防火涂料的发展趋势及其作用展望8743.docx

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1、防火涂料的发展趋势及其作用展望引言 建筑防防火是消消防科学学技术的的一个重重要领域域,而防火火涂料又又是防火火建筑材材料中的的重要组组成部分分。防火火涂料是是指涂装装在物体体表面,可可防止火火灾发生生,阻止火火势蔓延延传播或或隔离火火源,延长长基材着着火时间间或增加加绝热性性能以推推迟结构构破坏时时间的一一类涂料料。按用用途和使使用对象象的不同同可分为为:饰面型型防火涂涂料、电电缆防火火涂料、钢钢结构防防火涂料料、预应应力混凝凝土楼板板防火涂涂料等。我我国防火火涂料的的发展,较较国外工工业发达达国家晚晚15520年,虽然然起步晚晚,但发展展速度较较快。尤尤其是钢钢结构防防火涂料料,从品种种类型

2、、技技术性能能、应用用效果和和标准化化程度上上看,已接接近或达达到国际际先进水水平。近近几年,其其需求量量成倍增增长,这与与钢结构构建筑的的迅速发发展是分分不开的的。 1钢结构构防火涂涂料 钢结结构作为为高层建建筑结构构的一种种形式,以以其强度度高、质质量轻,并并有良好好的延伸伸性、抗抗震性和和施工周周期短等等特点,在在建筑业业中得到到广泛应应用,尤其其在超高高层及大大跨度建建筑等方方面显示示出强大大的生命命力。截截止119900年底底,世界上上高2200m以以上的1000栋超超高层建建筑中钢钢结构占占了779%。改革革开放以以来,随着着国际间间技术交交流与合合作的加加强,钢结结构应用用技术在

3、在我国得得到了蓬蓬勃发展展,高层和和超高层层建筑迅迅速增长长。据19995年年的统计计资料,我我国建成成的1100幢超高高层建筑筑中钢结结构占37%,多数是是近几年年兴建的的。随着着我国城城市规模模的发展展,钢结构构在我国国建筑业业的应用用具有非非常广阔阔的前景景。但由由于钢结结构自身身不燃,钢钢结构的的防火隔隔热保护护问题曾曾一度被被人们忽忽视。根根据国内内外有关关资料报报道及有有关机构构的试验验和统计计数字表表明,钢结结构建筑筑的耐火火性能较较砖石结结构和钢钢筋混凝凝土结构构差。钢钢材的机机械强度度随温度度的升高高而降低低,在550000左右右,其强度度下降到到400%500%,钢材材的力

4、学学性能,诸诸如屈服服点、抗抗压强度度、弹性性模量以以及荷载载能力等等都迅速速下降,很很快失去去支撑能能力,导致致建筑物物垮塌。因因此,对钢钢结构进进行保护护势在必必行。钢钢结构防防火涂料料刷涂或或喷涂在在钢结构构表面,起起防火隔隔热作用用,防止钢钢材在火火灾中迅迅速升温温而降低低强度,避避免钢结结构失去去支撑能能力而导导致建筑筑物垮塌塌。早在在200世纪纪700年代代,国外对对钢结构构防火涂涂料的研研究和应应用就展展开了积积极的工工作并取取得了较较好的成成就,至今今仍是方方兴未艾艾。880年年代初国国外钢结结构防火火涂料就就进入中中国市场场,在工程程上应用用。从80年代初初,我国也也开始研研

5、制钢结结构防火火涂料,至至今已有有许多优优良品种种广泛应应用于各各行各业业。 2厚涂型型钢结构构防火涂涂料 厚涂涂型钢结结构防火火涂料是是指涂层层厚度在在8550mmm的涂涂料,这类类防火涂涂料的耐耐火极限限可达0.53hh。在在火灾中中涂层不不膨胀,依依靠材料料的不燃燃性、低低导热性性或涂层层中材料料的吸热热性,延缓缓钢材的的升温,保保护钢件件。这类类钢结构构防火涂涂料采用用合适的的粘结剂剂,再配以以无机轻轻质材料料、增强强材料。与与其他类类型的钢钢结构防防火涂料料相比,除除了具有有水溶性性防火涂涂料的一一些优点点之外,由由于它从从基料到到大多数数添加剂剂都是无无机物,因因此成本本低廉。该该

6、类钢结结构防火火涂料施施工一般般采用喷喷涂,多应应用在耐耐火极限限要求2hh以上上的室内内钢结构构上。但但这类产产品由于于涂层厚厚,外观装装饰性相相对较差差。 3薄涂型型钢结构构防火涂涂料 涂层层厚度在在377mmm的钢钢结构防防火涂料料称为薄薄涂型钢钢结构防防火涂料料。该类类涂料受受火时能能膨胀发发泡,以膨膨胀发泡泡所形成成的耐火火隔热层层延缓钢钢材的升升温,保护护钢构件件。这类类钢结构构涂料一一般是用用合适的的乳胶聚聚合物作作基料,再再配以阻阻燃剂、添添加剂等等组成。对对这类防防火涂料料,要求选选用的乳乳液聚合合物必须须对钢基基材具有有良好附附着力、耐耐久性和和耐水性性。常用用作这类类防火

7、涂涂料基料料的乳液液聚合物物有苯乙乙烯改性性的丙烯烯酸乳液液、聚醋醋酸乙烯烯乳液、偏偏氯乙烯烯乳液等等。对于于用水性性乳液作作基料的的防火涂涂料,阻燃燃添加剂剂、颜料料及填料料是分散散到水中中的,因而而水实际际上起分分散载体体的作用用,为了使使粒状的的各种添添加剂能能更好地地分散,还还加入分分散剂,如如常用的的六偏磷磷酸钠等等。该类类钢结构构防火涂涂料在生生产过程程中一般般都分为为3步:第一一步先将将各种阻阻燃添加加剂分散散在水中中,然后研研磨成规规定细度度的浆料料;第二步步再用基基料(乳液液)进行配配漆;第三三步在浆浆料中配配以无机机轻质材材料、增增强材料料等搅拌拌均匀。该该涂料一一般分为为

8、底层(隔隔热层)和和面层(装装饰层),其装装饰性比比厚涂型型好,施工工采用喷喷涂,一般般使用在在耐火极极限要求求不超过过2h的的建筑钢钢结构上上。 4超薄型型钢结构构防火涂涂料 超薄薄型钢结结构防火火涂料是是指涂层层厚度不不超过3mmm的的钢结构构防火涂涂料,这类类防火涂涂料受火火时膨胀胀发泡,形形成致密密的防火火隔热层层,是近几几年发展展起来的的新品种种。它可可采用喷喷涂、刷刷涂或辊辊涂施工工,一般使使用在要要求耐火火极限2hh以内内的建筑筑钢结构构上。与与厚涂型型和薄涂涂型钢结结构防火火涂料相相比,超薄薄型膨胀胀钢结构构防火涂涂料黏度度更细、涂涂层更薄薄、施工工方便、装装饰性更更好。在在满

9、足防防火要求求的同时时又能满满足高装装饰性要要求,特别别是对裸裸露的钢钢结构,这这类涂料料是目前前备受用用户青睐睐的钢结结构防火火涂料。公公安部消消防科研研所研制制出的“SCBB”(溶溶剂型)和和“SSCA”(水性性)超薄膨膨胀型钢钢结构防防火涂料料,涂层厚厚度分别别为22.669mmm和和1.66mmm,耐火极极限分别别为1147minn和63minn;“LF”(溶剂剂型)和“L6”(溶剂剂型)超薄薄钢结构构防火涂涂料,涂层层厚度分分别为2mmm和和3mm,耐耐火极限限分别为为944miin和和900miin;德国Herrberrts公司的的“WWateetBBasee”383320型钢结结

10、构防火火涂料(水水性),涂层厚厚度为2.633mmm,耐火极极限为63mmin;3880911型钢钢结构防防火涂料料(溶剂型型),涂涂层厚度度为22.442mmm,耐火火极限为为1224mmin;英国国“NNulllifiire”钢结结构防火火涂料(溶溶剂型),涂层层厚度为为2.24mm,耐耐火时间间为1106minn;江江苏兰陵陵公司的的“SSF”(溶溶剂型)和和“EECB”(水性性)超薄型型钢结构构防火涂涂料,涂层层厚度为为2.077mmm和1.6mm,耐耐火极限限分别为为1550mmin和444miin。总总而言之之,由于国国内研究究超薄型型钢结构构防火涂涂料的时时间还较较短,对涂涂膜的

11、防防火性能能及理化化性能研研究虽然然进展较较快,但是是要提出出效果优优异的适适合于室室外应用用的超薄薄型钢结结构防火火涂料,还还需要在在其耐候候性方面面作进一一步研究究。国外外的钢结结构防火火涂料已已向着超超薄、超超耐候性性能、装装饰性能能优良的的方向发发展,并参参照欧洲洲老化试试验标准准方法进进行了耐耐候性实实验,耐候候性能优优良,其涂涂膜的耐耐候性能能满足室室外使用用的要求求。所以以为了赶赶上或超超过国外外同类产产品,满足足市场的的需要,研研制和开开发高耐耐候性的的室外超超薄型钢钢结构防防火涂料料是今后后发展的的方向。 5饰面型防火涂料 除了钢结构防火涂料,饰面型防火涂料、电缆防火涂料等也

12、飞速发展。饰面型防火涂料是一种集装饰和防火为一体的新型涂料品种,当它涂覆于可燃基材上时,平时可起一定的装饰作用;一旦火灾发生时,则具有阻止火势蔓延,从而达到保护可燃基材的目的。正是因为它的这种特殊用途,所以国外工业发达国家早在20世纪20年代就出现了防火涂料。这种涂料的发展经过了两个阶段。初期出现的是以硅酸盐水玻璃为粘结剂的无机防火涂料,此类防火涂料自身不燃烧,遇火时能形成空芯泡层,对可燃基材有一定的保护作用,缺点是隔热性能和耐候性能较差,易产生泛白、龟裂和脱落。40年代末期,人们开始着手研制有机膨胀型防火涂料,此涂料主要特点是防火性和理化性均优于无机防火涂料,涂层遇火时能形成具有良好隔热性能

13、的致密的海绵状膨胀泡沫层,能更有效地保护可燃性基材。与无机防火涂料相比,有机膨胀防火涂料是更有发展前途的防火涂料类型,所以在以后的几十年间得以迅速我国饰面型防火涂料的发展也分两个阶段。20世纪50年代后期出现的防火涂料也是以硅酸盐水玻璃为粘结剂的无机防火涂料。70年代初期,一些专业油漆厂生产了过氯乙烯、氯化橡胶防火漆。以上两种防火涂料由于防火效果并不理想,所以并未在我国形成市场。直到70年代后期,我国才开始进行有机膨胀型防火涂料的研究工作。最早出现的膨胀型防火涂料是由公安部四川消防科学研究所研制B60-1丙烯酸膨胀防火涂料和A60-1改性氨基膨胀防火涂料。此后,我国的有机膨胀防火涂料得以迅速发

14、展。到目前为止,我国的防火涂料生产企业已发展到200多家,销量数万吨,已形成跨部门的研究生产体系。 饰面型膨胀防火涂料,可分为溶剂型和水性两类,两类涂料所选用的防火组分基本相同,因此很难说它们的防火性能有多大的差别。其选用的溶剂以采用的成膜物质而定。溶剂型防火涂料的成膜物质一般选用氯化橡胶、过氯乙烯、氨基树脂、酚醛树脂等,采用的溶剂为200号溶剂汽油、喷漆稀料、醋酸丁酯等。水性防火涂料的成膜物质一般选用氯乙烯-偏二氯乙烯乳液、苯丙乳液、纯丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液等,这些材料均以水为溶剂。这两类涂料性能上的差别主要在于涂料的理化性能以及耐候性能,溶剂型防火涂料这两方面的性能都优于水性防火涂料。

15、透明防火涂料是近几年发展起来并趋于成熟的一类饰面型防火涂料,产品广泛地适用于宾馆、医院、剧场、计算机房等木结构的装修,各种高层建筑及古建筑的装饰和防火保护。然而,随着我国工业的迅速发展及市场上的需求,对透明防火涂料提出了更高的要求,不但要具有良好的防火性能,而且要求漆膜透明光亮,耐候性能好。 6电缆防火涂料 我国电缆防火涂料产品的研制始于20世纪70年代末和80年代初,它是在饰面型防火涂料基础上结合自身要求发展起来的,其理化性能及耐候性能较好,涂层较薄,遇火能生成均匀致密的海绵状泡沫隔热层,有显著的隔热防火效果,从而达到保护电缆、阻止火焰蔓延、防止火灾的发生和发展的目的。电缆防火涂料作为电缆防

16、火保护的一种重要产品,通过近20年来的应用,对减少电缆火灾损失、保护人民财产安全起了积极作用,其应用也从不规范到规范。但由于现代社会的飞速发展,电缆使用的环境、敷设的方式的多样化,从电缆防火涂料多年的应用情况看,现行的水性防火涂料还有些性能需要改进提高,才能满足电缆使用环境要求。目前使用情况较好的是溶剂型防火涂料,但由于这类涂料本身易燃,使用的火灾隐患也相当大,加之溶剂对人体会有不同程度的伤害,因此特别是在电缆竖井、电缆沟、电缆隧道等空间狭窄或不易通风的场所使用时应加强安全防护措施。从环保的角度考虑,今后应努力开发研制理化性能和耐候性能优良的水性防火涂料。 7预应力混凝土楼板防火涂料 在高速发

17、展的建筑中,采用混凝土的建筑结构十分普遍,其中,预应力钢筋混凝土比普通钢筋混凝土的抗裂性、刚度、抗剪性和稳定性更好,质量更轻,并能节省混凝土和钢材。但是,应用较多的预应力钢筋混凝土空心楼板的耐火性能很差,其原因是:预应力钢筋的温度达2000时,屈服点开始下降,3000时,预应力几乎全部消失,蠕变加快,致使预应力板的强度、刚度迅速降低,从而板中的挠度变化加快,板下面出现裂缝,预应力钢筋直接受到高温作用,其刚度和强度进一步下降,混凝土在高温下性能也在改变,板下的混凝土受热膨胀方向与板受拉方向一致,助长了板中挠度的变化。混凝土在3000时,强度开始下降,5000强度降低一半左右,8000强度几乎丧失

18、。在建筑火灾中,这类楼板均在0.5h左右即断裂垮塌。 预应力混凝土空心板广泛用于现代建筑物中作为承重的楼板,由于它的耐火性差,成为贯彻建筑设计防火规范的一个难题。为了提高预应力楼板的耐火极限,人们首先采取了增加钢筋混凝土保护层厚度的办法,但效果不很明显,反而增加了楼板的质量并占用了有效空间。借鉴钢结构防火涂料用于保护钢结构的原理,我国从20世纪80年代中期起,逐步研究和生产预应力混凝土楼板防火涂料,较广泛地用于保护预应力楼板,喷涂在预应力楼板配筋一面,遭遇火时,涂层有效地阻隔火焰和热量,降低热量向混凝土及其内部预应力钢筋的传递速度,以推迟其升温的时间,从而提高预应力楼板的耐火极限,达到防火保护的目的。 8结语 随着我国城镇建设开发力度的进一步加大,钢结构因其钢性和塑性都比较优良,将被广泛应用在大型展览、体育中心及高层建筑中。因此,必须进一步深入研究钢结构防火涂料性能,根据不同需要、不同功能,提高钢结构耐火极限,增强建筑物抗御火灾能力,确保国家和人民群众生命财产安全。