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本书包括水性工业漆成膜物合成、水性工业漆常用颜填料及助剂、水性工业漆***及水性工业漆产品检验和施工四编（分15章）。相应章节均包括基础理论、***技术，典型配方及应用实例。水性涂料和溶剂型涂料的制备的重要区别是含有较多助剂，而助剂的合理选择及使用是水性工业漆品质至关重要，因而该书在助剂方面将给予足够的重视，对多种助剂商品的性能及其应用技巧进行了详细介绍。本书包含必要的应用基础理论，但重在联系实际，重在实践，其中心目的是为了配合当前急待发展的水性工业漆的研发生产及应用推广，因而该书对科研院所研究人员、大专院校从事该领域从事研发的师生、相应企业工程技术人员、生产技术管理人员乃至普通工人都具有参考价值。

第1章绪论 /001

1.1水性工业涂料开发的历史背景001

1.1.1环境保护的法律日益苛刻001

1.1.2涂料涂装行业面临VOC减排的严峻形势001

1.2水性工业涂料及其分类002

1.2.1按基料的胶体分散体性质分类002

1.2.2按基料的类别分类004

1.2.3按施工对象分类004

1.2.4按干燥和固化方式分类005

1.3水性工业漆发展应用现状005

1.3.1车辆用水性涂料005

1.3.2集装箱水性防腐涂料007

1.3.3水性船舶及海工港机涂料007

1.3.4水性卷材涂料008

1.3.5风电用水性涂料008

1.3.6机电设备外壳浸涂用水性涂料008

1.3.7水性带锈涂料009

1.3.8水性阻尼涂料009

1.3.9水性防火涂料009

1.3.10水性木器漆 010

1.4水性工业漆的发展方向010

1.5水性工业漆的发展现状及巨大的发展空间011

1.5.1建筑涂装011

1.5.2目前我国涂料品种基本结构及水性工业漆市场空间011

参考文献012

第2章聚合物乳液的合成及胶体成膜 /013

2.1概述013

2.1.1命名与定义013

2.1.2聚合物乳液的性质014

2.2乳液聚合物的合成016

2.2.1粒子成核019

2.2.2粒子的增长025

2.2.3聚合物乳液合成工艺028

2.2.4聚合物乳液配方设计037

2.3乳液聚合的技术进展039

2.3.1聚合物乳液粒子形态039

2.3.2活性乳液聚合041

2.4聚合物胶体的稳定性042

2.4.1胶体稳定042

2.4.2消耗稳定043

2.5聚合物胶体成膜043

2.5.1水的蒸发043

2.5.2干燥模型044

2.5.3堆积与形变048

2.5.4成膜温度049

2.5.5聚合物分子的扩散049

2.5.6乳化剂在聚合物膜中的分布050

参考文献050

第3章水性工业漆用丙烯酸类乳液的合成  /054

3.1概述054

3.1.1水性工业漆用丙烯酸树脂的基本要求054

3.1.2交联在水性工业漆合成中的意义054

3.1.3常用交联体系及其作用特征054

3.1.4氟硅材料改性在水性工业漆树脂合成中的意义057

3.2丙烯酸酯类水性木器漆乳液的合成技术057

3.2.1概述057

3.2.2水性家装木器漆用乳液合成实例058

3.2.3水性家具木器漆用乳液合成实例059

3.2.4有光木器漆用乳液合成技术063

3.2.5光固化木器漆用乳液合成技术063

3.3防腐防锈聚合物乳液的合成064

3.3.1金属腐蚀化学原理及电化学原理064

3.3.2金属防腐蚀的基本方法064

3.3.3防腐防锈乳液聚合系统的设计原理及其组分的选择065

3.3.4反应型乳液乳化剂分类及其作用065

3.3.5反应型乳化剂对合成防腐防锈乳液的作用066

3.3.6防腐防锈丙烯酸酯乳液生产实例067

3.3.7防腐防锈乳液合成实例075

3.3.8用于镀锌板防腐乳液075

3.4氟改性丙烯酸乳液的合成技术076

3.4.1含氟丙烯酸-丙烯酸酯乳液合成技术076

3.4.2氟碳乳液的合成078

3.4.3自分层氟碳乳液***079

3.5有机硅改性丙烯酸乳液（硅-丙乳液）079

3.5.1乙烯基硅氧烷/丙烯酸酯共聚物乳液的合成079

3.5.2其他有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成080

3.6叔碳酸乙烯共聚乳液081

3.6.1叔碳酸乙烯酯(VV-10)-醋酸乙烯酯共聚乳液081

3.6.2叔碳酸乙烯酯(VV-10)-丙烯酸酯共聚乳液082

3.6.3叔碳酸乙烯酯(VV-9)-叔碳酸乙烯酯(VV-10)-丙烯酸共聚乳液082

参考文献082

第4章水性聚氨酯的合成技术 /084

4.1概述084

4.1.1水性聚氨酯树脂的基本特性084

4.1.2聚氨酯树脂合成的基本反应086

4.1.3水性聚氨酯树脂的分类087

4.1.4水性聚氨酯树脂的发展方向088

4.2水性聚氨酯树脂的原材料及其规格089

4.2.1异氰酸酯089

4.2.2低聚物多元醇090

4.2.3其他原料090

4.3单组分水性聚氨酯树脂的***原理及应用实例092

4.3.1水性聚氨酯树脂的配方设计092

4.3.2水性聚氨酯树脂的***工艺095

4.3.3水性聚氨酯树脂的***实例097

4.3.4单组分水性聚氨酯涂料应用实例100

4.4双组分水性聚氨酯树脂的制备原理及应用实例103

4.4.1双组分水性聚氨酯的特性103

4.4.2水性聚合物多元醇104

4.4.3多异氰酸酯109

4.4.4双组分水性聚氨酯涂料应用实例112

4.5水性聚氨酯树脂的改性及其实例117

4.5.1丙烯酸改性聚氨酯树脂及应用实例117

4.5.2环氧改性水性聚氨酯树脂及应用实例119

4.5.3植物油改性水性聚氨酯树脂及应用实例123

参考文献124

第5章水性环氧树脂制备技术/127

5.1水性环氧树脂的发展简史及现状127

5.2水性环氧树脂的基本特性及分类128

5.2.1水性环氧树脂的基本特性128

5.2.2水性环氧树脂的分类129

5.3环氧树脂的水性化技术130

5.3.1直接乳化法（机械乳化法）130

5.3.2乳液聚合法131

5.3.3相反转乳化法131

5.3.4化学乳化法（自乳化法）132

5.4水性环氧树脂的改性133

5.4.1水性丙烯酸改性环氧133

5.4.2水性聚氨酯改性环氧135

5.5水性环氧树脂的生产应用实例135

5.5.1相反转法制备水性环氧树脂135

5.5.2自乳化法制备水性环氧树脂136

5.6在售的主要水性环氧树脂产品137

5.7水性环氧树脂体系的固化剂138

5.7.1水性环氧体系固化原理和特性139

5.7.2水性环氧体系固化剂的改性方法140

5.7.3常用水性环氧固化剂的***方法实例141

5.7.4在售的主要水性环氧固化剂产品143

5.8水性环氧树脂的发展方向144

参考文献144

第6章水性醇酸及水性聚酯树脂的合成技术 /146

6.1概述146

6.1.1水性醇酸树脂的发展简史146

6.1.2水性醇酸及水性聚酯树脂在现代水性涂料发展中的作用和优势147

6.1.3水性醇酸树脂国内外研究现状147

6.2水性醇酸树脂原材料149

6.2.1多元醇149

6.2.2多元酸149

6.2.3油类及脂肪酸150

6.3水性醇酸树脂的结构特性151

6.3.1水性醇酸合成原理及化学结构151

6.3.2干性油种类及油度对树脂性能的影响152

6.3.3醇酸树脂的水分散性153

6.3.4水溶性醇酸树脂的稳定性155

***水性醇酸树脂***工艺156

***.1逐步缩合增长成大分子树脂156

***.2醇酸树脂的水性化159

***.3水性醇酸树脂配方设计163

***.4水性醇酸树脂的工艺选择165

***.5水性醇酸树脂的生产实例167

6.5水性醇酸及其改性树脂171

6.5.1水性改性醇酸树脂的分类172

6.5.2苯乙烯改性醇酸树脂172

6.5.3有机硅改性醇酸树脂173

6.5.4丙烯酸改性水性醇酸树脂173

6.5.5其他方法改性水性醇酸树脂176

参考文献176

第7章水性工业漆常用颜填料及色浆/178

7.1粉体材料分类及其在水性工业漆中的作用178

7.2白色颜料179

7.2.1钛白粉179

7.2.2其他白色颜料186

7.3水性工业漆常用黑色颜料188

7.3.1色素炭黑的分类188

7.3.2色素炭黑的特性与应用关系188

7.4其他着色颜料189

7.4.1红丹的组成及性质190

7.4.2改性偏硼酸钡190

7.4.3铬酸盐类颜料190

7.4.4磷酸锌191

7.4.5云母氧化铁191

7.4.6碱式硅铬酸铅192

7.4.7聚磷酸铝、钼酸锌、硼酸锌192

7.4.8其他磷酸盐类及含磷防锈颜料192

7.4.9离子交换防锈颜料192

7.4.10玻璃鳞片192

7.4.11研究开发防锈颜料的意义193

7.5体质颜料194

7.5.1滑石粉194

7.5.2轻质碳酸钙194

7.5.3重质碳酸钙194

7.5.4硅灰石粉195

7.5.5其他填料195

7.6水性工业漆色浆196

7.6.1色浆的作用196

7.6.2色浆的***技术197

7.6.3水性色浆用颜料200

7.***水性色浆的生产设备210

7.6.5水性色浆的性能指标212

7.6.6商业色浆213

7.7水性工业漆色卡214

参考文献215

第8章水性工业漆常用助剂 /216

8.1概述216

8.1.1助剂的基本作用216

8.1.2助剂的分类217

8.2水性工业漆常用助剂217

8.2.1润湿分散剂217

8.2.2消泡剂224

8.2.3增稠剂 229

8.2.4流平剂237

8.2.5水性工业漆其他助剂241

8.3水性工业漆常用助溶剂254

8.3.1溶剂水255

8.3.2醇醚及醚酯类溶剂255

8.3.3混合溶剂的复配原理及其复配原则258

8.4水性工业漆成膜及其常用成膜助剂259

8.4.1简介259

8.4.2成膜助剂对涂料性能的影响259

8.4.3成膜助剂的选用260

8.4.4聚结成膜助剂应用指南261

8.4.5成膜助剂的发展趋势264

参考文献264

第9章水性木器漆 /266

9.1概述266

9.1.1水性木器漆的基本特征266

9.1.2水性木器漆现状及发展方向267

9.1.3水性木器漆的分类268

9.2水性木器漆的配方设计269

9.2.1配方的基本组成270

9.2.2水性木器漆的原料及设计要点270

9.2.3水性木器漆的***工艺275

9.3水性木器漆施工及其常见的问题276

9.3.1水性木器漆施工的注意事项276

9.3.2水性木器漆常见施工问题和处理办法276

9.4水性柳编漆277

9.4.1水性柳编漆的发展现状277

9.4.2水性柳编漆的分类278

9.4.3水性柳编漆的基本技术要求280

9.4.4水性柳编漆的应用配方举例281

9.5水性玩具漆282

9.5.1水性玩具漆的发展现状283

9.5.2水性玩具漆的分类283

9.5.3水性玩具漆的基本技术要求284

9.5.4水性玩具漆的应用配方举例285

9.6水性木器家具漆288

9.6.1水性木器家具漆的发展现状288

9.6.2水性木器家具漆的分类288

9.6.3水性木器家具漆的技术要求289

9.***水性木器家具漆的应用配方举例290

参考文献305

第10章水性金属防护漆 /306

10.1概述306

10.2金属腐蚀现象的本质306

10.2.1金属的化学腐蚀机理306

10.2.2金属的电化学腐蚀307

10.3金属的防护理论基础308

10.3.1金属的电化学保护308

10.3.2金属缓蚀剂及缓蚀机理308

10.4水性金属防腐防锈漆311

10.4.1水性金属防腐蚀涂料的特点及发展趋势311

10.4.2水性金属防腐漆的研究背景311

10.4.3防腐蚀涂料体系的构成312

10.4.4涂层体系选择313

10.4.5金属防腐蚀涂料的组成315

10.4.6水性醇酸防护漆315

10.4.7水性丙烯酸防护漆320

10.4.8水性丙烯酸环氧防护漆322

10.4.9水性环氧防腐蚀涂料323

10.4.10水性富锌涂料330

10.5水性浸涂漆336

10.5.1概述336

10.5.2水性浸涂漆产品标准337

10.5.3浸涂涂装主要工艺条件及常见问题解决方案338

10.5.4浸涂涂装的方法和技巧339

10.5.5浸涂涂装槽液维护339

10.5.6配方实例341

参考文献342

第11章水性汽车工业漆 /343

11.1概述343

11.1.1汽车涂料重要性343

11.1.2涂装工艺简介343

11.2水性汽车腻子345

11.2.1水性汽车腻子的***原理345

11.2.2水基汽车腻子***346

11.3水性汽车阻尼涂料349

11.3.1阻尼涂料的阻尼作用原理349

11.3.2阻尼材料(涂料)配方设计的基本原则350

11.3.3普通乳液阻尼涂料的研制与生产353

11.3.4乳液互穿网络阻尼涂料的研究与生产354

11.3.5性能检测358

11.3.6技术要点358

11.4水性汽车防石击涂料358

11.4.1防石击涂料的理论基础359

11.4.2影响涂料防石击性的因素359

11.4.3水基防石击涂料的制备361

11.5汽车底漆 363

11.5.1汽车底漆的发展简史363

11.5.2汽车阴极电泳漆及电泳涂装过程363

11.5.3阴极电泳漆的种类与特点364

11.5.4汽车阴极电泳漆的制备365

11.6水性汽车中涂漆368

11.6.1汽车中涂漆的基本要求368

11.6.2汽车中涂漆的树脂系统368

11.6.3水性饱和聚酯汽车中涂漆的***369

11.7水性汽车面漆371

11.7.1面漆重要性及其性能371

11.7.2双组分水性聚氨酯汽车面漆371

11.7.3双组分水性聚氨酯汽车面漆的制备375

11.7.4水性汽车实色面漆的制备376

11.7.5水性汽车金属闪光漆378

11.7.6水性汽车罩光清漆380

11.8水性汽车修补漆382

11.8.1汽车修补漆的发展简史及其类型382

11.8.2水性汽车修补漆的基本特征383

11.8.3水性汽车修补漆的制备384

11.8.4汽车修补漆用水性聚氨酯金属闪光底色漆的制备386

11.8.5汽车修补用水性聚氨酯底色漆制备387

参考文献391

第12章水性船舶漆及集装箱漆/392

12.1水性船舶漆392

12.1.1船舶漆概述392

12.1.2亟待发展水性船舶漆392

12.1.3船舶漆分类及水性船舶漆的主要品种393

12.1.4船舶漆质量要求394

12.1.5船舶漆施工及配套396

12.1.6水性船舶漆配方举例399

12.1.7进一步发展水性船舶涂料403

12.2水性集装箱漆403

12.2.1概述403

12.2.2集装箱行业涂装质量标准及基本工艺404

12.2.3水性集装箱漆分类及配套方案404

12.2.4水性集装箱漆涂装工艺及施工407

参考文献412

第13章水性地坪漆 /414

13.1概述414

13.2分类415

13.3环氧地坪涂料的水性化416

13.3.1环氧树脂的水性化技术416

13.3.2环氧固化剂的水性化技术418

13.3.3水性地坪涂料的配方设计419

13.3.4功能性水性环氧地坪漆配方实例426

13.4双组分聚氨酯地坪涂料的水性化431

13.4.1水性聚氨酯羟基组分的水性化431

13.4.2水性聚氨酯异氰酸酯固化剂的水性化434

13.4.3水性聚氨酯地坪涂料的配方设计435

13.4.4水性聚氨酯地坪面漆配方实例439

13.5水性地坪涂料的应用439

13.5.1水性地坪涂料施工工艺439

13.5.2施工中常出现的弊病及其解决方法441

参考文献443

第14章水性漆原材料及产品的检验方法 /444

14.1原材料检验方法444

14.1.1水性漆用树脂（含乳液）性能检测444

14.1.2水性漆用颜填料及色浆性能检测451

14.1.3水性漆用助剂性能检测457

14.2水性漆产品检验463

14.2.1水性漆液态性能检测463

14.2.2水性工业漆施工性能检测467

14.2.3水性工业漆漆膜光学性能检测473

14.2.4水性工业漆物理性能检测474

14.2.5涂膜的化学性能481

14.3水性工业漆常用标准487

14.3.1产品取样487

14.3.2水性木器漆涂料487

14.3.3汽车用水性涂料487

14.3.4地坪涂装材料487

14.3.5水性丙烯的树脂涂料487

14.3.6水性环氧树脂防腐涂料487

14.3.7水性聚氨酯涂料488

14.3.8水性浸涂漆488

14.3.9柳编制品用水性涂料488

第15章水性工业漆生产及施工中经常遇到的问题及其解决方案489

15.1概述489

15.2水性工业漆生产***过程中遇到的问题490

15.3水性工业漆的施工491

15.3.1水性工业漆施工的重要意义491

15.3.2水性工业漆施工的基本内容492

15.4水性工业漆施工中遇到的问题及解决的措施495

15.4.1水性漆施工缺陷的原因496

15.4.2水性漆施工缺陷原因496

15.4.3水性漆施工中遇到的问题及解决方法497

15.5应用案例504

15.5.1水性氨基浸涂漆在电动三轮车上的应用504

15.5.2汽车传动轴的水性涂装504

15.5.3水性环氧防腐漆在货叉上的应用505

15.5.4水性环氧酯底漆在水泵上的应用505

参考文献505

耿耀宗，河北科技大学、河北省涂料协会，名誉会长，教授，早年在中科院华北化学所及太原燃料化学研究所先后从事聚氯乙烯悬浮聚合及丁基橡胶的研究工作，领先将以PVA为悬浮剂的疏松型聚氯乙烯推向工业化生产；70年代奉调至河北科技大学从事教学科研工作，先后讲授物理化学、界面化学、表面活性剂物理化学等课程；1983年主持创建了我国本科涂料专业，先后讲授涂料树脂化学、涂料工艺学及涂料胶体化学等课程。一直从事聚合物乳液合成及应用推广工作，从事建筑涂料，特别是水性汽车涂装材料的研制推广工作，先后研制水基系列汽车腻子、水基汽车阻尼涂料、水基汽车防石击涂料、汽车防震隔热阻尼胶等近20项科研成果。主持了河北省自然科学基金项目1项及其它计划内项目10多项。研发了17个新产品均通过省部级科技进步奖3项及新产品成果奖多项，发明专利11项，发表论文100余篇。由中国轻工业出版社、中国石油化工出版社及化学工业出版社分别出版了《涂料树脂化学及其应用》、《合成聚合物乳液***与应用技术》、《现代木器家具漆配方及***工艺》、《现代水性涂料》及《现代水性涂料配方与工艺》等共十余本著作，总字数超过1000万，其中《现代水性涂料》第二版获河北省自然科学学术创新成果二等奖。

退休后的前10年一直指导研究生的工作，在胶乳互穿网络聚合物方面，特别是在聚氨酯/聚丙烯酸胶乳互穿网络聚合物(LIPNPU/PA)研究方面，聚氨酯油/聚丙烯酸胶乳互穿网络聚合物(LIPNPUO/PA) 完成三项目的基金项目均A按计划进行验收，其中水性涂饰剂及皮革光油在皮革行业进行了推广。

 目前一直主持河北省粘接涂料协会的日常工作，任名誉会长兼专家委员会主任。仍担任《涂层新材料》、《防腐保温技术》编委副主任及中国氟硅材料工业协会专家。

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本书包含必要的应用基础理论，但重在联系实际，重在实践，其中心目的是为了配合当前急待发展的水性工业漆的研发生产及应用推广，因而该书对科研院所研究人员、大专院校从事该领域从事研发的师生、相应企业工程技术人员、生产技术管理人员乃至普通

书摘插图

前言

环境污染给人们赖以生存的地球以及人类本身造成了极大的威胁。传统的油漆特别是溶剂型涂料无论在***过程或施工应用过程均排放大量的挥发性有机物（VOC）、有毒有害废气、废水，造成环境污染。水性涂料(也可称水性漆)可以降低VOC的排放、减少有害废物的生成，已获得了愈来愈多的应用，特别是在建筑涂装领域已经普遍采用。2017年全国涂料生产总量为2041万吨，建筑涂料为630万吨,占30%左右。在工业涂装方面，水性漆在轿车涂装方面已占较高的比例，在其他工业涂装领域，如工程机械、船舶、桥梁、钢结构等也逐渐得到重视。尽管水性漆的推广力度不断加大，但推广效果、占领市场的比例仍不尽如人意,实际上许多工业涂装领域仍是溶剂型涂料一统天下。这与各种法规严格限制VOC排放，特别是与《巴黎协定》正式生效的今天极不相称。在诸多工业涂装领域积极推广水性工业漆，限度地替代溶剂型涂料是这一代涂料人不可推卸的历史使命。

本书旨在为这一使命抛砖引玉。编写《水性工业漆》力图体现以下三个特点。

(1)突出高性能水性工业漆专用树脂的合成与制备。经多家水性工业漆***商的调查，目前高性能水性工业漆调制基本上依赖国外品牌树脂作为基料，民族品牌水性工业漆用树脂少之又少，在很大的程度上影响了我国水性工业漆的开发推广及工业涂装水性化的进程。为了弘扬民族企业，渴望诸多树脂生产企业开发具有自主知识产权的高性能水性工业漆专用树脂，因而本书特聘衡水新光、江苏日出及广东巴德富大型树脂生产企业研发人员执笔，用较大篇幅讨论聚合物乳液制备的理论基础，提供了数种切实可行的高性能聚合物乳液***技术，为铸造民族品牌迈出了坚实的一步。

(2)突出理论联系实际，在应用基础知识阐述的基础上，重视产品的配方设计，更突出具体产品的生产技术，同时对产品检测也给予了足够重视。

(3)突出各种助剂应用技术。助剂的用量不过千分之几至百分之几，但其作用是举足轻重的，本书以相当大篇按照助剂用途专门推荐国内外几家著名公司近300多种水性工业漆用助剂，名称、型号、性能、涂料中的用量及其应用技巧，并给出了供应渠道。

本书共分15章叙述，第1章,第2章，第4～6章，第9章， 第13～15章分别由耿耀宗、焦健、肖继君、楼李华、刘宝丰、宋利强、程璐、吴流平及肖铭编写；第3章由李成林、耿耀宗、卢小松、成炀霈、王志宽、段新峰编写；第7章由蒋丙増、王增浩、郭丽娟编写；第8章由耿星、刘忠伟、花东栓、段新峰编写；第10章由花东栓、岳少哲编写；第11章由耿耀宗、董立志编写；第12章由董立志、耿耀宗、于义田、徐小东、王瑞宏编写。花东栓对第8～15章进行了初步修改，肖继君对全书进行了初步统编，后由耿耀宗修改补充和定稿。在读研究生胡明广、孙耶楠对全书目录的生成给予了许多帮助，表示谢意。

由于涂料行业仍普遍使用“当量”这一概念，本书予以保留。

在编写过程中得到了河北科技大学、化学工业出版社、河北晨阳工贸集团有限公司、衡水新光化工有限公司及河北省粘接与涂料协会的大力支持，在此深表感谢。

原化工部涂料工业研究设计院（现北方涂料工业研究设计院）副院长、《现代涂料与涂装》原主编、上海工程技术大学***教授、中国涂料工业百年影响力人物刘国杰教授级高级工程师挥笔为本书作序，深表感谢。

由于水平所限,不足之处在所难免，敬请读者指正。

耿耀宗

于河北科技大学