水性聚氨酯是以水为分散介质的分散体系,它不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、粘接强度大、柔韧性好等优良性能,而且具有不燃、气味小、环境友好等优点.近年来,随着环境法规的完善和人们环境保护意识的不断加强,水性聚氨酯将取代溶剂型的聚氨酯.它被广泛的用于涂料和粘接剂,成为聚氨酯工业的一种重要的发展方向. 目前,水性聚氨酯的研究所用的异氰酸酯原料大多为芳香族型的,对脂肪族异氰酸酯的水性聚氨酯研究较少.在本实验中主要采用聚醚2020、3050:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环氧-44、酒石酸等.先将混合物在80℃左右反应数小时,直到-NCO的含量达到预定值.然后降温至60℃,加入酒石酸在80℃反应1小时,制得预聚体.将预聚体加入到蒸馏水中,并用三乙胺中和-COOH即制得WPU水分散体.实验确定了稳定存在的分散体的反应最佳工艺条件为预聚时间180min、预聚温度80℃、中和温度40℃.对影响水性聚氨酯分散体的稳定性、力学性质的因素进行了研究.结果表明n(NCO):n(OH)的比例对水性聚氨酯的力学性质影响较大.当大分子链中聚醚硬段的含量增加时,水性聚氨酯的分散性降低,而力学性质却增加.在大多数情况下,当n(NCO):n(OH)=(1.6～1.8):1时,其力学性质和分散性较好.当酒石酸用量的质量分数为2.0wt﹪～2.2wt﹪H寸,分散体具有良好的储存稳定性.但当-COOH的含量较高时,其胶膜的耐水性却下降.另外,当w(2020)/w(3050)=2.0～2.2时,改性了的水性聚氨酯具有较好的耐水性、稳定性、及力学性质.对环氧改性水性聚氨酯也进行了研究.结果表明,当环氧树脂E-44的质量分数为4.0wt﹪～6.0wt﹪时改性了的水性聚氨酯与未改性的水性聚氨酯相比,其耐溶剂性及机械力学性质均有较大的改善.另外,不同的扩链剂、不同的预聚方法都会对水性聚氨酯的黏度、粒径大小及胶膜的力学性能有一定影响. 论文还以水性聚氨酯乳液为主要成膜物质,添加防火体系和助剂,合成了水性聚氨酯防火涂料.