随着人们环保意识的逐渐提高以及国家相关法律、法规的更加完善,溶剂型聚氨酯由于含有挥发性有机溶剂,所引起的污染与排放问题越来越明显,使用愈来愈受限制。水性聚氨酯(WPU)是以水作为分散剂,具有无毒无污染、有机挥发物(VOCs)量低等优点,已经逐渐开始取代溶剂型聚氨酯的使用,广泛应用于胶黏剂、涂料、皮革涂饰等行业。本论文主要探究了磺酸型水性聚氨酯的合成,并针对耐水性差等缺陷进行了改性研究,最后将所制得的磺酸型水性聚氨酯应用在水性油墨中。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)为主要原料,乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水基,乙二胺(EDA)为扩链剂,采用预聚体法成功合成磺酸型水性聚氨酯(SWPU)。经过粒径测试、力学性能测试、热稳定性分析等方式着重探讨亲水扩链剂用量(AAS)、R值、1,4-丁二醇(BDO)含量等因素对SWPU乳液与胶膜性能的影响;并调整制备工艺,优化合成路线,确定最优方案。实验结果表明:当R=1.6~1.8,亲水扩链剂AAS用量为3%,BDO/PCL=0.4时,SWPU乳液粒径分布均匀,贮存稳定性好,力学性能优异,综合性能最佳;通过调整工艺,确定预聚反应温度为80℃,乙二胺后加入进行扩链,乳化分散速度为2000 rpm左右,实验可控性强,乳液性能稳定。以天然植物油蓖麻油(C.O)为改性剂,对SWPU进行改性研究。通过红外光谱、粒径测试、吸水率测试、静态接触角测定、力学性能测试、热稳定性分析等方式,考察了不同C.O添加量对SWPU乳液及胶膜性能的影响。测试结果表明:随着C.O添加量的增大,乳液粒径逐渐增大;C.O的引入有利于提高胶膜的力学性能以及耐热性,同时胶膜的耐水性也有了明显的提高。但当C.O添加量过大时,分子间交联密度太大,不利于乳液的分散,导致乳化失败。经实验研究:当C.O与PCL质量比为0.5时,改性效果最优,胶膜拉伸强度最大,达到15.15 MPa,断裂伸长率为1192.65%,胶膜耐水性最好,接触角最大为95.18°。利用2-乙基己醇(异辛醇)对环氧大豆油进行开环,合成新型大豆油多元醇,并用该多元醇对磺酸型水性聚氨酯进行改性。首先,通过FT-IR和1H-NMR证实了大豆油多元醇的合成;然后通过粒径测试、力学性能测试、吸水率、静态接触角测定以及热稳定性分析等方式等考察了不同大豆油多元醇含量对SWPU乳液以及胶膜性能的影响。结果表明:随着大豆油多元醇含量的增加,SWPU乳液粒径增大;胶膜的吸水率逐渐减小;胶膜拉伸强度增强,而断裂伸长率却下降。但当大豆油多元醇添加量过大时,导致最后乳液无法分散,乳化失败。经研究,当大豆油多元醇与PCL质量比为0.2时,胶膜吸水率由50.14%减小至12.27%,接触角为103.3°,拉伸强度由8.16 MPa增至21.77 MPa,综合性能最佳。热稳定性分析表明,大豆油多元醇的引入,有效改善了SWPU胶膜的耐热性能。以自制的磺酸型水性聚氨酯乳液为连接料,加入颜料、适当助剂等配制成水性油墨。分别考察了润湿分散剂用量与颜基比对水性油墨性能的影响,从而得到了优化配方。按优化后的配方配制了三种水墨,通过对水墨的常规性能的测试表明:经过蓖麻油与大豆油多元醇改性后的水性油墨附着力提高,涂层的耐水也有了明显的提升,具有广阔的应用前景。