聚氨酯材料不易磨损、不易被腐蚀、力学性能优异,因此被大规模应用于油墨行业。与传统的溶剂型聚氨酯相比,水性聚氨酯低毒、环保,因此越来越被大众所青睐。但是目前水性聚氨酯油墨仍然存在一些问题,例如其光泽度低,复溶性不好,在低极性基材(BOPP、PE等)上附着力差以及Ca2+稳定性差等。本论文首先以制备高光泽、复溶性好的水性聚氨酯油墨连接料为目的,系统地研究影响油墨光泽度、复溶性的基本因素;然后针对水性聚氨酯油墨在BOPP等非极性基材上附着力差的问题,分别研究硬段单体和软段单体改性策略对提高乳液在BOPP薄膜上附着力的作用;在此基础上,进一步研究制备适合BOPP塑料基材的水性里印油墨用聚氨酯乳液;最后研究了改善水性聚氨酯乳液电解质稳定性的方法。本文的主要包括以下内容:1.使用异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,二羟甲基丁酸(DMBA)和1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBAD2000)为软段,制备阴离子型水性聚氨酯乳液,系统研究了聚合物的异氰酸根指数(R)、硬段含量、亲水单体(DMBA)用量、中和剂种类和比例以及对末端异氰酸酯基团(NCO)进行封端工艺对乳液及油墨性能的影响。研究发现,DMBA是乳液稳定性的主要影响因素。DMBA用量提高,乳液粒径减小,当DMBA用量为5.5%时,乳液粒径最小,稳定性最好;R值对乳液粒径和油墨光泽度影响较大,随着R值的提高,乳液粒径呈现先减小后增加的规律,光泽度则逐渐降低;硬段含量主要影响油墨的抗粘连性能,中和剂的种类则是影响油墨复溶性的关键因素,通过无机碱(NaOH)和有机碱(TEA)复合使用可以达到油墨的复溶性和干燥速度的平衡。2.分别使用硬段单体甘油单油酸酯(GMO)和软段单体含仲羟基的聚酯多元醇(P03)对聚氨酯预聚体进行改性,并研究了两种单体对WPU乳液和油墨性能的影响。研究表明,两种改性水性聚氨酯乳液均具有较小的粒径和适中的粘度,DSC测试结果表明两种水性聚氨酯胶膜的软硬段均具有良好的相容性;随着GMO用量从0%提高到8%,油墨在BOPP薄膜表面的附着牢度先增大后减小,但是最大值仅为35%,而软段单体P03的引入可以显著提高油墨在BOPP薄膜表面的附着牢度,当P03用量为67%时,油墨的附着牢度可达97%。以上述实验为基础,固定P03用量为67%,将γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)通过后扩链的方式引入聚氨酯分子链中。发现APS的使用不仅使乳液稳定性变差,而且还降低了油墨在BOPP薄膜表面的附着牢度。3.以P03作为软段单体,DMBA作为亲水单体,通过调节R值、硬段含量、扩链度和亲水单体用量,制备了适用于BOPP薄膜的里印WPU油墨。为改善油墨的电解质稳定性,又使用DMBA阴离子亲水单体和Ymer N120非离子亲水单体复配使用的方法制备了阴/非离子水性聚氨酯乳液,发现当Ymer N120与DMBA用量比为12:2时,可以得到高Ca2+稳定性(5%)和较高剥离强度(0.64N/15mm)的水性油墨。同时,使用羟基磺酸盐DMSQ作为亲水单体制备了磺酸型WPU,研究结果表明,磺酸型亲水单体的使用尽管不能提高油墨的电解质稳定性,但是可以提高油墨的复合强度。