防火涂料基础知识

2.防火处理：在可燃、易燃材料/构筑物、器具等表面做防火 保护层，避免在有火源条件下着火。 隔热处理：在需要保护的对象（建筑物、器具、设备等）表 面做隔热 层，阻止外界热量的快速传入。
隧道用防火隔热材料需关注的几个关键参数
工作温度： 导热系数、材料物理化学性能、结构形态的适应温度范围越宽越好。
有害气体释放量 ： 在有效工作温度范围和超工作温度范围，都不应释放有毒、助燃、可
燥。为缩短工期有3种方法。 ? 旧混凝土表面
防火涂料施工方法的选择
? 刷涂法 ? 滚筒刷涂法 ? 刮涂法 ? 喷涂法 1、施工前，将涂料调至适当的粘度 2、供给喷枪的压力一般为0.3～0.6MPa 3、喷嘴与物面距离一般为200～300mm 4、喷出物料流的方向尽量垂直于物体表面 5、为获得均匀的涂层，操作时每一喷涂带的边缘应
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隧道火灾预防
? 加强消防通信系统，为确保隧道火灾的通信的畅通。 隧道通讯由有线通讯和无线通信两部分组成，事故 发生时道路巡视人员或现场司乘人员能通过固定电 话和移动电话等方式将事故信息及时告知消防中心， 实现通信联络功能，以便及时准确处理事故
? 设置必要的人员紧急疏散出口，隧道的疏散以人员 为主,物质及车辆为辅，隧道一旦发生火灾事故，首 先应确保人员的疏散，物质或机动车辆在隧道火灾 情况下的疏散已经不现实。
按使用范围来分类
? 饰面型防火涂料 ? 钢结构防火涂料 ? 电缆防火涂料 ? 预应力混凝土楼板防火涂料 ? 隧道防火涂料 ? 透明防火涂料
防火涂料的防火机理
? 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，延迟物体着火和减少燃烧速度
? 除此之外，还具有较低的热导率，可以延迟火烧温 度向被保护基材传递
? 硅酸盐 30 ? 氢氧化铝 15 ? 膨胀蛭石 19 ? 三硅酸镁 10 ? 各助剂 6 ? 四硼酸钠 7 ? 玻璃纤维 7 ? 膨胀珍珠岩，等6 涂层厚度15mm，耐火极限大于2h
生产
? 按配方要求准确称出各组分的量，将颗 粒较粗的无机轻质材料用粉碎机粉碎， 经20目过筛。将助剂和其他原料一起 倒入混合缸内用搅拌机搅匀后，称量， 包装
阻燃剂分类
? Sb2O3 ? Al(OH)3、Mg(OH)2 ? 水合硼酸锌 ? 氯化石蜡 ? PVC、PVDC
增强填料
? 蛭石：隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声 ? 云母：绝缘、耐热、不燃、防腐，主要性能
在于控制收缩率和裂缝，并保持可塑性，降 低防火涂料干密度，提高防火涂料的耐火隔 热性。 ? 白云石：标准：320目过筛率为99%。 ? 碳酸钙 ? 滑石粉 ? 高岭土 ? 硅灰石粉、硅藻土、空心微珠、玻璃纤维
隧道火灾案例
2008 年5月，广州大宝山隧道火灾事故
隧道火灾案例
惠山隧道火灾事故
湖北长阳段隧道火灾事故
隧道火灾案例
隧道火灾案例
隧道火灾预防
? 提高隧道的耐火等级，划分防火分区 ? 设置必要的通风排烟系统，事故照明，事故
广播和疏散指示标志
隧道火灾预防
? 对长大隧道应设置消防应急设施——火灾自 动报警系统、自动灭火系统及监视控制系统， 显示隧道的运营状况
隧道防火涂料
? 隧道火灾的原因 ? 隧道火灾的隐患 ? 防火保护原理 ? 隧道防火涂料原料的研究及应用 1、阻燃剂 无机、有机阻燃剂 2、基料 3、增强剂、填充材料
隧道火灾来源
? 车辆火灾是隧道火灾的主要因素
? 货车上货物着火，交通事故 ? 未燃烧完全的汽车尾气因得不到及时排出隧道而积聚受
热燃烧、爆炸 ? 易燃、易爆气体泄漏得不到及时排出隧道而积聚受热燃
涂层厚度10,，耐火极限大于90
防火涂料生产设备
? 树脂溶解及混溶改性设备 1、不锈钢反应釜 缺点：接触卤素元素会产生晶间腐蚀 2、搪瓷反应釜 缺点：允许工作压力有限制 允许工作温度有限制 温度不能急剧变化 传热较慢 抗机械冲击能力较差
预分散设备
? 拌浆机 常用双桨间歇形式或者采用行星和可提
升间歇式，个别采用连续式螺旋混合器 规格一般为200～1000L ? 高速分散机 落地式或台架式
? 施工方法
配方2
? 硅酸盐 30
? 磷酸盐 15
? 膨胀蛭石 15
? 空心微珠 9
? 云母
9
? 玻璃纤维 7
? 珍珠岩
? 聚乙烯醇 11
? Al(OH)3
? Mg（OH)2、等
涂层厚度20mm ,耐火极限大于150min
配方3
? 苯丙乳液 15 ? 硅溶胶 12 ? 磷酸二氢铝 11 ? 六偏磷酸钠 2 ? 膨胀蛭石 9 ? 云母 10 ? 助剂 3 ? 空心微珠 10 ? 玻璃纤维 8 ? 水 20
当重叠在前已经喷好的条带边缘上，喷枪运动速度 应保持均匀一致。
防火涂料的原料及助剂
? 基料（树脂、粘结剂） 1、脲醛树脂 2、聚偏二氯乙烯乳液 3、聚醋酸乙烯乳液（乳白胶） 4、聚乙烯醇羧甲醛树脂 5、水溶型丙烯酸树脂 6、丙烯酸乳液 7、丙烯酸树脂 8、三聚氰胺树脂
膨胀防火体系阻燃原料
? 尿素 ? 三聚氰胺 ? 双氰胺 ? 氯化铵 ? 碳酸氢铵 ? 磷酸二氢铵 ? APP ? 聚乙烯醇 ? 季戊四醇、丙三醇、淀粉等
球磨分散设备
? 球磨机 ? 三辊研磨机 ? 砂磨机
? 电动振动筛
防火涂料的产品检测
? 密度 g/cm3 GB/T6750-86《色漆和清 漆》
? 细度：刮板细度计 ? 黏度
防火涂料施工性能的检测
? 使用量 ? 施工性 ? 流平性 ? 流挂性 ? 干燥时间 1、表面干燥时间 2、实际干燥时间 ? 涂膜厚度
C5H5(OH)4.H3PO4 H2O+H3PO4+C
防火涂料的防火隔热原理
? 燃烧具备的三个基本条件： 1、可燃性物质 2、充分的氧气 3、一定的温度
防火隔热原理分类
? 加入无机填料 TiO2 ? 加入可分解的阻燃剂:Al(OH)3 ? 加入能释放活性气体化合物的阻燃剂，与形
成火焰的自由基产生作用：SbX3 ? 加入受热分解释放大量惰性气体的添加剂 ? 加入受热释放重质蒸汽的添加剂 ? 加入膨胀防火体系的阻燃剂 ? 加入低熔点的不会燃烧的材料
? 防火涂料受热分解出不燃性气体，冲淡被保护物体 受热分解出的可燃性气体
? 含氮的防火涂料受热分解出NO，NH3等基团，与有 机游离基化和，终端链反应，降低温度
? 膨胀型防火涂料受热膨胀，形成碳质泡沫隔热层封 闭被保护的物体，延迟热量与基材的传递，阻止物 体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降
防火涂料的防火隔热原理
隧道火灾预防
? 加强隧道的消防管理，尤其是进出隧道车辆 的管理。
? 设置科学、高效的自动灭火系统：脉冲灭火 系统、泡沫灭火系统、水灭火系统
隧道火灾的结构保护
1.防火与隔热的定义
防火：阻止火焰蔓延燃烧；防火材料：本身不燃、可以阻止火 焰蔓延燃烧的材料。防火材料通常是涂料
隔热：阻止热量传递；隔热材料也称绝热材料，能阻止热量传 递的材料。隔热材料的物质构成不同，其物理热性能也就不同； 隔热机理存有区别，其导热性能或导热系数也就各有差异。隔热 材料通常是腻子、板、块状物、毯等。
? 珍珠岩
作为轻质增强填料，降低防火涂料的干 密度和收缩性及成本，提高防火涂料 的韧性和弹性。
溶剂（略） 助剂（略） 颜料（略）
防火涂料生产工艺
树脂制备
成膜物质
防火添加剂 颜料、填料
球
高
磨
速
或
搅
三
拌
辊
研
磨
砂 磨 或 胶 体 磨
助剂
溶剂
调 黏 度
包 装
水 防火添加剂 颜料、填料
助剂
乳液配置
球
高
磨
燃爆气体。 热阻效率：
热阻效率需高（即导热系数需低），确保结构免遭热破坏。 吸湿率：吸湿受潮后的隔热材料导热系数会大大提高，降低热阻效率；隧 道由于环境的特殊性很容易产生潮气，故要求隔热材料有很好的憎水性。 热流方向：
选择各向异性排列结构的材料，对热阻有更好的效果。
隧道火灾的保护类型
隧道防火涂料的配方
涂膜性能检测
? 耐冲击性 ? 柔韧性 ? 附着力 1、十字划格法 2、交叉划痕法 3、划圈法
耐热性、耐寒性和耐温变性
? 耐热性 ? 耐寒性 ? 耐温变性
涂膜耐化学及耐腐蚀性能的检测
? 耐水性
? 耐盐水性 ? 耐化学品性 ? 耐湿性 ? 耐化工气体性 ? 耐腐蚀性 1、盐雾试验
防火性能检测
隧道火灾特点
高强混凝土 (HSC)在450℃时，抗压强度损失达到
40% ，当温度达到 600℃时，抗压强度损失约为 75 %。 随着强度的逐步丧失，将会导致隧道等地下结构的 坍塌。
火灾对隧道的危害
? 混凝土高温膨胀爆裂 ? 发生化学反应，强度下降 ? 钢筋与混凝土握裹力下降 ? 钢筋受热后力学性能下降 ? 修复耗资巨大、影响交通
速
或
分
三
散
辊
研
磨
过
混
滤
合
包
装
钢结构防火涂料
? 钢结构火灾危害 ? 钢结构的主要防火保护技术 1）表面喷覆一层混凝土砂浆 2）表面裹缠无机纤维布或无机纤维毡 3）安装自动喷水系统 4）防火板材 5）防火涂料 6）刚构件制成空心体，内部填充经处理的水
钢结构防火涂料的分类
? 厚涂型钢结构防火涂料（8～50mm) ? 薄涂型刚结构防火涂料(3~7mm) ? 超薄型钢结构防火涂料(小于3mm) ? 室外钢结构防火涂料
? 膨胀型防火涂料的防火效果由以下4点控制 （1）绝热效果：利用焦炭化层阻绝热传导 （2）膨胀吸热：涂膜软化膨胀及碳源分解吸
热 （3）阻绝氧气：焦炭化层形成覆盖作用 （4）稀释空气中氧气的浓度：不燃气体释出
磷酸和季戊四醇反应过程
? C5H5(OH)4+H3PO4 ? C5H5(OH)4.H3PO4
防火涂料基础知识简介
? 火灾的危害及防火涂料和阻燃液的作用 ? 防火涂料应具备的基本条件 （1）防火隔热性能 （2）对被保护基材无腐蚀性或破坏性 （3）适当的黏度和流动性 （4）良好的使用性能
防火涂料的分类
? 按基料分类 （1）有机型防火涂料 （2）无机型防火涂料 （3）有机、无机复合型防火涂料 ? 按分散体来分类 （1）溶剂型防火涂料 （2）水溶型防火涂料 ? 按防火形式来分类 （1）非膨胀型防火涂料 （2）膨胀型防火涂料
防火涂料的施工
? 钢材的表面处理 1、除油 2、除锈 ? 水泥的表面处理
水泥表面为多孔性并含有水分和盐分的非金属材 料，而且充满了疏松的颗粒，其质量可达500～ 1000mg/mm2,因此直接涂装防火涂料，往往会影响 附着力，涂层产生气泡、脱层、泛白、腐蚀等弊 病。
? 新水泥混凝土表面 不宜立即涂装，至少经过2～3星期的干
烧、爆炸 ? 隧道内电路故障引发火灾等
隧道火灾特点
? 烟雾大，温度高，排烟困难
宝成铁路109隧道火灾
原因：烟雾很难排出，快速积聚；空气不流畅，没有 降温条件，温度快速升高；电路烧坏，没有照明。
? 疏散困难
隧道横断面小，道路狭窄， 发生火灾时除了人员疏散 困难以外，物资疏散也极 其困难。车辆要一辆接一 辆疏散几乎是不可能的， 同时火灾在车辆之间的蔓 延也比较快，且每辆车都 有油箱，如果汽油燃烧将 加剧火势发展
隧道火灾特点
? 扑救困难
缺少通道，救援难以到 达；烟浓温高， 救援没法接近；通讯不 畅，救助盲目。
隧道火灾特点
? 火灾类型多样化、施救方案难定
有毒、爆炸、高温、气浪等多危害，施救方案很 难矛盾兼顾。
? 火灾引发隧道垮塌
英伦海峡隧道发生 火灾后，损害最严 重的地方，原有 450 mm厚的混凝土 只剩下了 40 mm