防火涂料的應(yīng)用與發(fā)展

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引言

　　近年來，我國防火涂料的研究取得了很好成績，產(chǎn)品的性能有了突破性的提高，并正在形成我國自己的體系。

　　阻燃技術(shù)的展望

　　從國際上總的發(fā)展趨勢來看，對阻燃產(chǎn)品性能要求越來越嚴格，越來越全面，下面簡單地闡述一下對產(chǎn)品性能要求的新動向：

　　1.要求阻燃劑本身無毒，制造過程中不造成公害。要求在阻燃過程中高溫下的分解產(chǎn)物是無毒的、非刺激性的、發(fā)煙量越少越好?？傊箝_發(fā)具有環(huán)境安全性和使用安全性的阻燃產(chǎn)品。

　　2.要求有復(fù)合功能的阻燃產(chǎn)品。最基本的要求是不損害被阻燃物的原有性能，例如對高聚物不降低其力學性能、電學性能等，對纖維制品不影響其耐用性，手感，色澤性與色澤的穩(wěn)定等。現(xiàn)在，在發(fā)展中的要求是在這些基本要求上，還要有某些特定的功能，對阻燃材料要求有多層次的、復(fù)合功能的動向已經(jīng)出現(xiàn)。

　　3.為了得到合乎一定實用目的的阻燃產(chǎn)品，必須綜合平衡各組分的物理、化學、阻燃作用和實際使用狀態(tài)下的多方面的功能，因而產(chǎn)生了阻燃設(shè)計的新概念。但表征有關(guān)阻燃性能的測試方法的精度還遠遠不夠，要不斷地改進提高有關(guān)阻燃性以的分析測試方法。

　　阻燃劑的新進展

　　非鹵阻燃劑，為了減輕阻燃劑的有害作用以獲得具有使用安全性的阻燃劑，各國都在集中力量研制高性能無機阻燃劑，因為這種阻燃劑的特點是不含鹵元素的化合物，所以也叫非鹵阻燃劑?，F(xiàn)在對易燃的聚烯烴已研制出兼有良好的加工性和物理性能的用非鹵阻燃劑阻燃的制品，氧指數(shù)達34~36，發(fā)煙量大大降低，而且無毒，這種非鹵阻燃劑已經(jīng)用于電線電纜的絕緣材料，地鐵、地下街道的密閉控制室和電子儀器，關(guān)于非鹵阻燃劑的開發(fā)工作，我們應(yīng)當及時地開展起來。

　　氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻等無機阻燃劑的更有效的使用都要采用粉體工程新技術(shù)使之微?；瑲溲趸X要求達到平均微粒1μ級，而氧化銻要求更細的粒度，研究實驗結(jié)果表明，粒度和阻燃效果有關(guān)，因此必須開發(fā)粉碎新技術(shù)。在必要的阻燃劑粒度、粒度級配、顆粒形狀等物理參數(shù)的基礎(chǔ)上，還必須同時運用表面化學的方法來處理氫氧化鋁等物質(zhì)表面，以增加他們與被阻燃樹脂的親和力，這樣處理的阻燃體系在同樣的阻燃效果下，可能得到很好的物理、化學性能。

　　膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的探討

　　目前，保護鋼結(jié)構(gòu)最常用的方法是在其表面涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，發(fā)生火災(zāi)時它作為耐火隔熱保護層，有效地提高鋼構(gòu)件的耐火極限，滿足現(xiàn)行國家規(guī)范的要求。涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料作為防火保護的一種手段，不但具有很高的防火效率，而且使用十分方便，施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形狀的限制，且一般不需要輔助設(shè)施，有廣泛的適用性。按照防火機理，可將其分為隔熱型防火涂料和膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料兩大類。

　　膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的主要作用機理是涂層受熱后迅速發(fā)泡膨脹，從而形成蜂窩狀隔氧絕熱的碳化泡沫層，該泡沫層的導(dǎo)熱率很低，能明顯降低對鋼材的熱傳導(dǎo)，以有效地保護鋼結(jié)構(gòu)，提高其耐火極限，一般來講，膨脹鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是以天然或合成的高分子聚合物為基料，輔以發(fā)泡劑、助發(fā)泡劑、碳原等成份構(gòu)成膨脹體系，再與各種顏填料及助劑制成混合體。在常溫下形成普通的涂層，火災(zāi)時膨脹碳化起防火保護作用。

　　鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用與施工

　　鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在工程中的實際應(yīng)用涉及多方面的問題，對涂料品種的選用、產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量都需要加以重視。

　　1.選用原則：鑒于鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的使用部位不同，承載形式及強度不同，因而對其耐火性能的要求也不一樣，此外，根據(jù)建筑物的特點及火災(zāi)發(fā)生的危險與危害的差異，對構(gòu)件的耐火要求也不等，因此科學合理地選擇防火涂料來保護鋼結(jié)構(gòu)對建筑物的防火安全至關(guān)重要，應(yīng)確保產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量為前提，不宜過分強調(diào)降低造價，否則將難以保證涂料的產(chǎn)品質(zhì)量和涂層厚度，最終影響鋼結(jié)構(gòu)的防火保護。一般遵循以下原則：首先要求選用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料必須具有國家級檢測中心出具的合格檢驗報告，且有產(chǎn)品的型式認可，不要把飾面型防火涂料用于鋼結(jié)構(gòu)上，因為它難以達到鋼結(jié)構(gòu)的耐火要求；其次應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的類型特點，耐火等級，和使用環(huán)境來選擇符合性能要求的防火涂料，室內(nèi)裸露的鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋面鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的部位，當所需耐火極限在1.5小時以下時，可選用室內(nèi)膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；當耐火極限在2.0小時以上時應(yīng)填用，對于特種涂料確可在涂層較薄時保證耐火性能，則根據(jù)工程實際情況，經(jīng)過認證后在具有可靠性條件下使用，室內(nèi)的隱蔽部位，高層全鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)，不建議使用膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，露天鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選用室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，不能把技術(shù)性能僅滿足于室內(nèi)的防火涂料用于室外；最后，不宜過分宣傳超花天酒地型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，不能認為涂料涂層越薄越好，從防火機理上講，它是利用涂層的膨脹發(fā)泡來起防火作用，只不過對原材料的控制，配方的合理化要求更加苛刻，加工難度也相應(yīng)提高，由于它主要還是靠有機成分的物理化學反應(yīng)起作用，任何影響膨脹的因素都將最終影響防火性能，其中有些成分對溫度敏感，如長期暴露在空氣中，必然會出現(xiàn)析出、分解的現(xiàn)象，導(dǎo)致涂層開裂、脫落等老化失效問題，最終失去膨脹而影響防火性能。

　　2.施工技術(shù)：鋼結(jié)構(gòu)防火涂料作為一種重要的防火手段，其涂層性能的優(yōu)劣，不僅與涂料產(chǎn)品的質(zhì)量有關(guān)，還與涂料涂裝施工技術(shù)的操作密切相關(guān)，只有好的涂料產(chǎn)品而無相應(yīng)的施工技術(shù)配套，最終也會使防火涂料出現(xiàn)粉化、開裂和脫落，因此應(yīng)嚴格施工技術(shù)操作，確保涂層的性能。施工有以下幾個因素：首先是人員，涂料的涂裝施工人員未經(jīng)培訓合格的不得進行施工，以確保工程質(zhì)量。其次，鋼結(jié)構(gòu)在涂裝防火涂料前，表面必須清除干凈，保證無油、水等污物，并涂刷防銹漆且防銹漆與防火涂料不發(fā)生化學反應(yīng)。還有，施工的環(huán)境溫度對防火涂料的影響很大，對大多數(shù)防火涂料來說，施工過程中和涂層干燥前，環(huán)境溫度應(yīng)保持在5~40攝氏度，相對濕度不宜大于90%，現(xiàn)場的通風狀況良好。當風速較大、阻雨天和構(gòu)件表面有結(jié)露時，不宜作業(yè)。剛施工好的涂層應(yīng)防雨淋、曝曬、污染和機械破壞，如有損壞，需進行修補，并且為確保耐火極限，任何一種防火涂料都有一定的厚度要求，過分追求涂層薄、用量少是不可取的，對承重鋼構(gòu)件任何部位都應(yīng)進行涂刷防火涂料，且各個面的保護層都應(yīng)有相同的厚度，所以應(yīng)嚴格按施工工藝進行施工，不得給建筑留下安全隱患。竣工后，還應(yīng)對涂層進行維護和管理，消除薄弱環(huán)節(jié)，對缺陷部位酌情修補，以確保涂層的有效性，而不能一勞永逸，認為只要使用了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料就能保證建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

　　目前膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料已經(jīng)被成功應(yīng)用于各類工業(yè)及民用建筑中的鋼結(jié)構(gòu)防火保護，它在我國的研究及應(yīng)用中雖然起步較晚，但卻十分活躍和迅速，并正向超薄型、低污染、高性能、裝飾性好等多功能方向發(fā)展。