家具用有机涂料释放VOCs,是当前木材工业领域环境污染的主要来源之一。在当前生态环境治理上升到国家战略的大背景下,绿色无污染的水性涂料开发和利用得到了从业人员的普遍认可。而在诸多水性涂料中,水性聚氨酯涂料以其绿色环保、流平性好、韧性佳的优点,成为家居业最具发展潜力的水性涂料之一,深受行业青睐。但是由于水性聚氨酯成膜后,硬度、耐磨及拉伸强度等物理力学性能与传统溶剂型涂料依然有差距,从而限制了水性聚氨酯涂料的进一步应用,所以水性聚氨酯需要通过改性来进一步完善其性能。带有半纤维素的纳米纤维素是一维的天然可再生纳米材料,具有长径比高、羟基丰富、枝状结构易于修饰键合等优点;氧化石墨烯则是一种二维的纳米材料,具有力学强度高、比表面积大、活性基团多、亲水性好的优点;所以,探索这两种纳米材料对水性聚氨酯漆的改性具有研究意义和实用价值。本研究运用TEMPO法制备含有半纤维素的纳米纤维素以及HUMMER法制备氧化石墨烯。在此基础之上,以这两种纳米材料为增强体,分别对水性聚氨酯进行改性。研究了这两种材料以物理和化学法改性及不同用量对漆膜物理力学性能的影响,同时与市售的水性聚氨酯漆进行比较,结合结构表征,确定了各自较佳的改性方法、添加量。最终得出以下结论:(1)将TEMPO法制备的纳米纤维素以物理共混和化学接枝的方法添加到水性聚氨酯中对其进行改性。研究了两种改性方法下,0.1 wt%、0.2 wt%、0.3wt%、0.4wt%的纳米纤维素添加量对水性聚氨酯的性能影响。试验结果表明,TEMPO法制得的纳米纤维素长径比高于1000;当采用物理共混改性聚氨酯时,0.1 wt%的纳米纤维素在漆膜中分散较均匀,改性水性聚氨酯的综合性能最佳:与未经改性的水性聚氨酯(对照组)相比,漆膜的拉伸强度提升了39.1%,耐磨性提升了17.40%,摆杆硬度提升了8.73%,光泽度、附着力、耐水/碱/醇性、表实干时间等均未受明显影响,晶型和热稳定性无实质改变,且与市售漆相比,改性漆的光泽度、耐磨、摆杆硬度和拉伸强度等性能更佳;当用化学接枝法改性聚氨酯时,0.1 wt%的纳米纤维素均匀分散在聚氨酯中,并与聚氨酯化学键合,对漆膜的改性效果最佳:与对照组相比,改性漆膜的拉伸强度提升了43.62%,耐磨性提升了19.16%,摆杆硬度提升了9%,光泽度、附着力、耐水/碱/醇性、表实干时间等均未受明显影响,且与市售漆相比,改性漆的光泽度、耐磨、摆杆硬度和拉伸强度等性能更佳;整体而言,化学接枝改性水性聚氨酯比物理共混改性水性聚氨酯性能更优,这主要源于纳米纤维素与水性聚氨酯的化学键合。(2)HUMMER法制备氧化石墨烯以物理共混、化学接枝的方法添加到水性聚氨酯中对其进行改性。研究了两种改性方法下,0.1 wt%、0.4wt%、0.7wt%、1wt%的氧化石墨烯添加量对水性聚氨酯的性能影响。试验结果表明,当0.1wt%氧化石墨烯添加量时,石墨烯在漆膜中分散较均匀,物理和化学法改性漆膜性能均较优;物理共混改性条件下,与对照组相比,改性漆膜的拉伸强度提升了62.23%,耐磨性提升了14.76%,摆杆硬度提升了12.7%;化学法改性条件下,与对照组相比,改性漆膜的拉伸强度提升了66.22%,耐磨提升了16.96%,摆杆硬度提升了14.29%,光泽度、附着力、耐水/碱/醇性、表实干时间等均未受明显影响,且与市售漆相比,合成漆的光泽度、耐磨、摆杆硬度和拉伸强度等性能更佳;整体而言,化学接枝改性水性聚氨酯比物理共混改性水性聚氨酯性能更优,这主要源于氧化石墨烯与水性聚氨酯的化学键合。