水性聚氨酯因为其环保且优异的性能如优异的附着力，耐磨性等优点在全国的生产制造业大量的研发和使用，但其也存在一些短缺溶剂型聚氨酯，如硬度、耐酸性和耐水性。据报道，用丙烯酸酯和有机硅改性的WPU更好机械性能及其拉伸强度和耐水性得到改善[2]。

环氧树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂以及聚氨酯等作为最近几年来全世界专家学者最受关注的水性高分子

环氧树脂：通常是指在分子链中占有两个或者两个以上的环氧官能团的高分子有机化合物，其具有卓越的物理、化学性能，介电性能好，耐腐蚀性强。醇酸树脂：具有良好的附着力，以及良好的柔韧性但是其干燥速率慢，耐水性耐碱性差，硬度差。酚醛树脂：具有耐高温，结构的整体性良好和尺寸稳定，粘接强度高但其耐磨性低，成本较高，热压时间长。丙烯酸树脂：具有良好的耐寒性，奶矿物油，耐高温氧化但其加工性能差，流速慢，不耐水室温下耐磨性和弹性差。

相对于以上的四种树脂来说，聚氨酯具有更加优异的综合性能，和环氧树脂相比具有更好的耐酸耐水性，和醇酸树脂相比具有强的耐磨性以及具有高的强度，和酚醛树脂相比具有成本低，高的耐磨性。与丙烯酸树脂相比具有更好的性能，更好的耐水性和耐磨性。水性聚氨酯以其优异的性能以及安全无毒的特性广泛的应用纺织，涂料，胶粘剂等各大领域，在汽车应用的领域上，聚氨酯可以实现汽车轻量化和塑料化；同时聚氨酯可以作为生产仿生皮革和木制品的仿生材料，可以替代很多自然资源产物，从而达到环境保护的作用，从而推动发展低碳经济，构建绿色能源框架结构；将聚氨酯使用在建筑外墙上可以实现室内良好的保温，进一步减少建筑在冬夏季节为了维持适宜温度所消耗的能量。因此让聚氨酯的合成及改性成为了研究的重点。 

20世纪以来，全球走向环保经济化时代与溶剂型聚氨酯相比较，水性聚氨酯(WPU）以水为介质其溶剂使用量较少因此水性聚氨酯代替聚氨酯符合环境与经济的大发展趋势但水性聚氨酯(WPU）继承了聚氨酯的抗酸性、良好的力学性能、成膜性好、稳定等优点，同时其以水为介质，减少了聚氨酯中溶剂的含量，安全、无毒且具有很高的可塑性。但是其缺点也很明显与聚氨酯相比它的硬度小、拉伸强度低、耐水性差、耐酸性差。所以针对改性其硬度小，拉伸强度低，耐水性差以及耐酸性成为研究重点，据报道二氧化硅、碳化硅和丙烯酸酯能够大大的改善水性聚氨酯的耐水性、耐酸性、硬度以及拉伸强度[3]。

本次毕业设计的课题主要是拟通过一些基础研究，了解合成中的各种因素对合成聚氨酯乳液的影响，并研究各种添加剂对水性聚氨酯的复合改性，得到吸水率低、稳定性好、硬度大、成本低、力学性能好的水性聚氨酯产品。

1。2 聚氨酯简介及水性聚氨酯主要分类

1。2。1 聚氨酯简介

聚氨酯（PU）全称是聚氨基甲酸酯，是通过多异氰酸酯和多羟基化合物经由一系列反应生成，分子主链上占有许多重复氨基甲酸酯链段（－NHCOO－）的高分子化合物。1937年，拜耳第一个采用异氰酸酯和多元醇化合制做出了聚氨酯材料。后来聚氨酯材料由于其优异的力学性能广泛引起了全世界科学家的关注，得到快速的发展。1941~1942年德国展开了对聚氨酯的工业化生产，并且研发了弹性体、涂料、胶黏剂、泡沫等聚氨酯产品。随后，日本、美国、等国家也逐步的开始着聚氨酯开发和生产。而我国对聚氨酯的开发始于新中国成立之后，国内最早从事于聚氨酯及其相关原料的研究的单位有山西省化工研究所、洛阳黎明研究院及江苏省化工所。国内对于聚氨酯的开发从改革开放之后就得到迅速发展：异氰酸酯、多元醇及助剂的合成完成了工业生产，相关的聚氨酯制品的研发、工业生产及应用得到了逐年扩大，表1。2。1列举了如今聚氨酯的很多应用领域。