剂,采用逐步预聚法,制备水性聚氨酯乳液。研究了总R值(n-Nco/n-oH).软段类型、PPG/PBA摩尔比、亲水单体DMPA含量、TMP含量、硬段含量等配方因素和预聚温度、时间、中和方式以及合成、乳化工艺等工艺因素对水性聚氨酯乳液及所成胶膜力学性能的影响。结果表明：当总R值(n-NCo/n-oH)在1.10～1.35,软段采用聚丙二醇(PPG)和聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)的共混,PPG/PBA摩尔比为1：l,DMPA含量为4%,TMP含量为2%,硬段含量40%,预聚反应温度和时间分别是：第一阶段IPDI与PPG、PBA在90℃左右反应3h；第二阶段初聚物与DMPA在80℃左右反应2h；第三阶段预聚物与TMP在70℃左右反应1h。采用前中和、后加胺(EDA)扩链等工艺,加油分散法制备得到水性聚氨酯乳液固含量达48.8%、平均粒径为127.5nm且分布较窄、粘度较小、储存稳定性好。乳液所成胶膜力学性能好且吸水率低,适宜作为制备胶黏剂。本研究课题通过上述内容的研究,得出一些结论：1、亲水单体DMPA含量对乳液粒径和粘度有决定性的影响,其用量应该在确保乳液稳定性的前提下尽可能地少,本实验最后发现DMPA含量在4%左右为佳；2、硬段含量在40%左右,此时水性聚氨酯乳液最合适用于胶黏剂；3、通过混合聚酯和聚醚的方法合成了固含量在45%以上的一系列乳液,发现当PPG/PBA摩尔比在1：1时,制得的乳液效果较好。4、在合成水性聚氨酯预聚体时,加入2%的三官能团单体(TMP),在扩链的同时还能引入适量的交联结构,提高了乳液的交联密度和平均分子量,降低了胶膜的吸水率,提高了其作为胶粘剂的粘结剪切强度。5、通过傅立叶红外光谱(FTIR).马尔文粒度仪、和凝胶渗透色谱(GPC)等对水性聚氨酯乳液进行了表征,结果表明聚合反应生成了水性聚氨酯结构,乳液平均粒径为127.5nm且分布较窄,平均分子量为3.8x104。