溶剂型涂料由于含有大量的挥发性有机物,造成严重的大气污染,且对人体有害,随着环保法律法规的相继出台,逐渐被环境友好型涂料所取代。水性丙烯酸酯涂料由于具备良好的成膜性、保光保色性,且防腐、耐侯、耐介质,安全无污染,施工性能良好,已在建筑、汽车、木器、金属涂料等多个领域得到应用。但丙烯酸酯树脂也存在着一些缺陷,例如耐热耐水性不佳,其中最典型的是高温发粘低温变脆的涂膜问题。为了提高丙烯酸酯树脂的应用性能,往往采用引入功能单体或其他树脂对其进行改性的方法。引入羟基功能单体是改善丙烯酸酯涂膜性能的一种有效手段,本文首先采用一种结合了预乳化工艺、半连续聚合工艺、种子乳液聚合的方法制备水性羟基丙烯酸酯树脂。采用功能性单体HEMA为丙烯酸酯提供高含量的羟基,引入反应性乳化剂SE-10取代传统小分子乳化剂,解决残留乳化剂的迁移问题。实验确定了最佳的聚合工艺和条件,包括单体类型、聚合工艺、反应温度、单体滴加时间、pH调节剂的选择,并研究了乳化剂用量及加入方式、羟基单体用量、链转移剂用量和软硬单体比等对聚合稳定性及乳液性能的影响。FTIR,GPC,TEM,DLS,DSC等测试结果表明成功制备了聚丙烯酸酯核-壳结构乳液,平均粒径约为182.7 nm,PdI为0.06,粒径小且分布窄。通过设计树脂配方、优化聚合条件和控制乳胶粒结构,当聚合温度为80±2℃,单体预乳液滴加时间为2.5～3h,SE-10用量为1.5%,在预乳和种子液的分配比为3:1,HEMA含量高达20%,软硬单体比为1/2时,该方法制备的乳液外观良好、粘度低、固含量可达46.5%。调节链转移剂的量在单体的0～3wt%范围内,均可以获得具有良好性能和稳定性的羟基丙烯酸酯乳液。该乳液具备优异的性能,可与氨基树脂复配,具有巨大的应用和发展潜力。高羟基含量自乳化水性丙烯酸酯乳液仍存在柔韧性、耐冲击性差的固有缺陷,因此,本文又引入了聚酯树脂对其进一步改性。实验先合成端羧基不饱和聚酯,采用化学改性的方法,将其作为丙烯酸酯共聚中的一个单体,通过种子预乳化半连续乳液聚合方法制备了聚酯改性的高羟基自乳化水性丙烯酸醋乳液。考察了改性树脂合成时羟基单体HEMA的最佳用量和其对乳液的影响,乳液粘度和凝胶量随着HEMA的增多而增加,用量为35%时最佳。对比了聚酯引入后改性树脂乳液粘度、分子量、粒径分布等性能的变化,并研究了聚酯/丙烯酸酯的比例对乳液性能、涂膜外观、玻璃化转变温度及树脂热稳定性的影响。通过FTIR,DSC证明了聚酯与丙烯酸酯发生了无规共聚,只在22℃处有一个玻璃化转变温度。DLS,GPC,TG等结果显示,聚酯改性后,乳液粘度变大,分子量变小,且粒径变大,粒度分布变宽,乳液稳定性良好,但树脂的初始热分解温度显著降低,热稳定性下降。聚酯过多或过少时,涂膜会出现泛白、透明度下降,变软发粘或硬脆龟裂的现象。当CtUPR/AC=1:5时,乳液固含量为48%,Mn为3050,平均粒径为204.7 nm,PdI为0.102,粘度达到586 mPa·s,乳液性能和涂膜外观均较好。柔性聚酯的引入提高了羟基丙烯酸酯涂膜的柔韧性和抗冲击性,使改性树脂兼具两者的优点,将进一步扩大其应用范围。