随着环保法规的限制和人们环保意识的增强,减少溶剂型聚氨酯使用成为一个必然的趋势。水性聚氨酯克服了溶剂型聚氨酯有毒、易燃、异味、易造成污染等缺点,因而在胶粘剂、涂料、皮革、织物等很多领域得到广泛应用。然而,纯水性聚氨酯性能不佳,主要表现为对非极性基材润湿性差、粘接强度低、初粘力低等缺点,其应用受到限制。为了改善水性聚氨酯的性能,扩大应用领域,需要对其进行改性。 丙烯酸酯具有高机械强度、耐老化性、耐光性、耐水性的优点；环氧树脂具有较佳的粘接性能,高模量、高强度、低收缩率、耐热、耐水、耐溶剂性好；松香具有很好的初粘力。采用丙烯酸酯、环氧树脂、松香同时对水性聚氨酯进行改性,可制备出高性能水性聚氨酯。 本文以聚醚甲苯二异氰酸酯(TDI)、二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)为基料,以三羟甲基丙烷(TMP)为内交联剂,以环氧树脂、松香和丙烯酸酯作为改性剂,得到高性能水性聚氨酯复合乳液。研究了反应温度、反应时间、分散速度、NCO/OH初(总)摩尔比、DMPA、丙烯酸酯、松香、TMP的用量,环氧树脂的种类及用量等对乳液和胶膜性能的影响。实验结果表明,最佳工艺条件为：预聚反应温度为80℃,扩链温度70℃,中和温度40℃,乳液聚合温度为65～75℃。预聚反应时间为1.5小时,扩链反应时间为4～5小时,乳液聚合时间为3小时,乳化中和时的分散速度约为5000rpm。NCO/OH初摩尔比为8～10;NCO/OH总摩尔比为1.2～1.5;-COOH的含量为2.6％～2.8％；乙烯基单体MMA的用量为30％：环氧树脂E-20的含量4.0～6.0％:TMP的用量4.0％～6.0％；松香用量为20％。 采用高性能水性聚氨酯复合乳液和助剂配制成水性聚氨酯胶粘剂。研究了MMA、E-20、TMP、松香、增稠剂、润湿剂和消泡剂对水性聚氨酯汽车内饰胶粘剂粘接性能的影响。助剂对水性聚氨酯胶粘剂作用大。研究发现：当环氧树脂E20用量为6％、MMA用量增稠剂含量为30％、松香用量为20％,TMP用量为6％,增稠剂用量为1.1％,润湿剂用量为0.3％,消泡剂用量为0.4％时,所得的胶粘剂粘接性能较佳,可以满足汽车内饰材料粘接的需要。 采用傅立叶变换红外光谱仪、马尔文粒度分析仪、透射电镜等仪器对多重改性的聚氨酯复合乳液结构进行了表征。 在小试基础上,成功地进行了中试实验。中试实验表明配方合理,工艺简单、可靠、容易操作。中试产品经多家汽车公司用户试用,认为其性能与国外同类水性产品相当,建议工业化生产。