0 引言
1963 年Bayer 公司Dieterich 公布篇水性聚氨酯内乳化工艺专利，水性聚氨酯获得了实际的工业应用。如果将1963 年作为水性聚氨酯发展的起点，水性聚氨酯也已经经历了近50 年发展，目前合成技术已经日趋完善。未来水性聚氨酯的发展主要是基于改性技术基础上的产品设计。

1 丙烯酸酯改性
1.1 基本原理
将两种不同的材料A 和B 混合，形成的分散体结构取决于材料的界面性能，通常这种体系会形成3 种界面：A与B 的界面，A 与水的界面和B 与水的界面。其中A 与B界面的界面张力为σAB，A 与水的界面张力为σAW，B 与水的界面张力为σBW。根据物理学原理混合分散形成的多相结构一定要维持低的界面能。
种状况：如图1 所示。

当σAB 较小并接近0 时，A 和B 的相容性较好，一般情况下A，B 会形成均相，难以形成杂化结构，但如果σAW，σBW有差异，虽然不能形成完全的核壳结构，但与水界面张力较小的材料还是会在分散体粒子与水界面富集，形成不完全的核壳结构。
第二种状况：如图2 所示，当σAB 较大时，A 与B 不能很好混容，A，B 会出现相分离，根据σAW，σBW的差异我们可以获得多重结构的分散体，其中有两种材料各自形成分散粒子(I)，冰淇淋结构(II，III)和非对称核壳结构(IV)以及完美的核壳结构分散体(V)。

I：当σAB >>σAW ≈σBW 时，A、B 各自分散，形成A、B分散体的混合分散体；
II：当σAB >σAW≈σBW时，有可能形成对称冰淇淋结构；
III：当σAB >σAW >σBW时，有可能形成非对称冰淇淋结构；
IV：当σAW >>σAB >σBW时，有可能形成非对称核壳结构：
V：当σAW >>σAB >σBW时，也有可能形成对称核壳结构。
另外，根据材料界面性能的微细差别，A 与B 两种材料可以形成结构非常复杂的分散体，如具有过渡界面的核壳结构(A)，山梅(raspberry)结构(B)，盐－胡椒(salt andpepper)结构(C)，互穿网络(IPN)结构(D)和雪人(snowman)结构(E)(如图3)。

1.2 聚氨酯-乙烯基单体聚合物杂化乳液的合成
将水性聚氨酯分散体与乙烯基单体聚合物乳液混和使用一直是水性树脂使用时常见的现象。然而这种现象的根本原因是经济的因素。这种简单的物理共混通常不能发挥两种树脂性能优势的互补。随着高分子科学的发展，采用多种聚合物在高分子乳液粒子内形成多相织态结构，合成所谓杂化乳液的方法已经成为高分子乳液改性的重要手段。在乙烯基乳液聚合技术中，常用的是所谓的“种子乳液聚合”、“乳液IPN”技术。建立在聚氨酯分散体和乙烯基聚合物基础上的杂化乳液的研究为完善，其目的是试图结合丙烯酸树脂的硬度、光泽、耐候性和耐化学品性能，聚氨酯的黏结性能和韧性。从目前研究结论看，大部分研究者声称杂化可以获得协同效应，获得两种树脂优势的互补，提高分散体的综合性能。
1.2.1 种子乳液聚合
合成聚氨酯-乙烯基聚合物杂化乳液，具有代表性的工艺是“种子聚合工艺”。该工艺首先合成聚氨酯分散体，将聚氨酯分散体作为种子进行乙烯基单体的乳液聚合。聚氨酯分散体种子乳液聚合与传统乙烯基单体的种子聚合极为相似，不同的仅仅是采用聚氨酯分散体作为种子。“种子乳液聚合”可以采用3 种工艺实现：溶胀法，间歇法和半连续法。
所谓溶胀法是在引发聚合之前将乙烯基单体加入聚氨酯分散体中，使乙烯基单体完全溶胀进入聚氨酯分散体粒子内，而后引发乙烯基单体自由基聚合。常用这种方法获得的是以聚丙烯酸酯为核、聚氨酯作为壳的核-壳乳液。图4 为核-壳乳液形成的示意图。