近年来,许多国家相继颁发了相关控制挥发性有机物(VOC)的法令。水性聚氨酯由于其优异的综合性能和良好的环保效应,因而受到了广泛的重视。目前,我国绝大部分水性聚氨酯属于聚醚型,其主要存在易回粘、涂膜干燥慢、耐湿擦牢度差等缺点,且涂膜的机械性能与国外同类产品相比还有一定的差距。本文采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇(JW2503)、二甘醇(DG)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成了具有良好贮存稳定性的聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液。所开发产品受到了国内相关厂家的好评和消费者的青睐。本文着重在以下几个方面进行了研究: 首先是提出了一种测试聚氨酯预聚体合成中氨酯化反应和支化反应的反应动力学参数的理论模型,并对TDI与JW2503的预聚反应进行了研究。 其次是对聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液的合成反应动力学和工艺条件进行了研究,确定了优化的工艺条件。系统考察了NCO/OH比值、反应温度、反应时间、催化剂用量、亲水扩链剂、中和剂及中和度等因素对乳液性能以及对涂膜的耐水性、耐溶剂性能、热性能和机械性能等的影响。通过FTIR、DSC等手段表征了聚氨酯分子链中氢键的存在以及其特有的微相分离结构。 然后,通过聚丙烯酸酯乳液对水性聚氨酯乳液的共混改性研究。结果表明:与改性前的水性聚氨酯相比,改性后的乳液粒径发生了改变,使涂膜的耐水性、耐溶剂性、热性能及机械性能都得到了明显的提高。