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近年来，随着各国环保法规的日益增强，水性聚氨酯涂料作为新型的绿色环保涂料，因其安全环保而得到广泛应用。然而，目前的水性聚氨酯涂料仍存在固体含量低、涂膜硬度偏低、耐化学品性差等缺点，严重限制了水性聚氨酯的推广应用。鉴于此，本文将羧酸盐与非离子结合制备聚氨酯水分散体（PUD），提高其固体含量；在聚氨酯链段上引入聚醛树脂，提高涂膜硬度；引入新型的羧基二醇亲水单体，提高PUD涂膜的耐沾污性，这些改性成功提高了水性聚氨酯涂料的综合性能。本文采用二羟甲基丙酸(DMPA)和聚氧乙烯醚（YmerTMN120）为复合亲水单体，以聚醛树脂（A81）、聚醚二元醇（N220）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料合成了聚醛改性羧酸/非离子型PUD，研究了DMPA/N120质量比、A81添加量和NCO/OH摩尔比等对PUD及其涂膜性能的影响。发现聚醛树脂A81的加入可提高PUD涂膜的硬度、光泽和耐化学品性，特别是耐醇性能；当A81添加量为5%，DMPA/N120质量比2/5，NCO/OH摩尔比为1.5时合成的PUD涂膜具有较好的耐水、耐化学品性和较高的硬度。热重分析（TGA）发现A81改性PUD涂膜具有优异的热稳定性。与未改性PUD对比发现，经A81改性后的PUD涂膜性能更优异。为进一步改善PUD及其涂膜的硬度及耐化学品性能，采用三羟甲基丙烷（TMP）与邻苯二甲酸酐（PA）、顺丁烯二酸酐（MA）和丁二酸酐（SA）经酯化反应合成了新型亲水单体三羟甲基丙烷邻苯二甲酸单酯（TMPPs）、三羟甲基丙烷顺丁烯二酸单酯（TMPMs）和三羟甲基丙烷丁二酸单酯（TMPSs）；并与聚氧乙烯醚（YmerTMN120）复合作为亲水扩链剂，通过预聚体法合成了新型PUD。研究了新型羧酸单体及TMPPs/N120质量比对PUD涂膜耐化学品性、硬度、力学性能、热稳定性的影响。结果表明采用TMPPs制备PUD的贮存稳定性、涂膜硬度、耐水和耐醇性等优于TMPMs和TMPSs制备的PUD。随TMPPs/N120质量比增大，PUD固体含量降低，PUD胶膜的拉伸强度增大，断裂伸长率降低，涂膜硬度增大，耐醇性变好，适合的TMPPs与N120质量比为6:5-4:8；与DMPA相比，TMPPs的引入提高了PUD涂膜的硬度和热稳定性，显著提高PUD胶膜的耐污性。因此，TMPPs是较好的制备PUD的亲水化合物。