防火涂料的研究现状与发展趋势_汪源
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防火涂料的研究现状与发展趋势
汪 源1 , 朱金华1 , 陈兆文 2 , 文庆珍 1 (1.海军工程大学理学院 , 湖北 武汉 430030;2.武汉市城市路桥收费管理中心 , 湖北 武汉 430019)
[摘 要 ] 综述了防火涂料的发展 、现状 、分类方法 、防火机理以及几类重要防火涂料的特点 , 介绍了防火涂料的测试方法 , 评述了防火涂料在实际应用中存在的问题 , 指出了解决方法 。 展望了防 火涂料的发展趋势 。
薄型防火涂料耐火极限达到 2ｈ以上 。目前 , 该研 究所和中国建筑学研究院也在进行水基超薄型干旱 结构防火涂料的研究 , 而北京航空材料研究院的防
明 , 某种粘结基料与适当的透明粒子配合能显著提 高防火性能 , 同时增加膨胀炭质层的强度 、增强其 耐燃气冲刷的能力[ 14] 。透明粒子的应用还可减少
的产品 , 累计涂料产量 1.5 ×104 ｔ以上 。
3 9
方以来 , 防火涂料不断发展 , 而且性能也得到了很 2 阻燃机理
卷
大改善 [ 1] 。 随着阻燃技术的发展及对防火材料性 能要求的提高 , 出现了膨胀型防火涂料 。 1937年 出现了以磷酸二铵为催化剂 , 二氰二胺为膨胀发泡 剂 , 甲醛为碳化剂的膨胀型防火涂料 。 1953年 , 有 了含磷酸蜜胺的膨胀型防火涂料 。 1965年 , 美国 开始将聚磷酸铵 (ＡＰＰ)引入防火涂料配方中 。美 国最早生产保护钢结构的膨胀防火涂料有 Ｆｌａｍｅ
第
3 期
ＣｏｎｔｒｏｌＣｏａｔｉｎｇｓ公司的 50 钢结构的防火 涂料 , 美 国 ＷＲＧｒｅｃｅ公司的 Ｍｏｎｏｋｏｔｅ钢结构防火喷浆 [ 2] 。
具有代表性的卤系 、磷系防火涂料处 于不断发展 中 , 但卤系中一些溴类防火涂料因环保问题而备受
氮 -炭的防火膨胀体系 用热分析 (ＴＧ和 ＤＴＡ)、扫 描电 镜 (ＳＥＭ)、能 谱 仪 (ＥＤＳ)和 Ｘ 射 线 衍 射 (ＸＲＤ)等 方 法研 究得 到 如下 结 论 :脱 水成 炭 剂 (ＡＰＰ)受热 分解生 成酸 ;多羟 基碳 化剂 (季戊 四 醇 )在酸的催化下脱水分解成炭 ;基料中树脂受热
火涂料已实现 2.94 ｍｍ、109ｍｉｎ的耐火极限 。
涂料燃烧时产生的烟雾量 、降低毒气生成能力 。 我
3 .4 新 型防 火涂 料
国在透明涂料方面以异丙醇改性的部分醚化三聚氰
随着对环境污 染的日益重视 , 挥发 性有机物
脲醛树脂为基料 , 自制的酸式磷酸氯乙基酯为脱水 催化剂 , 制成膨胀型透明防火涂料 。另外 , 国外还推
阻燃涂料 、烧蚀涂料 、玻璃状熔融 。 依其防火机理不同可分为非膨胀型与膨胀型
请了多项专利 , 是主要发展趋势之一 。 (3)聚氨酯涂料 具有优异的长效性 、户外耐
ａ ｌ ｓ
两类 。 按分散介质不同可分为溶剂型防火涂料和 水性防火涂料两大类 。 按用途分为木结构防火涂
久性 、化学稳定性 , 被大量用于军事装备的防护 。 (4)环氧酚醛树脂 涂料 它们本身为可 燃性
ｅ ｃ ｔ
可分为添加型防火涂料和反应型防火涂料 。按使 用范围可分为室内防火涂料和室外防火涂料 [ 5] 。
树脂作为军舰内部防火涂料 , 具有很好的防火性能 。 (6)丙烯酸类涂料 它分为丙烯酸乳胶 漆和
ｉ ｏ
3 .1 无 机阻 燃材 料
溶剂型丙烯酸涂料两类 。 丙烯酸树脂具有较高的
ｎ Ｍ
阻燃剂是防火涂料不可缺少的助剂 。代表性 的有铝系 、镁系 、锑系 、硼系 、钼系涂料 , 无机涂料是
非膨胀型防火涂料的阻燃机理 :防火涂料在燃 烧中吸收大量的热量 , 使温度难以上升 , 其自身不 燃烧并形成一层隔绝氧气的釉状保护层 , 对物体起 到一定的保护作用 , 但隔热性能较差 。 膨胀型防火 涂料平常保持普通涂膜状态 , 遇火时 , 涂层发生软 化熔融 , 膨胀形成海绵状或蜂窝状炭化层 。 对磷 -
争议 。 接着又出现了以炭源 (三季戊四醇 ), 膨胀
剂 (多磷酸铵 )和发泡剂 (三聚氰铵 )的典型膨胀防 火材料 。目前 , 膨胀型防火涂料的防火性能及理化
熔融在发泡剂 (三聚氰胺 )的作用下膨胀发泡 , 同 时进一步形成炭化层 。 根据 Ｘ射线衍射图分析表
性能都有了很大的提高 , 防火助剂的品种 、性能也 明 , 这种炭化层属于无定型炭结构 , 其实质是石墨
[关键词 ] 防火涂料 ;防火机理 ;发展趋势 [中图分类号 ] ＴＧ172.82 [ 文献标识码 ] Ａ [文章编号 ] 1001 -1560(2006)03 -0039 -04
0 引 言
日趋完善 , 还研制出自膨胀化合物 , 如硝基苯胺硫
材 料
随着高分子材料在各种场合的广泛应用 , 火灾 的潜在危险也在增加 , 许多建筑物构件在高温下失 去荷载能力导致建筑物坍塌 , 给人们生命财产造成 巨大损失 。
结构防火涂料的研究起步较晚 , 但发展较快 。 1984 几种不同的透明粒子 (化学组成不同的改性 硅酸
年四川消防研究所研制出我国第一种钢结构防火涂 硼 )在溶剂型膨胀防火涂料和水基膨胀防火 涂料
料 ———ＬＧ钢结构防火涂料 , 1994年推出的 ＳＣＢ超 中对膨胀炭质层及涂 料防火性能的影 响 , 研究 表
可燃性 , 加入含磷成分使其具有很高的氧指数 。 3.3 钢结构防火涂料
ａ ｒ
突出的无烟防火涂料 [ 6] 。
建筑物的钢结构是防火涂料使用最多的地方 ,
˙ 2 0
(1)含有碱金属硅酸盐或硼酸盐阻燃剂的涂料 该类涂料在受热时形成玻璃状熔融物 , 从而在空
钢结构防火涂料在防火涂料中占有重要的地位 。 对于 建 筑 火 灾 , 火 场 温 度 大 多 在 800 ～
的微晶体 , 所以一旦形成这种泡沫状炭化层 , 其本
[ 收稿日期 ] 2005 12 02
身很难燃烧 , 又有很好的隔氧 、隔热作用 , 有效的阻
3 9
防火 涂 料 的 研 究 现 状 与 发 展 趋 势
止燃烧继续进行 。 防火涂料的阻 燃机理有以下 几种 [ 4] :凝集相
来的无卤无机膨胀型阻燃剂 , 它资源丰富 , 制造简 单 , 与其他协效剂共同使用 , 阻燃效果良好 [ 9] 。
界面反应的阻滞 ;能阻滞气体燃烧的气体阻燃剂的 气相反应 ;阻燃剂吸热分解或吸热气体反应对燃烧 的阻滞 ;产生能稀释气相反应物浓度的不燃气体 ; 形成能阻碍对底材供热或阻滞反应物转移至火焰 区域的隔离区 。
3.2 防火涂料的分类
(1)卤系防火涂料 该品种目前产量大 , 使用 量大 , 缺点是受热分解卤化氢具有强腐蚀性 , 但因 其阻燃效果好 , 价格适中 , 未来产量仍会继续增加 。
Ｐ
料 、电缆防火涂料 、钢结构防火涂料以及预应力混 材料 , 通过添加阻燃材料 , 可降低可燃性 。
ｒ ｏ ｔ
凝土楼板防火涂料 。 依其涂层厚度可分为厚型 、薄 型以及超薄型 3类 。 若以添加阻燃剂方式来划分 ,
Fra Baidu bibliotek
(5)含氯树脂涂料 美海军选用的水性偏二氯 乙烯防火涂料及六氯四氢邻苯二甲酸酐基氯化醇酸
不易挥发 , 烟气毒性低 , 成本低 。缺点是填充量大 , Ｈｅｒｂｅｒｔｓ38320, 38091系列 , 法国 ＦＯＨ钢结构防火涂
与聚合物结合力小 , 相容性差 , 对聚合物的加工以 及力学性能 影响大[ 7] 。 为 解决这些缺点 , 主要通
料 。捷克以 Ｐ-Ｎ-Ｃ体系为基础 , 加入氯乙烯聚合物 开发出新型膨胀型防火涂料 。芬兰研制出以磷酸
和小于 3ｍｍ, 耐火时间为 0.5 ～ 2.5ｈ[ 10] 。目前主要 代表性产品有英国 ＮｕｌｌｆｉｒｅＴＳ605和 Ｐ20, 日本 ＦＲ
ｏ ˙
3
燃剂的 氢氧化 铝和氢 氧化 镁占 整个阻 燃市 场的 50%, 而且呈明显增长之势 。其优点是稳定性高 ,
系列室内外钢结构防火涂料 , 美国 50号 、Ｍｏｎｏｋｏｔｅ、 Ａｌｂｉ-ｃｌａｄ钢结构防火涂料 , 加拿大Ａ/Ｄｆｉｒｅｆｉｌｍ, 德国
(2)有机硅氧烷防火涂料 其优点是无卤素 、
Ｍ ａ ｔ
3 分类方 法及特点
防火涂料的分类方法较多 。 按阻燃形式分有
低烟 、低毒 、燃 烧生 成炭 -硅 阻隔 层 。 如 日本 ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＧａｓＣｈｅｍｉｃａｌ公司在使用羟苯基烷基 封端 的聚二甲基硅氧烷制备阻燃剂中作了大量研究 , 申
ｅ ｒ ｉ
0
气和底材间形成隔离膜 , 并能耐 900 ℃高温 , 缺点是 1 200 ℃, 在火灾发生的 10ｍｉｎ内 , 火场温度即达到
6
硅酸盐的脆性和水敏性 。 目前 , 无机涂料中都含有 700 ℃以上 。 对于裸露钢材 , 只要几分钟就可达到
Ｖ ｏ ｌ
膨胀成分如 :水合盐 、矿物质 、有机制剂等 , 其中硅酸 盐膨胀型防火涂料是一种很有发展前途的防火涂
4 0
防火 涂 料 的 研 究 现 状 与 发 展 趋 势
个时间比其他国家的同类产品最高温的耐受时间多 个最重要的成分进行改性和优选 , 获得了优异的阻
30%。 将耐火材料的厚度加大到 5 ～ 8ｍｍ则可使建 燃涂料 。 为了使涂料具有更好的装饰性能 , 近几年
筑物在 1 000 ℃高温下保持 30 ～ 60ｍｉｎ。我国对钢 透明防火涂料的发展较快 。ＯｌｃｅｓｅＴ等人研 究了
2 0 0
41%, 其 他 约 占 4%, 与 西 方 发 达 国 家 差 距 较 大 [ 11] 。
(ＶＯＣ)含量很高的溶剂型涂料的使用受到越来越 严格的控制 。环境友好型涂料主要有水性涂料 、粉 末涂料 、光固化涂料等 , 其中水性防火涂料和无溶
出一种油基不燃涂料 [ 15] , 发泡时没有毒气及烟尘产 生 , 并具有较好的粘结性能 , 耐酸 、碱及海水的腐蚀 。
材 料 保
剂型防火涂料具有广阔的发展前景 。此外 , 高固体 4 评 价
护
分防火涂料 (固含量超过 60%)及液体无溶剂涂料 都是具有发展前景的环保防火涂料 。 我国市场上 目前 溶剂 型防 火 涂料 约占 55%, 水 性涂 料 约占
通常用模拟防火涂料的失效来评价其防火性 能 。 防火性能的评价方法大体可分为 3类 :小型试 验法 、模拟试验法 、中型试验法 。 其中小型试验法
保 护
2
0
0
6 年
人员撤离赢得了时间 。 因此对它的研究和应用已 防火涂料 , 与北京 建筑材料防火 公司共同研制 成
3
引起了世界各国的高度重视 。
ＬＢ钢结构膨胀型防火涂料 。 目前 , 全国有 70多家
月 第
1 发展史
防火涂料的科研生产单位 , 共开发了 80多个品种
自 1837年 ＬｏｕｉｓＰ研制出第一个防火涂料配
润湿处理剂 )对表 面进行改性处理后可以增强粒 子对基材的亲和力 , 确保耐冲击强度 [ 8] 。
建筑结构在 1 000 ℃高温下保持 30 ～ 60ｍｉｎ, 这种防 火涂料在塑胶板上的厚度为 2.0 ～ 2.5ｍｍ, 可以在
另外 , 膨胀型石墨阻燃剂 (ＥＧ)是近期发展起 超过 200 ℃的高温下 , 使建筑结构保持 15 ｍｉｎ。 这
钢材临界温度 。 9· 11事件后 , 钢结构的防火问题 更加引起各国政府的重视 。钢结构防火涂料有厚涂
˙
料 。具有受热时不产生毒性气体和烟雾 、发泡层强 型和超薄型之分 , 其厚度分别为 8 ～ 50 ｍｍ, 3 ～ 7ｍｍ
3
9 Ｎ
度高 、能有效抵抗火焰热流的冲击 、成本低等特点 。 (2)含有铝系和镁系阻燃剂 的涂料 无机阻
过如下方法进行改性 :通过控制粒径和粒径分布 , 盐 、高炉渣等为主要成分的无机膨胀型钢结构防火
使固体颗粒超细化 , 增加表 面积 ;采用偶联剂 (硅 涂料 。日本开发出钢结构丙烯酸聚氨酯防火涂料 。
烷偶联剂 、钛酸酯偶联剂 、长链脂肪酸及盐 、疏水性 俄罗斯最近开发出一种防火涂料 , 该涂料最长可使
防火涂料涂覆于物体表面 , 在遇火时涂膜本身 难燃或不燃 , 对基材有较好的保护作用 , 为灭火和
酸盐和磺胺等 。低温等离子表面处理技术使得防 火性能大大提高[ 3] 。 我国的防火涂料研究起步较 晚 , 但发展速度很快 。 20世纪 70年代末 , 公安部 四川消防研究所开始研究防火涂料 , 首先研究出膨 胀型过氯乙烯防火涂料 , 后来又研究出膨胀型丙烯 酸乳胶防火涂料 。 从 20世纪 80年代中期开始 , 公 安部四川消防科学研究所率先 研制成 ＬＧ钢 结构
汪 源1 , 朱金华1 , 陈兆文 2 , 文庆珍 1 (1.海军工程大学理学院 , 湖北 武汉 430030;2.武汉市城市路桥收费管理中心 , 湖北 武汉 430019)
[摘 要 ] 综述了防火涂料的发展 、现状 、分类方法 、防火机理以及几类重要防火涂料的特点 , 介绍了防火涂料的测试方法 , 评述了防火涂料在实际应用中存在的问题 , 指出了解决方法 。 展望了防 火涂料的发展趋势 。
薄型防火涂料耐火极限达到 2ｈ以上 。目前 , 该研 究所和中国建筑学研究院也在进行水基超薄型干旱 结构防火涂料的研究 , 而北京航空材料研究院的防
明 , 某种粘结基料与适当的透明粒子配合能显著提 高防火性能 , 同时增加膨胀炭质层的强度 、增强其 耐燃气冲刷的能力[ 14] 。透明粒子的应用还可减少
的产品 , 累计涂料产量 1.5 ×104 ｔ以上 。
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方以来 , 防火涂料不断发展 , 而且性能也得到了很 2 阻燃机理
卷
大改善 [ 1] 。 随着阻燃技术的发展及对防火材料性 能要求的提高 , 出现了膨胀型防火涂料 。 1937年 出现了以磷酸二铵为催化剂 , 二氰二胺为膨胀发泡 剂 , 甲醛为碳化剂的膨胀型防火涂料 。 1953年 , 有 了含磷酸蜜胺的膨胀型防火涂料 。 1965年 , 美国 开始将聚磷酸铵 (ＡＰＰ)引入防火涂料配方中 。美 国最早生产保护钢结构的膨胀防火涂料有 Ｆｌａｍｅ
第
3 期
ＣｏｎｔｒｏｌＣｏａｔｉｎｇｓ公司的 50 钢结构的防火 涂料 , 美 国 ＷＲＧｒｅｃｅ公司的 Ｍｏｎｏｋｏｔｅ钢结构防火喷浆 [ 2] 。
具有代表性的卤系 、磷系防火涂料处 于不断发展 中 , 但卤系中一些溴类防火涂料因环保问题而备受
氮 -炭的防火膨胀体系 用热分析 (ＴＧ和 ＤＴＡ)、扫 描电 镜 (ＳＥＭ)、能 谱 仪 (ＥＤＳ)和 Ｘ 射 线 衍 射 (ＸＲＤ)等 方 法研 究得 到 如下 结 论 :脱 水成 炭 剂 (ＡＰＰ)受热 分解生 成酸 ;多羟 基碳 化剂 (季戊 四 醇 )在酸的催化下脱水分解成炭 ;基料中树脂受热
火涂料已实现 2.94 ｍｍ、109ｍｉｎ的耐火极限 。
涂料燃烧时产生的烟雾量 、降低毒气生成能力 。 我
3 .4 新 型防 火涂 料
国在透明涂料方面以异丙醇改性的部分醚化三聚氰
随着对环境污 染的日益重视 , 挥发 性有机物
脲醛树脂为基料 , 自制的酸式磷酸氯乙基酯为脱水 催化剂 , 制成膨胀型透明防火涂料 。另外 , 国外还推
阻燃涂料 、烧蚀涂料 、玻璃状熔融 。 依其防火机理不同可分为非膨胀型与膨胀型
请了多项专利 , 是主要发展趋势之一 。 (3)聚氨酯涂料 具有优异的长效性 、户外耐
ａ ｌ ｓ
两类 。 按分散介质不同可分为溶剂型防火涂料和 水性防火涂料两大类 。 按用途分为木结构防火涂
久性 、化学稳定性 , 被大量用于军事装备的防护 。 (4)环氧酚醛树脂 涂料 它们本身为可 燃性
ｅ ｃ ｔ
可分为添加型防火涂料和反应型防火涂料 。按使 用范围可分为室内防火涂料和室外防火涂料 [ 5] 。
树脂作为军舰内部防火涂料 , 具有很好的防火性能 。 (6)丙烯酸类涂料 它分为丙烯酸乳胶 漆和
ｉ ｏ
3 .1 无 机阻 燃材 料
溶剂型丙烯酸涂料两类 。 丙烯酸树脂具有较高的
ｎ Ｍ
阻燃剂是防火涂料不可缺少的助剂 。代表性 的有铝系 、镁系 、锑系 、硼系 、钼系涂料 , 无机涂料是
非膨胀型防火涂料的阻燃机理 :防火涂料在燃 烧中吸收大量的热量 , 使温度难以上升 , 其自身不 燃烧并形成一层隔绝氧气的釉状保护层 , 对物体起 到一定的保护作用 , 但隔热性能较差 。 膨胀型防火 涂料平常保持普通涂膜状态 , 遇火时 , 涂层发生软 化熔融 , 膨胀形成海绵状或蜂窝状炭化层 。 对磷 -
争议 。 接着又出现了以炭源 (三季戊四醇 ), 膨胀
剂 (多磷酸铵 )和发泡剂 (三聚氰铵 )的典型膨胀防 火材料 。目前 , 膨胀型防火涂料的防火性能及理化
熔融在发泡剂 (三聚氰胺 )的作用下膨胀发泡 , 同 时进一步形成炭化层 。 根据 Ｘ射线衍射图分析表
性能都有了很大的提高 , 防火助剂的品种 、性能也 明 , 这种炭化层属于无定型炭结构 , 其实质是石墨
[关键词 ] 防火涂料 ;防火机理 ;发展趋势 [中图分类号 ] ＴＧ172.82 [ 文献标识码 ] Ａ [文章编号 ] 1001 -1560(2006)03 -0039 -04
0 引 言
日趋完善 , 还研制出自膨胀化合物 , 如硝基苯胺硫
材 料
随着高分子材料在各种场合的广泛应用 , 火灾 的潜在危险也在增加 , 许多建筑物构件在高温下失 去荷载能力导致建筑物坍塌 , 给人们生命财产造成 巨大损失 。
结构防火涂料的研究起步较晚 , 但发展较快 。 1984 几种不同的透明粒子 (化学组成不同的改性 硅酸
年四川消防研究所研制出我国第一种钢结构防火涂 硼 )在溶剂型膨胀防火涂料和水基膨胀防火 涂料
料 ———ＬＧ钢结构防火涂料 , 1994年推出的 ＳＣＢ超 中对膨胀炭质层及涂 料防火性能的影 响 , 研究 表
可燃性 , 加入含磷成分使其具有很高的氧指数 。 3.3 钢结构防火涂料
ａ ｒ
突出的无烟防火涂料 [ 6] 。
建筑物的钢结构是防火涂料使用最多的地方 ,
˙ 2 0
(1)含有碱金属硅酸盐或硼酸盐阻燃剂的涂料 该类涂料在受热时形成玻璃状熔融物 , 从而在空
钢结构防火涂料在防火涂料中占有重要的地位 。 对于 建 筑 火 灾 , 火 场 温 度 大 多 在 800 ～
的微晶体 , 所以一旦形成这种泡沫状炭化层 , 其本
[ 收稿日期 ] 2005 12 02
身很难燃烧 , 又有很好的隔氧 、隔热作用 , 有效的阻
3 9
防火 涂 料 的 研 究 现 状 与 发 展 趋 势
止燃烧继续进行 。 防火涂料的阻 燃机理有以下 几种 [ 4] :凝集相
来的无卤无机膨胀型阻燃剂 , 它资源丰富 , 制造简 单 , 与其他协效剂共同使用 , 阻燃效果良好 [ 9] 。
界面反应的阻滞 ;能阻滞气体燃烧的气体阻燃剂的 气相反应 ;阻燃剂吸热分解或吸热气体反应对燃烧 的阻滞 ;产生能稀释气相反应物浓度的不燃气体 ; 形成能阻碍对底材供热或阻滞反应物转移至火焰 区域的隔离区 。
3.2 防火涂料的分类
(1)卤系防火涂料 该品种目前产量大 , 使用 量大 , 缺点是受热分解卤化氢具有强腐蚀性 , 但因 其阻燃效果好 , 价格适中 , 未来产量仍会继续增加 。
Ｐ
料 、电缆防火涂料 、钢结构防火涂料以及预应力混 材料 , 通过添加阻燃材料 , 可降低可燃性 。
ｒ ｏ ｔ
凝土楼板防火涂料 。 依其涂层厚度可分为厚型 、薄 型以及超薄型 3类 。 若以添加阻燃剂方式来划分 ,
Fra Baidu bibliotek
(5)含氯树脂涂料 美海军选用的水性偏二氯 乙烯防火涂料及六氯四氢邻苯二甲酸酐基氯化醇酸
不易挥发 , 烟气毒性低 , 成本低 。缺点是填充量大 , Ｈｅｒｂｅｒｔｓ38320, 38091系列 , 法国 ＦＯＨ钢结构防火涂
与聚合物结合力小 , 相容性差 , 对聚合物的加工以 及力学性能 影响大[ 7] 。 为 解决这些缺点 , 主要通
料 。捷克以 Ｐ-Ｎ-Ｃ体系为基础 , 加入氯乙烯聚合物 开发出新型膨胀型防火涂料 。芬兰研制出以磷酸
和小于 3ｍｍ, 耐火时间为 0.5 ～ 2.5ｈ[ 10] 。目前主要 代表性产品有英国 ＮｕｌｌｆｉｒｅＴＳ605和 Ｐ20, 日本 ＦＲ
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燃剂的 氢氧化 铝和氢 氧化 镁占 整个阻 燃市 场的 50%, 而且呈明显增长之势 。其优点是稳定性高 ,
系列室内外钢结构防火涂料 , 美国 50号 、Ｍｏｎｏｋｏｔｅ、 Ａｌｂｉ-ｃｌａｄ钢结构防火涂料 , 加拿大Ａ/Ｄｆｉｒｅｆｉｌｍ, 德国
(2)有机硅氧烷防火涂料 其优点是无卤素 、
Ｍ ａ ｔ
3 分类方 法及特点
防火涂料的分类方法较多 。 按阻燃形式分有
低烟 、低毒 、燃 烧生 成炭 -硅 阻隔 层 。 如 日本 ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＧａｓＣｈｅｍｉｃａｌ公司在使用羟苯基烷基 封端 的聚二甲基硅氧烷制备阻燃剂中作了大量研究 , 申
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气和底材间形成隔离膜 , 并能耐 900 ℃高温 , 缺点是 1 200 ℃, 在火灾发生的 10ｍｉｎ内 , 火场温度即达到
6
硅酸盐的脆性和水敏性 。 目前 , 无机涂料中都含有 700 ℃以上 。 对于裸露钢材 , 只要几分钟就可达到
Ｖ ｏ ｌ
膨胀成分如 :水合盐 、矿物质 、有机制剂等 , 其中硅酸 盐膨胀型防火涂料是一种很有发展前途的防火涂
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防火 涂 料 的 研 究 现 状 与 发 展 趋 势
个时间比其他国家的同类产品最高温的耐受时间多 个最重要的成分进行改性和优选 , 获得了优异的阻
30%。 将耐火材料的厚度加大到 5 ～ 8ｍｍ则可使建 燃涂料 。 为了使涂料具有更好的装饰性能 , 近几年
筑物在 1 000 ℃高温下保持 30 ～ 60ｍｉｎ。我国对钢 透明防火涂料的发展较快 。ＯｌｃｅｓｅＴ等人研 究了
2 0 0
41%, 其 他 约 占 4%, 与 西 方 发 达 国 家 差 距 较 大 [ 11] 。
(ＶＯＣ)含量很高的溶剂型涂料的使用受到越来越 严格的控制 。环境友好型涂料主要有水性涂料 、粉 末涂料 、光固化涂料等 , 其中水性防火涂料和无溶
出一种油基不燃涂料 [ 15] , 发泡时没有毒气及烟尘产 生 , 并具有较好的粘结性能 , 耐酸 、碱及海水的腐蚀 。
材 料 保
剂型防火涂料具有广阔的发展前景 。此外 , 高固体 4 评 价
护
分防火涂料 (固含量超过 60%)及液体无溶剂涂料 都是具有发展前景的环保防火涂料 。 我国市场上 目前 溶剂 型防 火 涂料 约占 55%, 水 性涂 料 约占
通常用模拟防火涂料的失效来评价其防火性 能 。 防火性能的评价方法大体可分为 3类 :小型试 验法 、模拟试验法 、中型试验法 。 其中小型试验法
保 护
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6 年
人员撤离赢得了时间 。 因此对它的研究和应用已 防火涂料 , 与北京 建筑材料防火 公司共同研制 成
3
引起了世界各国的高度重视 。
ＬＢ钢结构膨胀型防火涂料 。 目前 , 全国有 70多家
月 第
1 发展史
防火涂料的科研生产单位 , 共开发了 80多个品种
自 1837年 ＬｏｕｉｓＰ研制出第一个防火涂料配
润湿处理剂 )对表 面进行改性处理后可以增强粒 子对基材的亲和力 , 确保耐冲击强度 [ 8] 。
建筑结构在 1 000 ℃高温下保持 30 ～ 60ｍｉｎ, 这种防 火涂料在塑胶板上的厚度为 2.0 ～ 2.5ｍｍ, 可以在
另外 , 膨胀型石墨阻燃剂 (ＥＧ)是近期发展起 超过 200 ℃的高温下 , 使建筑结构保持 15 ｍｉｎ。 这
钢材临界温度 。 9· 11事件后 , 钢结构的防火问题 更加引起各国政府的重视 。钢结构防火涂料有厚涂
˙
料 。具有受热时不产生毒性气体和烟雾 、发泡层强 型和超薄型之分 , 其厚度分别为 8 ～ 50 ｍｍ, 3 ～ 7ｍｍ
3
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度高 、能有效抵抗火焰热流的冲击 、成本低等特点 。 (2)含有铝系和镁系阻燃剂 的涂料 无机阻
过如下方法进行改性 :通过控制粒径和粒径分布 , 盐 、高炉渣等为主要成分的无机膨胀型钢结构防火
使固体颗粒超细化 , 增加表 面积 ;采用偶联剂 (硅 涂料 。日本开发出钢结构丙烯酸聚氨酯防火涂料 。
烷偶联剂 、钛酸酯偶联剂 、长链脂肪酸及盐 、疏水性 俄罗斯最近开发出一种防火涂料 , 该涂料最长可使
防火涂料涂覆于物体表面 , 在遇火时涂膜本身 难燃或不燃 , 对基材有较好的保护作用 , 为灭火和
酸盐和磺胺等 。低温等离子表面处理技术使得防 火性能大大提高[ 3] 。 我国的防火涂料研究起步较 晚 , 但发展速度很快 。 20世纪 70年代末 , 公安部 四川消防研究所开始研究防火涂料 , 首先研究出膨 胀型过氯乙烯防火涂料 , 后来又研究出膨胀型丙烯 酸乳胶防火涂料 。 从 20世纪 80年代中期开始 , 公 安部四川消防科学研究所率先 研制成 ＬＧ钢 结构