耿耀宗，河北科技大學、河北省塗料協會，名譽會長，教授，早年在中科院華北化學所及太原燃料化學研究所先後從事聚氯乙烯懸浮聚合及丁基橡膠的研究工作，領先將以PVA為懸浮劑的疏松型聚氯乙烯推向工業化生產；70年代奉調至河北科技大學從事教學科研工作，先後講授物理化學、界面化學、表面活性劑物理化學等課程；1983年主持創建了我國本科塗料專業，先後講授塗料樹脂化學、塗料工藝學及塗料膠體化學等課程。一直從事聚合物乳液合成及應用推廣工作，從事建築塗料，特別是水性汽車塗裝材料的研制推廣工作，先後研制水基繫列汽車膩子、水基汽車阻尼塗料、水基汽車防石擊塗料、汽車防震隔熱阻尼膠等近20項科研成果。主持了河北省自然科學基金項目1項及其它計劃內項目10多項。研發了17個新產品均通過省部級科技進步獎3項及新產品成果獎多項，發明專利11項，發表論文100餘篇。由中國輕工業出版社、中國石油化工出版社及化學工業出版社分別出版了《塗料樹脂化學及其應用》、《合成聚合物乳液制造與應用技術》、《現代木器家具漆配方及制造工藝》、《現代水性塗料》及《現代水性塗料配方與工藝》等共十餘本著作，總字數超過1000萬，其中《現代水性塗料》第二版獲河北省自然科學學術創新成果二等獎。

退休後的前10年一直指導研究生的工作，在膠乳互穿網絡聚合物方面，特別是在聚氨酯/聚丙烯酸膠乳互穿網絡聚合物(LIPNPU/PA)研究方面，聚氨酯油/聚丙烯酸膠乳互穿網絡聚合物(LIPNPUO/PA) 完成三項目的基金項目均A按計劃進行驗收，其中水性塗飾劑及皮革光油在皮革行業進行了推廣。

 目前一直主持河北省粘接塗料協會的日常工作，任名譽會長兼專家委員會主任。仍擔任《塗層新材料》、《防腐保溫技術》編委副主任及中國氟硅材料工業協會專家。

第1章緒論 /001

1.1水性工業塗料開發的歷史背景001

1.1.1環境保護的法律日益苛刻001

1.1.2塗料塗裝行業面臨VOC減排的嚴峻形勢001

1.2水性工業塗料及其分類002

1.2.1按基料的膠體分散體性質分類002

1.2.2按基料的類別分類004

1.2.3按施工對像分類004

1.2.4按干燥和固化方式分類005

1.3水性工業漆發展應用現狀005

1.3.1車輛用水性塗料005

1.3.2集裝箱水性防腐塗料007

1.3.3水性船舶及海工港機塗料007

1.3.4水性卷材塗料008

1.3.5風電用水性塗料008

1.3.6機電設備外殼浸塗用水性塗料008

1.3.7水性帶鏽塗料009

1.3.8水性阻尼塗料009

1.3.9水性防火塗料009

1.3.10水性木器漆 010

1.4水性工業漆的發展方向010

1.5水性工業漆的發展現狀及巨大的發展空間011

1.5.1建築塗裝011

1.5.2目前我國塗料品種基本結構及水性工業漆市場空間011

參考文獻012



第2章聚合物乳液的合成及膠體成膜 /013

2.1概述013

2.1.1命名與定義013

2.1.2聚合物乳液的性質014

2.2乳液聚合物的合成016

2.2.1粒子成核019

2.2.2粒子的增長025

2.2.3聚合物乳液合成工藝028

2.2.4聚合物乳液配方設計037

2.3乳液聚合的技術進展039

2.3.1聚合物乳液粒子形態039

2.3.2活性乳液聚合041

2.4聚合物膠體的穩定性042

2.4.1膠體穩定042

2.4.2消耗穩定043

2.5聚合物膠體成膜043

2.5.1水的蒸發043

2.5.2干燥模型044

2.5.3堆積與形變048

2.5.4成膜溫度049

2.5.5聚合物分子的擴散049

2.5.6乳化劑在聚合物膜中的分布050

參考文獻050



第3章水性工業漆用丙烯酸類乳液的合成  /054

3.1概述054

3.1.1水性工業漆用丙烯酸樹脂的基本要求054

3.1.2交聯在水性工業漆合成中的意義054

3.1.3常用交聯體繫及其作用特征054

3.1.4氟硅材料改性在水性工業漆樹脂合成中的意義057

3.2丙烯酸酯類水性木器漆乳液的合成技術057

3.2.1概述057

3.2.2水性家裝木器漆用乳液合成實例058

3.2.3水性家具木器漆用乳液合成實例059

3.2.4有光木器漆用乳液合成技術063

3.2.5光固化木器漆用乳液合成技術063

3.3防腐防鏽聚合物乳液的合成064

3.3.1金屬腐蝕化學原理及電化學原理064

3.3.2金屬防腐蝕的基本方法064

3.3.3防腐防鏽乳液聚合繫統的設計原理及其組分的選擇065

3.3.4反應型乳液乳化劑分類及其作用065

3.3.5反應型乳化劑對合成防腐防鏽乳液的作用066

3.3.6防腐防鏽丙烯酸酯乳液生產實例067

3.3.7防腐防鏽乳液合成實例075

3.3.8用於鍍鋅板防腐乳液075

3.4氟改性丙烯酸乳液的合成技術076

3.4.1含氟丙烯酸-丙烯酸酯乳液合成技術076

3.4.2氟碳乳液的合成078

3.4.3自分層氟碳乳液制造079

3.5有機硅改性丙烯酸乳液（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其他有機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

參考文獻082



第4章水性聚氨酯的合成技術 /084

4.1概述084

4.1.1水性聚氨酯樹脂的基本特性084

4.1.2聚氨酯樹脂合成的基本反應086

4.1.3水性聚氨酯樹脂的分類087

4.1.4水性聚氨酯樹脂的發展方向088

4.2水性聚氨酯樹脂的原材料及其規格089

4.2.1異氰酸酯089

4.2.2低醇090

4.2.3其他原料090

4.3單組分水性聚氨酯樹脂的制造原理及應用實例092

4.3.1水性聚氨酯樹脂的配方設計092

4.3.2水性聚氨酯樹脂的制造工藝095

4.3.3水性聚氨酯樹脂的制造實例097

4.3.4單組分水性聚氨酯塗料應用實例100

4.4雙組分水性聚氨酯樹脂的制備原理及應用實例103

4.4.1雙組分水性聚氨酯的特性103

4.4.2水性聚醇104

4.4.3多異氰酸酯109

4.4.4雙組分水性聚氨酯塗料應用實例112

4.5水性聚氨酯樹脂的改性及其實例117

4.5.1丙烯酸改性聚氨酯樹脂及應用實例117

4.5.2環氧改性水性聚氨酯樹脂及應用實例119

4.5.3植物油改性水性聚氨酯樹脂及應用實例123

參考文獻124



第5章水性環氧樹脂制備技術/127

5.1水性環氧樹脂的發展簡史及現狀127

5.2水性環氧樹脂的基本特性及分類128

5.2.1水性環氧樹脂的基本特性128

5.2.2水性環氧樹脂的分類129

5.3環氧樹脂的水性化技術130

5.3.1直接乳化法（機械乳化法）130

5.3.2乳液聚合法131

5.3.3相反轉乳化法131

5.3.4化學乳化法（自乳化法）132

5.4水性環氧樹脂的改性133

5.4.1水性丙烯酸改性環氧133

5.4.2水性聚氨酯改性環氧135

5.5水性環氧樹脂的生產應用實例135

5.5.1相反轉法制備水性環氧樹脂135

5.5.2自乳化法制備水性環氧樹脂136

5.6在售的主要水性環氧樹脂產品137

5.7水性環氧樹脂體繫的固化劑138

5.7.1水性環氧體繫固化原理和特性139

5.7.2水性環氧體繫固化劑的改性方法140

5.7.3常用水性環氧固化劑的制造方法實例141

5.7.4在售的主要水性環氧固化劑產品143

5.8水性環氧樹脂的發展方向144

參考文獻144



第6章水性醇酸及水性聚酯樹脂的合成技術 /146

6.1概述146

6.1.1水性醇酸樹脂的發展簡史146

6.1.2水性醇酸及水性聚酯樹脂在現代水性塗料發展中的作用和優勢147

6.1.3水性醇酸樹脂國內外研究現狀147

6.2水性醇酸樹脂原材料149

6.2醇149

6.2酸149

6.2.3油類及脂肪酸150

6.3水性醇酸樹脂的結構特性151

6.3.1水性醇酸合成原理及化學結構151

6.3.2干性油種類及油度對樹脂性能的影響152

6.3.3醇酸樹脂的水分散性153

6.3.4水溶性醇酸樹脂的穩定性155

6.4水性醇酸樹脂制造工藝156

6.4.1逐步縮合增長成大分子樹脂156

6.4.2醇酸樹脂的水性化159

6.4.3水性醇酸樹脂配方設計163

6.4.4水性醇酸樹脂的工藝選擇165

6.4.5水性醇酸樹脂的生產實例167

6.5水性醇酸及其改性樹脂171

6.5.1水性改性醇酸樹脂的分類172

6.5.2苯乙烯改性醇酸樹脂172

6.5.3有機硅改性醇酸樹脂173

6.5.4丙烯酸改性水性醇酸樹脂173

6.5.5其他方法改性水性醇酸樹脂176

參考文獻176



第7章水性工業漆常用顏填料及色漿/178

7.1粉體材料分類及其在水性工業漆中的作用178

7.2白色顏料179

7.2.1鈦白粉179

7.2.2其他白色顏料186

7.3水性工業漆常用黑色顏料188

7.3.1色素炭黑的分類188

7.3.2色素炭黑的特性與應用關繫188

7.4其他著色顏料189

7.4.1紅丹的組成及性質190

7.4.2改性偏硼酸鋇190

7.4.3鉻酸鹽類顏料190

7.4.4磷酸鋅191

7.4.5雲母氧化鐵191

7.4.6堿式硅鉻酸鉛192

7.4.7聚磷酸鋁、鉬酸鋅、硼酸鋅192

7.4.8其他磷酸鹽類及含磷防鏽顏料192

7.4.9離子交換防鏽顏料192

7.4.10玻璃鱗片192

7.4.11研究開發防鏽顏料的意義193

7.5體質顏料194

7.5.1滑石粉194

7.5.2輕質碳酸鈣194

7.5.3重質碳酸鈣194

7.5.4硅灰石粉195

7.5.5其他填料195

7.6水性工業漆色漿196

7.6.1色漿的作用196

7.6.2色漿的制造技術197

7.6.3水性色漿用顏料200

7.6.4水性色漿的生產設備210

7.6.5水性色漿的性能指標212

7.6.6商業色漿213

7.7水性工業漆色卡214

參考文獻215



第8章水性工業漆常用助劑 /216

8.1概述216

8.1.1助劑的基本作用216

8.1.2助劑的分類217

8.2水性工業漆常用助劑217

8.2.1潤濕分散劑217

8.2.2消泡劑224

8.2.3增稠劑 229

8.2.4流平劑237

8.2.5水性工業漆其他助劑241

8.3水性工業漆常用助溶劑254

8.3.1溶劑水255

8.3.2醇醚及醚酯類溶劑255

8.3.3混合溶劑的復配原理及其復配原則258

8.4水性工業漆成膜及其常用成膜助劑259

8.4.1簡介259

8.4.2成膜助劑對塗料性能的影響259

8.4.3成膜助劑的選用260

8.4.4聚結成膜助劑應用指南261

8.4.5成膜助劑的發展趨勢264

參考文獻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水性木器漆現狀及發展方向267

9.1.3水性木器漆的分類268

9.2水性木器漆的配方設計269

9.2.1配方的基本組成270

9.2.2水性木器漆的原料及設計要點270

9.2.3水性木器漆的制造工藝275

9.3水性木器漆施工及其常見的問題276

9.3.1水性木器漆施工的注意事項276

9.3.2水性木器漆常見施工問題和處理辦法276

9.4水性柳編漆277

9.4.1水性柳編漆的發展現狀277

9.4.2水性柳編漆的分類278

9.4.3水性柳編漆的基本技術要求280

9.4.4水性柳編漆的應用配方舉例281

9.5水性玩具漆282

9.5.1水性玩具漆的發展現狀283

9.5.2水性玩具漆的分類283

9.5.3水性玩具漆的基本技術要求284

9.5.4水性玩具漆的應用配方舉例285

9.6水性木器家具漆288

9.6.1水性木器家具漆的發展現狀288

9.6.2水性木器家具漆的分類288

9.6.3水性木器家具漆的技術要求289

9.6.4水性木器家具漆的應用配方舉例290

參考文獻305



第10章水性金屬防護漆 /306

10.1概述306

10.2金屬腐蝕現像的本質306

10.2.1金屬的化學腐蝕機理306

10.2.2金屬的電化學腐蝕307

10.3金屬的防護理論基礎308

10.3.1金屬的電化學保護308

10.3.2金屬緩蝕劑及緩蝕機理308

10.4水性金屬防腐防鏽漆311

10.4.1水性金屬防腐蝕塗料的特點及發展趨勢311

10.4.2水性金屬防腐漆的研究背景311

10.4.3防腐蝕塗料體繫的構成312

10.4.4塗層體繫選擇313

10.4.5金屬防腐蝕塗料的組成315

10.4.6水性醇酸防護漆315

10.4.7水性丙烯酸防護漆320

10.4.8水性丙烯酸環氧防護漆322

10.4.9水性環氧防腐蝕塗料323

10.4.10水性富鋅塗料330

10.5水性浸塗漆336

10.5.1概述336

10.5.2水性浸塗漆產品標準337

10.5.3浸塗塗裝主要工藝條件及常見問題解決方案338

10.5.4浸塗塗裝的方法和技巧339

10.5.5浸塗塗裝槽液維護339

10.5.6配方實例341

參考文獻342



第11章水性汽車工業漆 /343

11.1概述343

11.1.1汽車塗料重要性343

11.1.2塗裝工藝簡介343

11.2水性汽車膩子345

11.2.1水性汽車膩子的制造原理345

11.2.2水基汽車膩子制造346

11.3水性汽車阻尼塗料349

11.3.1阻尼塗料的阻尼作用原理349

11.3.2阻尼材料(塗料)配方設計的基本原則350

11.3.3普通乳液阻尼塗料的研制與生產353

11.3.4乳液互穿網絡阻尼塗料的研究與生產354

11.3.5性能檢測358

11.3.6技術要點358

11.4水性汽車防石擊塗料358

11.4.1防石擊塗料的理論基礎359

11.4.2影響塗料防石擊性的因素359

11.4.3水基防石擊塗料的制備361

11.5汽車底漆 363

11.5.1汽車底漆的發展簡史363

11.5.2汽車陰極電泳漆及電泳塗裝過程363

11.5.3陰極電泳漆的種類與特點364

11.5.4汽車陰極電泳漆的制備365

11.6水性汽車中塗漆368

11.6.1汽車中塗漆的基本要求368

11.6.2汽車中塗漆的樹脂繫統368

11.6.3水性飽和聚酯汽車中塗漆的制造369

11.7水性汽車面漆371

11.7.1面漆重要性及其性能371

11.7.2雙組分水性聚氨酯汽車面漆371

11.7.3雙組分水性聚氨酯汽車面漆的制備375

11.7.4水性汽車實色面漆的制備376

11.7.5水性汽車金屬閃光漆378

11.7.6水性汽車罩光清漆380

11.8水性汽車修補漆382

11.8.1汽車修補漆的發展簡史及其類型382

11.8.2水性汽車修補漆的基本特征383

11.8.3水性汽車修補漆的制備384

11.8.4汽車修補漆用水性聚氨酯金屬閃光底色漆的制備386

11.8.5汽車修補用水性聚氨酯底色漆制備387

參考文獻391



第12章水性船舶漆及集裝箱漆/392

12.1水性船舶漆392

12.1.1船舶漆概述392

12.1.2亟待發展水性船舶漆392

12.1.3船舶漆分類及水性船舶漆的主要品種393

12.1.4船舶漆質量要求394

12.1.5船舶漆施工及配套396

12.1.6水性船舶漆配方舉例399

12.1.7進一步發展水性船舶塗料403

12.2水性集裝箱漆403

12.2.1概述403

12.2.2集裝箱行業塗裝質量標準及基本工藝404

12.2.3水性集裝箱漆分類及配套方案404

12.2.4水性集裝箱漆塗裝工藝及施工407

參考文獻412



第13章水性地坪漆 /414

13.1概述414

13.2分類415

13.3環氧地坪塗料的水性化416

13.3.1環氧樹脂的水性化技術416

13.3.2環氧固化劑的水性化技術418

13.3.3水性地坪塗料的配方設計419

13.3.4功能性水性環氧地坪漆配方實例426

13.4雙組分聚氨酯地坪塗料的水性化431

13.4.1水性聚氨酯羥基組分的水性化431

13.4.2水性聚氨酯異氰酸酯固化劑的水性化434

13.4.3水性聚氨酯地坪塗料的配方設計435

13.4.4水性聚氨酯地坪面漆配方實例439

13.5水性地坪塗料的應用439

13.5.1水性地坪塗料施工工藝439

13.5.2施工中常出現的弊病及其解決方法441

參考文獻443



第14章水性漆原材料及產品的檢驗方法 /444

14.1原材料檢驗方法444

14.1.1水性漆用樹脂（含乳液）性能檢測444

14.1.2水性漆用顏填料及色漿性能檢測451

14.1.3水性漆用助劑性能檢測457

14.2水性漆產品檢驗463

14.2.1水性漆液態性能檢測463

14.2.2水性工業漆施工性能檢測467

14.2.3水性工業漆漆膜光學性能檢測473

14.2.4水性工業漆物理性能檢測474

14.2.5塗膜的化學性能481

14.3水性工業漆常用標準487

14.3.1產品取樣487

14.3.2水性木器漆塗料487

14.3.3汽車用水性塗料487

14.3.4地坪塗裝材料487

14.3.5水性丙烯的樹脂塗料487

14.3.6水性環氧樹脂防腐塗料487

14.3.7水性聚氨酯塗料488

14.3.8水性浸塗漆488

14.3.9柳編制品用水性塗料488



第15章水性工業漆生產及施工中經常遇到的問題及其解決方案489

15.1概述489

15.2水性工業漆生產制造過程中遇到的問題490

15.3水性工業漆的施工491

15.3.1水性工業漆施工的重要意義491

15.3.2水性工業漆施工的基本內容492

15.4水性工業漆施工中遇到的問題及解決的措施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問題及解決方法497

15.5應用案例504

15.5.1水性氨基浸塗漆在電動三輪車上的應用504

15.5.2汽車傳動軸的水性塗裝504

15.5.3水性環氧防腐漆在貨叉上的應用505

15.5.4水性環氧酯底漆在水泵上的應用505

參考文獻505

環境污染給人們賴以生存的地球以及人類本身造成了極大的威脅。傳統的油漆特別是溶劑型塗料無論在制造過程或施工應用過程均排放大量的揮發性有機物（VOC）、有毒有害廢氣、廢水，造成環境污染。水性塗料(也可稱水性漆)可以降低VOC的排放、減少有害廢物的生成，已獲得了愈來愈多的應用，特別是在建築塗裝領域已經普遍采用。2017年全國塗料生產總量為2041萬噸，建築塗料為630萬噸,占30%左右。在工業塗裝方面，水性漆在轎車塗裝方面已占較高的比例，在其他工業塗裝領域，如工程機械、船舶、橋梁、鋼結構等也逐漸得到重視。盡管水性漆的推廣力度不斷加大，但推廣效果、占領市場的比例仍不盡如人意,實際上許多工業塗裝領域仍是溶劑型塗料一統天下。這與各種法規嚴格限制VOC排放，特別是與《巴黎協定》正式生效的今天極不相稱。在諸多工業塗裝領域積極推廣水性工業漆，限度地替代溶劑型塗料是這一代塗料人不可推卸的歷史使命。

本書旨在為這一使命拋磚引玉。編寫《水性工業漆》力圖體現以下三個特點。

(1)突出高性能水性工業漆專用樹脂的合成與制備。經多家水性工業漆制造商的調查，目前高性能水性工業漆調制基本上依賴國外品牌樹脂作為基料，民族品牌水性工業漆用樹脂少之又少，在很大的程度上影響了我國水性工業漆的開發推廣及工業塗裝水性化的進程。為了弘揚民族企業，渴望諸多樹脂生產企業開發具有自主知識產權的高性能水性工業漆專用樹脂，因而本書特聘衡水新光、江蘇日出及廣東巴德富大型樹脂生產企業研發人員執筆，用較大篇幅討論聚合物乳液制備的理論基礎，提供了數種切實可行的高性能聚合物乳液制造技術，為鑄造民族品牌邁出了堅實的一步。

(2)突出理論聯繫實際，在應用基礎知識闡述的基礎上，重視產品的配方設計，更突出具體產品的生產技術，同時對產品檢測也給予了足夠重視。

(3)突出各種助劑應用技術。助劑的用量不過千分之幾至百分之幾，但其作用是舉足輕重的，本書以相當大篇按照助劑用途專門推薦國內外幾家著名公司近300多種水性工業漆用助劑，名稱、型號、性能、塗料中的用量及其應用技巧，並給出了供應渠道。

本書共分15章敘述，第1章,第2章，第4～6章，第9章， 第13～15章分別由耿耀宗、焦健、肖繼君、樓李華、劉寶豐、宋利強、程璐、吳流平及肖銘編寫；第3章由李成林、耿耀宗、盧小松、成煬霈、王志寬、段新峰編寫；第7章由蔣丙増、王增浩、郭麗娟編寫；第8章由耿星、劉忠偉、花東栓、段新峰編寫；第10章由花東栓、嶽少哲編寫；第11章由耿耀宗、董立志編寫；第12章由董立志、耿耀宗、於義田、徐小東、王瑞宏編寫。花東栓對第8～15章進行了初步修改，肖繼君對全書進行了初步統編，後由耿耀宗修改補充和定稿。在讀研究生胡明廣、孫耶楠對全書目錄的生成給予了許多幫助，表示謝意。

由於塗料行業仍普遍使用“當量”這一概念，本書予以保留。

在編寫過程中得到了河北科技大學、化學工業出版社、河北晨陽工貿集團有限公司、衡水新光化工有限公司及河北省粘接與塗料協會的大力支持，在此深表感謝。

原化工部塗料工業研究設計院（現北方塗料工業研究設計院）副院長、《現代塗料與塗裝》原主編、上海工程技術大學兼職教授、中國塗料工業百年影響力人物劉國傑教授級高級工程師揮筆為本書作序，深表感謝。

由於水平所限,不足之處在所難免，敬請讀者指正。



耿耀宗

於河北科技大學