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簡 介：
超薄型鋼結構防火涂料是指涂層厚度不超過3 mm的鋼結構防火涂料，屬于膨脹型防火涂料，可采用噴涂、刷涂或滾涂施工，一般使用在要求耐火極限2小時以內的建筑鋼結構上，如可對一類建筑物中的梁樓板與屋頂承重構件，二類建筑中的柱、梁、樓板、各種輕鋼梁、網(wǎng)架等進行有效防火保護。
超薄膨脹型鋼結構防火涂料，與厚涂型和薄涂型鋼結構防火涂料相比，品種粒度更細、涂料層更薄，施工方便、經(jīng)濟，裝飾性更好，在滿足鋼結構防火要求的同時，也能滿足人們高裝飾性要求；可廣泛使用于工業(yè)廠房、體育場館、候機樓、高層建筑等裝飾要求很高的鋼結構的防火保護，也適用于船舶、地下工程、電廠、機房等要求很高的設施內的木材、纖維板、塑料、電纜等易燃基材的防火保護，是目前消防部門大力推廣的品種。
組 成：
超薄型鋼結構防火涂料主要由基料、膨脹阻燃體系、顏填料、溶劑和助劑組成其中膨脹阻燃體主要由脫水催化劑、成炭劑、發(fā)泡劑組成。
① 基料。
基料樹脂是涂料中的主要成膜物質，基料的性質對形成涂層的物理化學性質起到?jīng)Q定性的作用。因此，要求基料能與整個涂料體系協(xié)同，且對鋼材有防腐蝕性能。烯酸樹脂是常用的基料之一，它能使涂層具有良好的耐候性及防火強度。
② 催化劑。
催化劑的主要作用是促進和改變涂層的熱分解進程，如促進涂層內含羥基的有機物脫水炭化形成不易燃的三維空間結構的炭質層，減少熱分解可燃性產物的量等。常用的有聚磷酸銨、多聚磷酸銨、磷酸氫銨等，其中高聚合聚磷酸銨能使涂層具有良好的耐水性。
③ 成炭劑。
成炭劑是形成三維空間結構的泡沫炭化層的物質基礎，其有效性取決于其碳含量和羥基的數(shù)目以及成炭劑的分解溫度。因此，它們是一些含高碳的多羥基化合物，如淀粉、季戊四醇、雙季戊四醇、含羥基的樹脂等。
④ 發(fā)泡劑。
膨脹型防火涂料只有借助發(fā)泡劑，才能在高溫下能放出不燃性的氣體使成膜物膨脹起來并形成蜂窩狀泡沫結構。常用的發(fā)泡劑有三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨、氯化石蠟、磷酸銨鹽、氨基樹脂等。
⑤ 顏填料。
對膨脹型防火涂料來說，適當?shù)念佁盍峡墒古菽瓕痈旅埽瑥姸雀茫瑥亩岣咂浞阑鹦阅�。常用的著色顏料有鈦白粉、氧化鋅、鐵黃、鐵紅等。
⑥ 溶劑和助劑。
考慮到施工及生產的安全性，應盡量選擇污染、毒性低并具有一定揮發(fā)速度的混合溶劑。防火涂料的助劑種類較多，如為了提高膨脹炭質層的強度和耐火極限，往往要加入增強劑。
特 性：
分 類：
Ø 溶劑型超薄型鋼結構防火涂料
超薄型鋼結構防火涂料中的多數(shù)產品屬于溶劑型，具有優(yōu)越的黏結強度、耐候耐水性、流平性、裝飾性等特點。目前我國主要的溶劑型超薄鋼結構防火涂料為LF溶劑型鋼結構膨脹防火涂料，該涂料以合成樹脂為基料，采用有機溶劑，單組份包裝，外觀為白色，可調配用戶所需的顏色，涂層很薄，表面平整光滑，有較好的美觀裝飾性，遇火膨脹隔熱性好，位面積用量少，可方便地刷涂施工，不受冬季嚴寒氣候條件限制，理化性能類似于一般油漆，2 mm左右的涂膜耐火時間可達1.5 h。LF溶劑型鋼結構防火涂料可選用聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂及其拼合樹脂作為成膜物，選用聚磷酸銨等含磷、氮、碳的化合物為膨脹阻燃材料，加顏料、填料、化學助劑和溶劑研磨分散而成。溶劑型體系雖然耐火性能優(yōu)越，但在生產、施工中污染環(huán)境，有害人體健康，所以研發(fā)安全無毒、無空氣污染的環(huán)保超薄型鋼結構防火涂料成為防火涂料的發(fā)展方向之一。
Ø 水性超薄型鋼結構防火涂料
隨著人們環(huán)保意識的增強，對防火涂料的污染和毒性也越來越重視，研制開發(fā)高固體分、水基、無溶劑防火涂料，即無毒低污染的高性能防火涂料成為科研人員的工作重點。水性型體系的研制，一方面在生產和配制過程中，使用水作溶劑和分散介質，減少揮發(fā)性有機化合物(VOC)的含量，另一方面對產品的主要物質成膜物做出選擇，選擇耐火性能好、理化性能高、符合環(huán)保要求的樹脂。
呂九琢等對水性超薄型鋼結構防火涂料進行了研究，開發(fā)研制了IFRC-999水性超薄型鋼結構防火涂料。該涂料選擇的基料為雙氰胺脲醛樹脂，其成膜綜合性能好，耐紫外線輻射性、耐水解性、耐腐蝕性、防銹性、耐溶劑性、耐熱性均較好，屬自膨脹型基料；選擇磷酸的有機銨鹽為脫水催化劑，多元醇和氨基樹脂為碳化劑，雙氰胺、尿素、多聚磷酸銨及氯化石蠟等為發(fā)泡劑，構成膨脹阻燃體系；選擇含鹵的有機阻燃劑增強涂層的阻燃能力，顏填料為銳鈦型鈦白粉；可加入少量玻璃纖維、石棉纖維、酚醛纖維作為涂層的增強劑。針對水性防火涂料的特點，在涂料組分中加入增稠劑（羥甲基纖維素溶液等）、乳化劑（平平加等）、增韌劑（磷酸三甲酯、鹵代烷基磷酸酯等）、顏料分散劑（六偏磷酸鈉）等。
IFR-999型鋼結構防火涂料防火性能優(yōu)良，涂層表面平整有光澤，有很好的飾面效果，同普通飾面涂料的裝飾效果相同，且屬水性涂料，毒性和氣味小，對環(huán)境友好。其優(yōu)化配方耐火時間可達到4 h以上，涂層厚度只有0.5-2.0 mm。該涂料除用作鋼結構防火外，還可用作木材、纖維板、油浸麻包電纜、橡膠電纜、水泥墻面及其他建筑材料的防火保護。
防火機理：
防火機理主要是涂料受火時膨脹發(fā)泡，形成致密的防火隔熱層，該防火層延緩了鋼材的溫升，提高了鋼構件的耐火極限。
① 防火涂料本身具有難燃或不燃性，可隔絕被保護的可燃性基材，使其不直接與空氣、火焰接觸，延緩基材著火燃燒；
② 防火涂料遇火受熱分解放出不燃性的惰性氣體，沖淡被保護基材受熱分解放出的易燃氣體和空氣中的氧氣，抑制燃燒；
③ 含氮、磷的防火涂料受熱分解放出一些活性自由基團，與有機自由基結合，能中斷燃燒發(fā)生的鏈式反應，抑制燃燒；
④ 膨脹防火涂料遇火膨脹發(fā)泡，優(yōu)質鋼結構防火涂料涂裝形成較厚的蜂窩狀炭質泡沫隔熱層，封閉被保護基材，能有效阻止熱量和氧氣向鋼材傳遞。
新型可膨脹石墨超薄型鋼結構防火涂料：
P-C-N或P-C-N-Cl膨脹阻燃體系在受熱膨脹時發(fā)生劇烈的脫水反應，并釋放出反應熱，放熱反應不利于炭層的阻化作用。此外，由于膨脹阻燃層沒有纖維類的組織提高強度，炭層長時間受熱時，會產生大量的裂紋和大面積的脫落，因而大大的降低了炭層的耐火時間。而膨脹石墨受熱到一定程度開始膨脹，是因為“鱗片”狀炭體受熱增大數(shù)百倍變成“蠕蟲”狀炭體，從而形成一個很厚的多孔炭層，此過程本身不發(fā)生化學反應，屬于放熱的物理過程。因此，膨脹石墨的加入可提高涂料的耐火性能。若化學膨脹體系與可膨脹石墨的物理膨脹體系配合使用，那么可膨脹石墨物理膨脹生成的大量“蠕蟲”狀炭體與化學膨脹產生的膨脹層發(fā)生交聯(lián)，可膨脹石墨粘附在基材表面和炭層內部起到一種交聯(lián)纖維的作用，從而形成致密的炭層，大大提高了膨脹炭層的強度，可膨脹石墨的膨脹特性不隨時間變化而變化，這一點會大大提高防火涂料的有用成分的耐侯性。此外，可膨脹石墨本身無毒，受熱時不會產生有毒和腐蝕性氣體。
基于上述分析，將P-C-N或P-C-N-Cl化學膨脹體系和可膨脹石墨配合使用，可制得新型防火性能優(yōu)異的可膨脹石墨鋼結構防火涂料。周正懋、李響以改性丙烯酸樹脂為基料，聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺為化學膨脹體系，可膨脹石墨為物理膨脹體系，鈦白粉為顏填料，加入適量的有機溶劑制成超薄型鋼結構防火涂料�？膳蛎浭募尤雽ν苛系哪突饡r間有一定的延長，對形成更厚的炭層厚度有相當?shù)膸椭?/span>
