超支化聚合物由于具有独特的球形多分枝结构,与线性聚合物相比有许多优点:如粘度低、溶解性好、活性高、与其它材料有较好的相容性等,可被用于制备高性能的超支化聚合物基有机/无机杂化涂料。但目前关于UV固化超支化聚合物基杂化涂料的研究还较少。本论文采用软硬段比例不同的超支化聚氨酯丙烯酸酯-聚氨酯双丙烯酸酯（HBPUA-PUDA）作为有机组分,以溶胶-凝胶法制备的含乙烯基的偶联剂改性的硅溶胶为无机组分,通过UV固化制备硬度高、柔韧性好、耐磨性优良的HBPUA-PUDA/SiO₂杂化涂料。研究HBPUA-PUDA/SiO₂杂化涂料的组成、结构、性能、UV固化反应动力学及热稳定性与热降解机理。论文的研究内容和成果包括如下四点。第一:以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和丙烯酸羟乙酯（HEA）的加成物（IPDI/HEA）为改性剂,对超支化聚酯B-H20的端羟基进行改性,制备了一系列分子量不同的UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯（HBPUA）;采用GPC、FT-IR、1H-NMR对HBPUA结构进行了表征;探讨了预聚物分子量对粘度、固化膜机械性能及UV固化速率的影响。发现合成HBPUA的最佳反应条件为:采用0.5 wt.%二月桂酸二丁基锡为催化剂,第一步反应温度为35℃,反应时间为150min;第二步的反应温度为70℃,反应时间为180 min。HBPUA的粘度比线性的聚氨酯丙烯酸酯（PUA）低得多;随着B-H20端羟基改性程度的增加,HBPUA分子量的增加,分子量分布变宽。预聚物HBPUA的UV固化速率较快,固化时碳碳双键的最大转化率达81%。随着分子量的增加,固化膜的摆杆硬度增加,但柔韧性和附着力下降。第二:以IPDI/HEA为改性剂,对不同摩尔比的超支化聚酯（B-H20）及聚乙二醇（分子量为200和400）的端羟基改性,可制备出一系列软硬段含量不同的超支化聚氨酯丙烯酸酯-聚氨酯双丙烯酸酯（HBPUA-PUDA）预聚物;采用DSC、FTIR等方法探讨了PEG分子量及用量对反应速率、预聚物粘度、UV固化速率、固化膜性能等的影响。发现随着PEG分子量与用量的增加,反应时间逐渐增加,HBPUA-PUDA粘度也逐渐增加。与HBPUA相比,HBPUA-PUDA的固化速率较慢,固化时碳碳双键的转化率下降;其固化膜的摆杆硬度较HBPUA固化膜低,并且随着PUDA含量与分子量的增加,HBPUA-PUDA固化膜的硬度逐渐下降,但其柔韧性、附着力及冲击强度较HBPUA高,并随着PUDA含量与链长的增加,其柔韧性、附着力及冲击强度升高的幅度增大;以HBPUA-PUDA30的综合性能最佳。HBPUA-PUDA的固化膜出现两个玻璃化转变温度,且随着PUDA含量和链长的增加,软段的Tg,s逐渐降低,硬段的Tg,h逐渐升高。第三:将HBPUA-PUDA30与用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）改性的硅溶胶按不同比例混合,制备了一系列可UV固化的HBPUA-PUDA/SiO₂杂化涂料;研究了杂化涂料的配比对杂化漆膜的结构、界面相容性及性能的影响。发现当MPTMS与正硅酸乙酯（TEOS）的摩尔比为1:3时,杂化涂料的胶凝时间高于183d;与HBPUA-PUDA相比,HBPUA-PUDA/SiO₂杂化涂料的UV固化速率较快,C=C双键的转化率增加了5%左右。HBPUA-PUDA/SiO₂杂化漆膜的有机/无机相间具有良好的相容性,纳米SiO₂粒子均匀地分散于有机相中;当SiO₂用量为30%时,HBPUA-PUDA/SiO₂杂化漆膜的Tg较杂化前提高了18.4℃,储能模量也较杂化前增加了。随着SiO₂用量的增加,HBPUA-PUDA/SiO₂杂化漆膜的摆杆硬度增加,冲击强度先增加再减少,附着力和柔韧性有所下降,其中以HBPUA-PUDA/SiO₂-30的综合性能最佳:透光率为93.1%、摆杆硬度为0.74、附着力为0级、柔韧性为2mm、冲击强度为43Kg.cm、300圈的磨耗量仅为14.8mg。第四:采用TGA-FTIR联用的方法研究了杂化漆膜的热稳定性,探讨了杂化漆膜的热降解机理。结果表明,固化漆膜的热失重分为两个阶段:在300℃～370℃间的热失重主要对应为HBPUA-PUDA中聚氨酯丙烯酸酯基团的分解,主要分解产物有CO₂、小分子胺及异氰酸酯的化合物;在390℃～460℃间的失重是由于HBPUA的超支化聚酯的核心单元及PUDA链中聚醚软段的分解,分解产物有PUDA软段分解形成的小分子醛及超支化聚酯的核分解的脂类等。纳米SiO₂粒子能有效的提高漆膜的耐热性,并且硅溶胶用量越高,漆膜的热分解温度越高;当SiO₂用量为30%时, HBPUA-PUDA/SiO₂-30杂化漆膜的第一阶段的分解温度较HBPUA-PUDA漆膜的提高了15°C左右。