绪论 1
0.1 聚氨酯树脂及涂料的发展历史 1
0.2 聚氨酯工业及聚氨酯防腐蚀涂料在我国的发展 3
0.3 聚氨酯树脂涂料的分类 5
0.3.1 按照涂料的包装分类 6
0.3.2 按异氰酸酯的种类分类 10
0.3.3 按涂料的分散介质分类 11
0.4 聚氨酯涂料的特点及用途 12
0.4.1 聚氨酯树脂涂料的特点 12
0.4.2 聚氨酯树脂涂料的用途 15
参考文献 18
第1章 聚氨酯的合成化学及成膜机理 19
1.1 聚氨酯的合成化学 19
1.1.1 聚氨酯的化学反应原理 19
1.1.2 异氰酸酯取代基的电负性及其对反应活性的影响 20
1.2 异氰酸酯的反应 21
1.1.3 活性氢化合物取代基的电负性及其对反应活性的影响 21
1.2.1 异氰酸酯与羟基的反应 22
1.2.2 异氰酸酯与氨基甲酸酯的反应 23
1.2.3 异氰酸酯与水的反应 23
1.2.4 异氰酸酯与胺的反应 24
1.2.5 异氰酸酯与脲的反应 24
1.2.6 异氰酸酯与噁唑烷等潜固化剂的反应 25
1.2.7 异氰酸酯与羧酸的反应 25
1.3.2 催化剂的催化机理 26
1.3 聚氨酯合成的催化剂 26
1.3.1 用于聚氨酯涂料的主要催化剂 26
1.3.3 催化剂的选择 27
1.4 聚氨酯涂料用溶剂 29
1.4.1 聚氨酯涂料对溶剂的要求 29
1.4.2 溶剂的极性对聚氨酯反应活性及涂膜性能的影响 32
1.5 多异氰酸酯的制备 33
1.5.1 光气法制备HDI 34
1.5.2 非光气法制备HDI 35
1.6 涂料用多异氰酸酯 37
1.6.1 甲苯二异氰酸酯（TDI） 37
1.6.2 二苯甲烷二异氰酸酯（MDI） 39
1.6.3 苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI） 41
1.6.4 异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI） 42
1.6.5 多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI） 43
1.6.6 己二异氰酸酯（HDI） 43
1.6.7 四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI） 44
1.6.8 甲基苯乙烯异氰酸酯（TMI） 45
1.6.9 涂料用异氰酸酯的应用 46
1.7 聚氨酯涂料结构和性能的关系 51
1.7.1 双组分聚氨酯涂料的玻璃化温度 51
1.7.2 聚氨酯涂料交联程度 52
1.7.3 聚氨酯涂料配方 54
1.7.4 聚氨酯涂膜中氨酯键的反应及涂膜的破坏 57
参考文献 65
2.1 聚氨酯防腐蚀涂料用颜填料 66
第2章 聚氨酯涂料用颜填料、助剂及溶剂 66
2.1.1 影响填料的性质的因素 67
2.1.2 填料的重要品种 73
2.1.3 着色颜料 81
2.1.4 防锈颜料 84
2.2 聚氨酯防腐蚀涂料用溶剂 102
2.2.1 聚氨酯涂料用溶剂要求 102
2.2.2 聚氨酯涂料用溶剂选择 103
2.2.3 用于聚氨酯涂料体系的环境友好型溶剂 106
2.3 聚氨酯防腐蚀涂料用助剂 111
2.3.1 聚氨酯涂料用催化固化剂 112
2.3.2 聚氨酯涂料用防结皮剂 122
2.3.3 聚氨酯涂料用防沉剂 123
2.3.4 聚氨酯涂料用流平剂 130
2.3.5 聚氨酯涂料用润湿剂和分散剂 134
2.3.6 聚氨酯涂料用消泡剂 140
2.3.7 聚氨酯涂料用光稳定剂 143
2.3.8 附着力促进剂 147
2.3.9 耐刮伤助剂 151
参考文献 151
第3章 常用单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料 154
3.1 单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料的原理 154
3.2 单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料的特点 155
3.3 潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料的分类 157
3.4.1 异氰酸酯的类型 158
3.4 潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料的其他组分及配方 158
3.4.2 颜填料 159
3.4.3 助剂 160
3.4.4 潮气固化型聚氨酯色漆的制备 164
3.4.5 单组分潮气固化型聚氨酯涂料配方 166
3.5 潮气对单组分聚氨酯涂料成膜的影响及降低潮气固化型聚氨酯涂层气泡的技术途径 173
3.5.1 潮气对单组分聚氨酯涂料成膜的影响 173
3.5.2 降低潮气固化型聚氨酯涂层气泡的技术途径 173
3.6.1 单组分潮气固化型聚氨酯涂料在重防腐蚀涂料领域的地位 177
3.6 单组分潮气固化型聚氨酯涂料在重防腐蚀中的应用 177
3.6.2 典型的单组分潮气固化聚氨酯涂料防腐蚀体系 178
3.6.3 单组分潮气固化型聚氨酯涂料防腐蚀体系的涂装 180
3.6.4 单组分潮气固化型聚氨酯涂料的重涂性 181
参考文献 182
第4章 常用双组分聚氨酯防腐蚀涂料 184
4.1 双组分聚氨酯防腐蚀涂料的组成和特点 184
4.2 多异氰酸酯固化剂（多异氰酸酯预聚物） 185
4.2.1 概述 185
4.2.2 TMP和TDI的加成物 187
4.2.3 多异氰酸酯缩二脲型固化剂 190
4.2.4 多异氰酸酯三聚体（异氰脲酸酯） 193
4.2.5 异氰脲酸酯的溶剂 197
4.3 聚酯聚氨酯树脂涂料 197
4.3.1 羟基固化型聚氨酯涂料的特点和组成 197
4.3.2 聚酯的合成方法及特点 199
4.3.3 聚酯的品种 204
4.3.4 聚酯聚氨酯涂料配方及应用 207
4.4 聚醚聚氨酯树脂涂料 211
4.4.1 聚醚树脂的合成和特点 211
4.4.2 聚醚树脂的改性方法 214
4.4.3 聚醚聚氨酯涂料配方 215
4.5 环氧聚氨酯防腐蚀涂料 217
4.5.1 环氧树脂的结构和特点 217
4.5.2 环氧树脂作为聚氨酯涂料羟基组分 218
4.5.3 典型环氧-聚氨酯防腐蚀涂料 220
4.6 丙烯酸聚氨酯树脂涂料 224
4.6.1 丙烯酸树脂的特点 224
4.6.2 丙烯酸聚氨酯防腐蚀涂料 225
4.6.3 丙烯酸聚氨酯涂料的应用 228
4.7 羟基醇酸树脂聚氨酯防腐蚀涂料 231
4.7.1 概述 231
4.7.2 醇酸树脂改性方法 232
4.7.3 单组分氨基甲酸酯改性醇酸树脂涂料（氨酯油）配方及应用 233
4.8 含氟聚氨酯防腐蚀涂料 235
4.8.1 氟树脂的特点及应用 235
4.8.2 含氟聚氨酯树脂的合成路线 235
4.8.3 含氟聚氨酯涂料的制备 239
4.8.4 含氟聚氨酯涂料的应用 242
4.9 有机硅改性聚氨酯防腐蚀涂料 243
4.9.1 有机硅改性聚氨酯涂料概述 243
4.9.2 有机硅改性聚氨酯涂料方法 244
4.9.3 有机硅改性聚氨酯涂料 246
4.9.4 有机硅改性聚氨酯涂料展望 248
4.10 羟基化氯醋树脂聚氨酯涂料 250
4.11 其他树脂改性的聚氨酯涂料 251
4.11.1 醛酮树脂改性的聚氨酯涂料 251
4.11.2 聚氨酯改性氯磺化聚乙烯防腐涂料 252
4.12 预聚物催化固化型聚氨酯涂料 255
4.12.1 催化固化型双组分聚氨酯防腐蚀涂料的组成 255
4.12.2 催化固化型双组分聚氨酯防腐蚀涂料用催化固化剂 256
4.12.3 催化固化型聚氨酯涂料配方 257
4.13 沥青聚氨酯防腐蚀涂料 258
4.13.1 沥青涂料的品种和性能 258
4.13.2 煤焦沥青聚氨酯防腐蚀涂料 259
4.13.3 环氧-聚氨酯煤沥青涂料 261
4.13.4 石油沥青聚氨酯防腐蚀涂料 262
4.14 聚氨酯玻璃鳞片涂料 269
4.14.1 玻璃鳞片防腐蚀机理 269
4.14.2 玻璃鳞片的特点 271
4.14.3 玻璃鳞片的涂料的分类 272
4.14.4 不同树脂类型的玻璃鳞片涂料性能比较 272
参考文献 274
第5章 水性聚氨酯涂料 277
5.1 引言 277
5.1.1 VOC的概念 277
5.1.3 水性涂料的特点 278
5.1.2 低VOC涂料 278
5.1.4 水性聚氨酯（PU）的发展状况 279
5.2 水性聚氨酯涂料分类 281
5.2.1 水溶性聚氨酯涂料 282
5.2.2 聚氨酯（PU）乳液 284
5.2.3 提高水性聚氨酯涂膜性能的方法 287
5.3 单组分水性聚氨酯涂料 288
5.3.1 内交联法制备单组分水性聚氨酯涂料 289
5.3.2 单组分水性聚氨酯-丙烯酸涂料 291
5.3.3 新型的水性聚酯-聚氨酯分散体 292
5.4 双组分水性聚氨酯涂料 298
5.4.1 双组分水性聚氨酯的特点 298
5.4.2 双组分水性聚氨酯的组成 299
5.4.3 双组分水性聚氨酯的多元醇部分 300
5.4.4 双组分水性聚氨酯涂料用多异氰酸酯 305
5.4.5 双组分水性聚氨酯涂料化学反应及性能 313
5.4.6 双组分水性聚氨酯涂料用颜填料及助剂 324
5.4.7 双组分水性聚氨酯涂料在防腐蚀涂料中的应用 332
参考文献 342
第6章 聚氨酯粉末涂料 345
6.1 概述 345
6.2 聚氨酯粉末涂料的分类与原理 347
6.2.1 聚氨酯粉末涂料的分类 347
6.2.2 聚氨酯粉末涂料的特点 347
6.2.3 聚氨酯粉末涂料的固化原理 348
6.3 聚氨酯粉末涂料的组成 348
6.3.1 固化剂和封闭剂 348
6.3.2 粉末涂料用多元醇树脂 355
6.4 典型封闭型聚氨酯粉末涂料 356
6.4.1 聚酯-氨基甲酸酯型粉末涂料 356
6.4.2 丙烯酸-氨基甲酸酯粉末涂料 356
6.5 聚氨酯粉末涂料制备工艺 356
6.6 聚氨酯粉末涂料的静电喷涂工艺 358
6.7 聚氨酯粉末涂料配方、性能及应用 359
6.8 聚氨酯粉末涂料的展望 362
参考文献 362
第7章 高固体分聚氨酯涂料 364
7.1 高固体分涂料概述 364
7.2 低黏度多元醇树脂 366
7.2.1 高固体分涂料用树脂的理论基础 367
7.2.2 窄分布低分子量丙烯酸多元醇 369
7.2.3 聚酯多元醇 373
7.3 低VOC、低黏度聚氨酯涂料固化剂 375
7.3.1 溶剂型双组分高固体分聚氨酯涂料用多异氰酸酯固化剂 377
7.3.2 新型的低黏度多异氰酸酯 379
7.3.3 三氨基壬烷三异氰酸酯（TTI） 388
7.3.4 活性稀释剂 389
7.4 自交联异氰酸酯体系 395
7.4.1 自交联异氰酸酯氨基甲酸乙酯 395
7.4.2 自交联异氰酸酯脲基甲酸酯 395
7.5.1 高固体分树脂涂料的配方要点 397
7.5 高固体分涂料的组成和应用 397
7.5.2 颜料在高固体分涂料的作用及影响 399
7.5.3 溶剂在高固体分涂料中的作用 399
7.5.4 高固体分涂料的施工 401
7.5.5 高固体分涂料的应用 401
参考文献 402
第8章 喷涂聚脲弹性体涂料 403
8.1 喷涂聚脲弹性体涂料的发展历史和特点 403
8.2.1 喷涂聚氨酯（脲）弹性体技术的三个阶段 405
8.2 喷涂聚脲弹性体的组成及配方 405
8.2.2 喷涂聚脲弹性体化学 407
8.2.3 喷涂聚氨酯／聚脲弹性体的组成 407
8.2.4 喷涂聚氨酯／聚脲弹性体的配方 411
8.3 喷涂聚脲弹性体的性能 412
8.3.1 力学性能 412
8.3.2 耐化学性 414
8.4 聚脲弹性体在防腐蚀工程中的应用 414
8.5.2 高压喷涂聚脲设备的主要构成及特点 417
8.5 喷涂设备及工艺 417
8.5.1 聚脲的施工特点 417
8.6 100％固体分聚氨酯涂料和聚脲弹性体的比较［9］ 420
8.6.1 聚脲弹性体涂料的缺点 420
8.6.2 100％固体分聚氨酯涂料 421
8.6.3 100％固体分聚氨酯涂料和聚脲弹性体的比较 422
8.7 聚天门冬氨酸酯聚脲 425
8.7.1 聚天门冬氨酸酯聚脲的组成 425
8.7.2 聚天门冬氨酸酯聚脲的性能及特点 429
8.7.3 聚天门冬氨酸酯聚脲的应用 433
8.8 展望 435
参考文献 436
第9章 互穿网络聚氨酯涂料 437
9.1 引言 437
9.2 IPN互穿网络聚合物的特点 438
9.3 IPN的分类 439
9.4.1 丙烯酸／聚氨酯网络涂料 440
9.4 溶剂型IPN互穿网络聚氨酯改性防腐蚀涂料举例 440
9.4.2 蓖麻油聚氨酯／聚取代乙烯互穿网络聚合物带锈涂料 442
9.4.3 呋喃树脂-丙烯酸酯聚氨酯互穿网络防腐蚀涂料 443
9.4.4 环氧-丙烯酸聚氨酯型IPN保护涂料 444
9.4.5 聚氨酯环氧烯类聚合物互穿网络耐酸涂料 447
9.4.6 其他聚氨酯互穿网络防腐蚀涂料 448
9.4.7 乳液型LIPN聚氨酯互穿网络 449
参考文献 452
第10章 聚氨酯防腐蚀涂料的使用 453
10.1 影响聚氨酯涂料施工及涂膜性能的因素 453
10.1.1 NCO/OH比值的影响 453
10.1.2 溶剂的影响 456
10.1.3 颜料和其他涂料组分的影响 457
10.1.4 聚氨酯涂料配方指导原则 458
10.2 聚氨酯防腐蚀涂料的要求和相关标准 467
10.2.1 SSPC-36双组分耐候性脂肪族聚氨酯面漆 467
10.2.2 SSPC-38单组分潮气固化耐候性脂肪族聚氨酯面漆 470
10.2.3 SSPC-39双组分快速或中速固化的耐候性脂肪族聚脲面漆 472
10.2.4 其他标准 474
10.3 聚氨酯防腐蚀涂料典型应用实例 475
10.3.1 San Mateo-Hayward大桥上混凝土防护涂料体系 477
10.3.2 高效聚氨酯涂料在西雅图水手队体育场建设中的应用 478
10.3.3 波特兰机场的天棚 479
10.3.4 聚氨酯涂料对Homestead High-Level大桥的保护 481
10.3.5 高效聚氨酯涂层在Miller Park棒球场的应用 482
10.3.6 水性聚氨酯涂料用于Daytona USA娱乐中心地板保护 483
10.3.7 150万加仑的高位钢质水塔的保护 484
10.3.8 聚氨酯涂层体系对美国肯塔基州路桥工程的保护 486
10.3.9 聚天门冬氨酸酯脂肪族聚脲在北卡罗莱纳州高速公路隧道中的应用 488
10.3.10 高性能聚氨酯涂料在美国商业飞机重涂上的应用 489
10.3.11 其他实例 491
10.4 聚氨酯防腐蚀涂料的质量监测 493
10.5 聚氨酯涂料及涂装过程中产生的病态及防治 493
参考文献 498