防火涂料

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《现代工程材料实用手册》第588页（2400字）

将某些涂料涂刷在某些易燃材料的表面，能提高易燃材料的耐火能力，或能减缓火焰蔓延传播的速度，在一定时间内能阻止燃烧，为人们灭火提供时间。这一类涂料，在建筑装饰涂料工业中称为防火涂料，或称为阻燃涂料。

由于建筑工程向高层化、集群化方向发展，工业建筑大型化以及在工程建设中有机合成材料的广泛应用，火灾已构成严重威胁，防止火灾发生和控制火焰蔓延已引起人们的高度重视。采用涂料防火方法比较简单，适应性比较强，效果比较明显，因而在公共建筑、民用住宅、车辆、飞机、船舶、古建筑、文物保护、电器电缆、航空航天等方面都有应用。有的国家还制定法律，规定用于学校、医院、电影院等公共设施内所用的涂料，都必须采用阻燃的防火涂料。

(一)防火涂料的特点

防火涂料的特点是：它既具有其他一般涂料的装饰保护性能，又具有出色的防火性能。也就是说，防火涂料在常温下对于所涂物体，应具备一定的装饰和保护作用，而在发生火灾时，不会被点燃或具有自熄的功能，即其应具有阻止燃烧发生和扩展的能力，可以在一定时间内阻燃或延滞燃烧过程，从而为人们灭火提供时间。

(二)防火涂料类型与品种

防火涂料可以根据防火原理、涂层使用条件、应用保护对象材料等的不同来划分类型。一般常用的方法是按防火形式进行分类的，这种方法可将防火涂料分为非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料两种类型。

1．非膨胀型防火涂料

非膨胀型防火涂料，是由难燃或不燃的树脂及阻燃剂、防火填料等组成。其涂层应具有较好的难燃性，能阻止火焰的蔓延。

非膨胀型防火涂料根据配方的不同，在火焰或高温作用下，可以具有不同的阻燃效果，有的防火涂料在火焰或高温下能形成无机覆盖膜罩住易燃基材，隔绝易燃基材与空气的接触，从而避免或减少燃烧反应。有的防火涂料则会分解出过量的不燃气体，如Cl₂、NH₃、HCl、水气等，从而有效地阻止燃烧或延缓燃烧。但是，非膨胀型防火涂料的防火隔热效果不太理想，往往需要较厚的涂膜才能达到防火效果，一般只用于防火要求较低的构件或部位。目前，世界上销量最大的非膨胀型防火涂料，是以氯化醇酸为基料的涂料。

2．膨胀型防火涂料

膨胀型防火涂料，是一种最常用的防火涂料，其由难燃树脂、阻燃剂及成碳剂、脱水成碳催化剂、发泡剂等组成。

膨胀型防火涂料属发泡型防火涂料，该涂料在火焰或高温下，涂层受热迅速膨胀成比原来涂层厚度大几十倍的泡沫碳化层，能有效地阻挡外部热源对底材的作用，从而阻止燃烧的发生，其阻止燃烧的效益大于非膨胀型防火涂料。

这类涂料的防火体系主要由酸源、碳源、发泡剂等组成。其中酸源是在一定温度下，才能释放出无机酸的盐类物质，它是形成发泡层的催化剂。发泡剂一般为含氮的化合物，这类化合物在一定温度下分解出N₂、NH₃、NO等气体。而碳源一般为多羟基化合物，它在酸的作用下失水而碳化。形成炭质骨架，使发泡层形成疏松的结构。作为膨胀型防火涂料，上述3种材料缺一不可，它们在阻火隔热过程中起到“协同效应”，当涂层受到火焰侵袭时，涂层会产生软化、熔融现象，涂层中的发泡剂分解出气体，从而使软化的涂层鼓泡膨胀，体积增大，形成海绵状细胞结构。与此同时，酸源物质也分解放出游离酸类，并与多元醇的碳化材料反应，使多元醇脱水而酯化，随着此过程的进行，膨胀发泡层逐渐转化为碳化物质的隔热层，从而达到阻火隔热的良好效果。

目前，国内外采用的比较典型的膨胀型防火涂料基本上是以有机化合物为主，例如膨胀型丙烯酸乳胶防火涂料等。该涂料是以丙烯酸乳液为基料，磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇为防火发泡剂，并以水为分散介质，加入难燃颜料、填料和适量难燃剂配制而成的，在常温下有很好的装饰效果，当遇到高温或火焰时能分解出大量的惰性气体，同时鼓泡，形成防火隔热涂层。

(三)防火涂料的性能特点

各种不同类型的防火涂料有其自身的性能特点，以下是膨胀型丙烯酸乳胶防火涂料的主要性能：

1．涂膜遇火膨胀，产生蜂窝状碳化发泡层，隔火隔热效果显着，如涂刷在3mm厚的纤维板上，耐800℃左右酒精火焰垂直燃烧10min只穿透。

2．涂刷在油板绝缘和塑料绝缘电缆线上，经830℃煤气火焰喷出燃烧20min，其内部绝缘完好，可以继续通电。

3．防火涂料呈中性，干膜附着力可达2～3级，冲击强度一般大于294N·cm，在25℃蒸馏水中浸泡24h不会起泡脱落，在生产储运和施工过程中无火灾危险，不污染空气，对人无毒害。

防火涂料可涂饰在木材或木制品、钢材和混凝土等材料的表面，使这些材料的防火性能达到有关的消防规定。饰面型防火涂料的防火性能、级别与指标，如表18－37所示。

表18－37 饰面型防火涂料的防火性能、级别与指标