膨胀型防火涂料

膨胀型防火涂料

产品简介：

防火涂料是在主要成膜物质（漆基）中加入颜料、填料、防火填料、增塑剂、其他助剂、水或溶剂而组成的，可用于可燃性底材表面，能降低被涂底材表面的可燃性，阻止火焰燃烧到底材或对底材起到组织蔓延、扩展作用，从而提高被涂底材耐火极限的一种功能型涂料，该类涂料已被广泛应用于建筑、交通工具、电器、军工、化工、纺织、古建及文物保护等诸多方面。

防火涂料按机理分类：

膨胀型防火涂料，非膨胀型防火涂料。目前膨胀型防火涂料又分为有机型和无机型。市场中目前应用比较广泛的是水性有机防火涂料。

膨胀型防火涂料在正常的情况下，受火时可膨胀并形成均匀而致密的蜂窝状或海绵状的碳质泡沫层，使火焰和物体隔绝开来，阻止或延缓燃烧，以达到灭火的目的，对可燃基材具有良好的保护作用。防火涂料一般由人工合成的不燃烧或难燃烧有机高分子树脂为主体，该有机高分子树脂经特殊的基团改性，树脂本身即可带有一定量阻燃基团和能发泡的基团，再适当加入少量的阻燃剂、发泡剂、碳源等组成防火体系。同时，防火涂料所用的颜料，常用锑白、钛白、云母以及石棉等，因为这些颜料具有很高的散发热量的效能，也有利于防火作用，其中锑白粉对红外线的反射能力较强，遇火焰能反射热量，在防火涂料中广泛使用。

防火机理：

1. 防火涂料本身具有难燃性或不燃性，使被保护基材不直接与空气接触而延迟物体着火或减小燃烧的速度；

2. 防火涂料除本身具有不燃性或难燃性外，它还具有较低的导热系数，可以延迟火焰温度向被保护基材的传递；

3. 防火涂料受热分解出不燃的惰性气体，冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体，使之不易燃烧或燃烧速度减慢；

4. 含氮的防火涂料受热分解放出NO、NHZZ3等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度；

5. 膨胀型防火涂料受热膨胀发泡，形成碳质泡沫隔热层，封闭被保护的物体，延迟热量向基材的传递，阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。

发泡机理：

膨胀型防火效果主要是由以下几点因素所控制：

绝热效果，利用膨胀碳层，阻止热量传递；

膨胀吸热，涂膜在高温下发生软化熔融蒸发膨胀及碳源的分解吸收了大量的热；

隔绝氧气，膨胀炭层形成覆盖作用；

稀释空气中的氧气的浓度，不燃气体释出。

有机膨胀型防火涂料的作用机理：

涂料组分性能要求材料举例

基料

能融化、有阻燃性、遇火可分解出

不燃或难燃的气体（基料如果没有阻燃

性则涂料配方中要使用阻燃剂）

聚丙烯酸酯乳液、

聚醋酸乙烯乳液、环氧

树脂、聚氨酯、环氧—

聚硫等。

颜填料

耐高温，在高温下不分解出有害气

体，遮盖力强以降低用量，必要时还应

考虑阻燃填料同膨胀阻燃剂的协同效应

钛白粉或氧化铁系

列的无机颜料、锑白、

氧化铝等阻燃填料。

膨胀阻燃剂

在选择脱水成炭催化剂、成炭剂和

发泡剂的品种和用量时应注意：发泡剂

的分解点和成炭剂的碳化温度应保持基

本相同；所用各种组分在高温高热作用

下不能放出对人有害的气体；脱水成炭

催化剂、成炭剂和发泡剂的用量应有一

定的比例

多聚磷酸铵-三聚

氰胺-季戊四醇（P-N-C）

系列，这是最常用的膨

胀阻燃剂系列。

助剂满足防火涂料的其它性能要求

增塑剂、分散剂、消泡剂、成膜剂、防霉剂等。

a) 脱水成碳催化剂（酸源），一般指无机酸或能在燃烧加热时生成酸的物质。

b) 成炭剂（碳源），一般是含碳量丰富的多羟基化合物，可以单独或在催化剂作用下脱水成碳。

c) 发泡剂（气源），一般指含氮的多碳化合物，在受热条件下释放出惰性气体。

膨胀炭层形成过程：

无机膨胀型防火涂料的作用机理：

以水玻璃为基料和发泡基体，添加其他材料组成，涂层遇到火焰及高温作用时，碱金属硅酸盐所含的结晶水及水玻璃中氧链上羟基的脱水作用而使涂层共熔变软、并且黏度较大，这时由于分解产生的气体不能自由得排出使涂料壁产生气泡，形成了具有隔热功能的多空质体——硅酸盐泡沫状隔热层。

膨胀型钢结构防火涂料：

国内把涂层使用厚度在3—7mm的钢结构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料，把使用厚度在1—3mm的钢结构防火涂料称为超薄涂型钢结构防火涂料。实际上这两种防火涂料严格意义上都应该称为膨胀型钢结构防火涂料。环氧膨胀型钢结构防火涂料适用于室外或者潮湿环境下，特别是有烃类火灾危险的结构（详细内容参见厚涂型钢结构防火涂料）。

组分常用原料

基体树脂丙烯酸树脂、氯化橡胶、高氯化聚乙烯树脂、醇酸树脂等

催化剂磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺等

成炭剂季戊四醇、二季戊四醇、淀粉

发泡剂三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、氯化石蜡、磷酸铵盐、氨基树

脂

可膨胀珍珠岩、蛭石、改性石墨

自身热膨胀

材料

无机颜填料钛白粉、氧化锌、铁黄、铁红

无机隔热材

料

三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁

无卤素阻燃

剂

溶剂毒性低、对人体刺激小的具有合适挥发速度的混合溶剂技术指标：

A.在容器中的状态：经搅拌后呈均匀液态，无结块

B.干燥时间：表干12h

C.初期干燥抗裂性：无裂纹

D.外观与颜色：同样品相比无明显差别

E.粘结强度：0.15MPa

F.抗振性：扰曲L/200,涂层不起皮、不脱落

G.抗弯性：扰曲L/100,涂层不起皮、不脱落

H.耐水性：浸泡24h,涂层不起皮、不脱落

I.耐冻融循环性：15次冻融循环后、涂层无粉化、无开裂、无剥落、无起泡。

J.耐火极限：＞0.93h

施工工艺：

超薄涂型钢结构防火涂料

应用范围：可适用于建筑工程中各种钢构件、球形网架等承重钢结构的防火保护。一般使用在要求耐火极限2h以内的建筑钢结构上，如可对一类建筑物中的梁、楼板与屋顶承重构件，二类建筑中的柱、梁、楼板、各种轻钢梁、网架等进行有效防火保护。

耐火时间（h）0.51 1.52 2.5理论涂层厚度

0.40.8 1.6 2.1 2.7（mm）≥

理论耗料量kg/m20.7-0.9 1.3-1.5 1.8-2.0 2.5-2.7 3.1-3.3理论涂涮次数346810