目前国内使用的超薄膨胀型钢结构防火涂料大部分是溶剂型，其溶剂挥发到大气中会造成环境污染。而水性涂料具有挥发性有机化合物(VOC)低、成本低等优点，因此，无论是从装饰效果、经济成本还是环保角度考虑，开发水性超薄膨胀型钢结构防火涂料将是防火涂料领域的发展趋势之一，这对钢结构工程的发展具有重要意义。此外，现有水性超薄膨胀型钢结构防火涂料存在膨胀倍率较低，膨胀炭层的完整性、均匀性和强度欠佳，附着力较差等问题，为了进一步满足国内日益增长的工业和民用建设的的需求，本论文提出研制膨胀好、理化性能好、防火性能优良、装饰性好、无卤环保的水性超薄膨胀型钢结构防火涂料。　　由于苯丙乳液可以提高膨胀炭层泡孔的致密度，环氧改性丙烯酸乳液可以提高涂层与底材附着力及耐水性，并提高膨胀倍率，因此，本工作选择苯丙乳液和环氧改性丙烯酸乳液的复配乳液作为涂料成膜物质。通过设计单因素实验，以耐火极限为参考标准来确定聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)及三聚氰胺(MEL)的用量，并在此基础上，设计正交实验来确定三者的适宜比例。在阻燃性能方面，为了有效提高膨胀炭层的质量，我们选择钛白粉为无机填料，以可膨胀石墨和晶须作为无机阻燃添加剂，并探讨了两者的协效阻燃作用。此外，在复配实验基础上我们进一步提出环氧改性苯丙乳液作为水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的成膜物质，以提高防火涂料的综合性能。环氧改性苯丙乳液的制备采用半连续种子乳液聚合技术，以丙烯酸丁酯(BA)为软单体，以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸丁酯(MMA)为硬单体，同时添加环氧树脂进行接枝改性。利用红外光谱(FTIR)和差示扫描量热分析(DSC)分别表征合成产物的结构和玻璃化温度，研究了单体转化率和凝聚率的影响因素。　　研究表明:苯丙乳液和环氧改性丙烯酸乳液复配质量比为1∶2，用量为26％，APP∶PER∶MEL=18∶8∶10，且整个膨胀阻燃体系用量为50％～55％，涂层的防火性能和理化性能等综合性能较好。以可膨胀石墨为助发泡剂，晶须为炭层增强剂，二者具有明显的协效阻燃作用，有利于提高涂层的耐火极限，尤其在500℃以上。而二氧化钛会在高温与磷酸或者聚磷酸铵会生成白色陶瓷状多孔物质焦磷酸钛(TiP2O7);二氧化钛和TiP2O7能加强炭层结构，提高残炭层的抗氧化性，防止残炭层产生裂痕，使涂层具有优异的防火隔热性能，尤其是在450～650℃。同时，确定环氧改性苯丙乳液的反应条件如下:引发剂用量0.6％;乳化剂m（十二烷基磺酸钠）∶m（聚乙二醇辛基苯基醚）=1∶2，乳化剂用量为3％;环氧树脂用量10％，反应温度:75～85℃。种子乳液形成后，2h滴完预乳液，之后的反应时间控制在3～4h。当BA∶MMA∶St=31∶20∶19，测出玻璃化温度为8.8℃，具有较好的硬度、涂膜性能，使乳胶漆最低成膜温度适合较低温条件施工。实验表明，通过环氧改性可以提高涂膜的硬度、附着力、耐水性，并降低吸水率，以此为成膜物质制备的防火涂料达到了预期膨胀效果。