一提到防火涂料,很多人首先想到的就是防火漆。其实,防火漆只是防火涂料的一种,防火涂料所涵盖的范围要远远大于防火漆。它是防火建筑材料中的重要组成部分,用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延或能隔离火源,用以提高被涂材料耐火极限,延长基材着火时间或增加绝热性能,以推迟结构破坏时间的一种特殊涂料。
防火涂料涂覆在基材表面,不但具有阻燃作用,防止火灾发生,还具有防锈、防水、防腐、耐磨、,耐热性能。涂层的坚韧性、着色性、黏附性、易干性和光泽度也较好。
所以说,防火涂料具有更加广泛和实际的用途。
防火涂料怎样防火
我们知道,燃烧是一种快速的伴随发光、发热、有火焰产生的剧烈氧化反应。
燃烧的产生和进行必须同时具备3个条件,即可燃物质、助燃剂(如空气、氧气或氧化剂)和火源(如高温或火焰),三者缺一不可。
为了阻止燃烧的进行,燃烧三要素中的所有要素都必须被切断,例如降低温度、隔绝空气或可燃物。
防火涂料就是针对这几点而设计的,其阻燃和防火机理大致可归纳为以下5点:
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的速度。
除本身具有难燃性或不燃性外,防火涂料还具有较低的导热系数,可以延迟火焰温度向被保护基材的传递。
防火涂料受热后会分解出不燃惰性气体,稀释被保护物体受热分解后产生的可燃性气体,进而达到使之不可以燃烧或燃烧速度减慢的效果。
含氮的防火涂料受热分解出一氧化氮(N0)、氨气(NH3)等基团,与有机游离基化合,中断连锁反应,降低温度。
膨胀型防火涂料受热后会膨胀发泡,形成碳质泡沫隔热层,封闭被保护物体,延迟热量与基材的传递,阻止物体着火燃烧或减缓物体因温度升高而出现的强度下降。
防火涂料的种类
防火涂料是由基料(即成膜物质)、颜料、普通涂料助剂、防火助剂和分散介质等涂料组分组成的。除防火助剂外,其他涂料组分在涂料中的作用和在普通涂料中的作用是一样,但是在性能和用量上有特殊的要求。
防火涂料的种类很多,按组成成分可分为膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料;按分散介质的种类可分为溶剂型防火涂料和水性防火涂料;按成膜物质的种类可分为有机防火涂料和无机防火涂料;按装饰效果可分为透明防火涂料和非透明防火涂料;按被保护的基材可分为钢结构防火涂料和饰面型防火涂料等。
通常情况下,我们根据用途和使用对象的不同将其分为:饰面型防火涂料、电缆防火涂料、预应力混凝土楼板防火涂料等。
饰面型防火涂料
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,平时可起到一定的装饰作用;一旦火灾发生时,则具有阻止火势蔓延,保护可燃基材的目的。
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黏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、龟裂和脱落的情形。
20世纪40年代末期,人们开始着手研制有机膨胀型防火涂料。此涂料的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的致密海绵状膨胀泡沫层,可以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。
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、防止火灾发生和发展的目的。
预应力混凝土楼板防火涂料
目前,采用混凝土结构的建筑十分普遍,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,在建筑火灾中,这类楼板均在半个小时左右即断裂垮塌。
由于预应力混凝土空心板广泛用于现代建筑物中作为承重楼板,但其不佳的耐火性,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。
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。将这种涂料喷涂在预应力楼板配筋一面,遭遇火灾时,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。
防火涂料环保性
在环保法规日趋完善、人们对环境污染及自身健康曰益重视的今天,我们不仅关心涂料的防火性能,更关心涂料的环保性和安全性。比如,一些挥发性有机化合物含量很高的溶剂型涂料的使用受到越来越严格的限制。这将是今后防火涂料的主要发展方向。
早在20世纪70年代,国际室内空气科学学会就提出了VOC(挥发性有机化合物)概念,科学家已经意识到VOC对环境的污染。日本在1997年即制定了防止大气污染的修正法和化学物质排放管理的促进法(P01 lutant Release and Transfer Register,PR]'R法)。我国在1994年颁布了《环境标志产品技术要求》,明确提出环保型涂料在“产品配制或生产过程中不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳族碳氢化合物”;1996年出台了《大气污染物综合排放标准》;2000年出台了《中华人民共和国大气污染防治法》;2001年又推出了强制性国家标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》,明确要求室内用涂料的VOC不得大于200克/升,游离甲醛的浓度不得大于0.1克/升。所有这一切,都对涂料行业提出了全新的要求,那就是必须加快开发不用或少用有机溶剂的涂料,也就是开发所谓“环境友好型涂料”。
现如今,环境友好型涂料主要有:水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等。
但由于粉末涂料和光固化涂料有其特殊性,仅水性防火涂料和无溶剂防火涂料具有现实的发展前景。
在所有水性防火涂料品种中,无机黏合剂型防火涂料是对环境最友好的品种。尽管如此,它也有自身的局限,由其制得的防火涂料多为非膨胀型,且涂层的理化性能存在一些难以克服的不足。
除了环保型防火涂料,伴随着工业防火涂料向大型化和建筑向集群化、高层化发展,开发多效、高效、低水溶性的脱水成炭催化剂和发泡剂高效水溶性防火、涂料;促进阻燃一消烟剂与阻燃增效剂的发展:研制新的防火涂料品种,如由a、B一不饱和酸酯、氨基甲酸酯的化合物、丙烯酸2一乙酯、安息乡异丙醚和卤素、磷、硼等化合物组成的紫外光固化的防火涂料将是我们面临的新课题。