水性聚氨酯环保无污染,且其具有优良的耐磨性、优良的附着力、耐酸碱性、不燃性、等。在环保要求日趋严格的今天,这种绿色高分子材料正受到重视,但水性聚氨酯制备过程中由于亲水扩链剂的引入,导致胶膜的耐水等性能不佳。提高水性聚氨酯胶膜耐水性等成为当前的发展趋势。加入其他改性材料制备水性聚氨酯,使得水性聚氨酯的性能得到改善。本文首先以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇(PBA)制备预聚体、以二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)作为扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)、三乙胺(TEA)分别作为交联剂与成盐剂等为主要原料制备了聚酯型水性聚氨酯乳液。研究了反应温度与时间对-NCO转化率的影响,三羟甲基丙烷(TMP)、二羟甲基丙酸(DMPA)、异氰酸与羟基摩尔比值(NCO/OH)等对水性聚氨酯耐水性能、稳定性以及力学性能等的影响。实验结果表明,聚酯型水性聚氨酯预聚与扩链反应温度75℃与80℃C,反应时间为2.5h, R (NCO/OH)值为2.8,DMPA含量为4%,TMP加入量40%时,制备的水性聚氨酯性能最佳。采用聚己二酸丁二醇酯(PBA)与聚醚二元醇(N220)合成聚酯与聚醚型水性聚氨酯,研究了-NCO/OH值对胶膜拉伸强度、耐水性以及粘度的影响,并对其性能进行比较,研究结果表明,聚酯型水性聚氨酯相较于聚醚型水性聚氨酯耐水性差、机械性能好、柔韧性差。为进一步改善水性聚氨酯的性能,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)制备改性水性聚氨酯,本实验通过先中和后改性的方法合成了有机硅改性水性聚氨酯。探讨了KH-550的用量对改性水性聚氨酯乳液外观、性能以及胶膜的耐水性、粘度、力学性能的影响。实验结果表明,通过KH-550改性后的聚氨酯,其胶膜耐水性、力学性能都有显著提高。当KH-550为6%时制备的聚氨酯乳液性能最佳。