1、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能測(cè)試方法和配方設(shè)計(jì)研究李 風(fēng) (國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 , 四川 都江堰 611830摘 要 :介紹了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能測(cè)試方法 , 并結(jié)合工作實(shí)踐介紹了鋼結(jié)構(gòu)防火 涂料的配方 設(shè)計(jì)原則。重 點(diǎn) 介紹了厚涂型、 薄涂型、 超薄膨脹型室外型鋼結(jié)構(gòu) 防火涂料的研究及應(yīng)用范圍。關(guān)鍵詞 :鋼結(jié)構(gòu)建筑 ; 防火涂料 ; 防火隔熱 ; 阻燃劑 ; 耐火極限中圖分類(lèi)號(hào) :TQ 637 8 文 獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A 文章編號(hào) :0253-4312(2010 02-0045-05Testi ng M ethods and For m ul ati on D esign ofFire R

2、 etartant Coati ngs for Steel StructureL i Feng(Ch i na N ational Center for Q uality Sup ervision and T esting of F ire Building M ater i als , D ujiangyan, S ichuan 611830, China Abstract :Th is artic le has descri b ed the testi n g m ethods of the perfor m ance of fire retardant coatings forstee

3、 l struct u re . Co m bined the practical experience , the pri n ciple of f o r m ulation desi g n of fire retar dant coat i n gs for stee l str ucturesw as presented , focusing on the researc h and applicati o n o f h i g h bu ild , th i n , super-th i n and outdoor fire-resistant coati n gs for st

4、eel str uctures , respectively .K ey W ords :steel str ucture bu ildings ; fire-resistant coatings ; fire proofing and heat insulation; fire-retardant agents ; durati o n of fire resistance作者簡(jiǎn)介 :李風(fēng) (1957 , 男 , 研究員 , 公安部四川消防研究所所長(zhǎng) , 國(guó)家防火建筑材 料質(zhì)量監(jiān)督檢 驗(yàn)中心主任 , 主 要從事建筑 結(jié)構(gòu)防火 及阻燃技術(shù)的研究 。0 引 言由于鋼結(jié)構(gòu)具有 強(qiáng) 度高、 受 荷能

5、 力強(qiáng)、 自 質(zhì)輕、 占 空體 積 小、 構(gòu)件制造與安裝 方便、 節(jié)約 木材 等許 多優(yōu) 點(diǎn) , 因此 越來(lái) 越 廣泛地應(yīng)用于 建筑中。 特別是 一些 重要 建筑、 大 跨度 建筑 和 高層建筑 , 采用鋼 結(jié)構(gòu)是 十分 理想 的。隨著 我國(guó) 建設(shè) 事業(yè) 的 不斷發(fā)展 , 各種建筑 象雨后 春筍 , 日 益增 多 , 各部 門(mén)對(duì) 使用 鋼 結(jié)構(gòu)防火涂料作 鋼材 防火 保護(hù)的 要求 也日益 增加 , 鋼 結(jié)構(gòu) 防 火涂料的研究、 生產(chǎn)及推廣應(yīng)用正在逐漸進(jìn)入高潮。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 是 由基 料、 阻燃 添加 劑、 增強(qiáng) 填料、 溶 劑 及助劑經(jīng)研磨而 成 , 噴、 刷在鋼 構(gòu)件 表面 , 除 具有

6、裝飾 和保 護(hù) 作用外 , 由于涂料本身的不燃性和難 燃性 , 能阻止 火災(zāi)發(fā) 生時(shí) 火焰的蔓延 , 延緩火 勢(shì)的擴(kuò) 展 , 起防 火隔 熱保 護(hù)作 用 , 使鋼 材 免受高溫火焰的 直接 灼燒 , 防止 鋼材 在火災(zāi) 中迅 速升 溫而 降 低強(qiáng)度 , 避免鋼結(jié)構(gòu) 在短 時(shí)間內(nèi) 失去 支撐能 力而 導(dǎo)致 建筑 物 垮塌。從而延緩 垮塌時(shí) 間 , 為消 防救 火提 供寶 貴的 時(shí)間 。鋼 結(jié)構(gòu)防火涂料發(fā)展到 現(xiàn)在 , 基本上 已形成 多品種、 系列 化。從 類(lèi)型上講有厚 涂型、 薄涂 型和 超薄 型。在應(yīng) 用范 圍上 又分 室 外型和室內(nèi)型。使 用鋼 結(jié)構(gòu)防 火涂 料 , 可將 鋼結(jié) 構(gòu)的 耐火

7、 極 限由 0 25h 提升到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的耐火極限。可應(yīng)用在 耐火極限要求 0 54h 的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。由于鋼結(jié)構(gòu)防火涂料比 其他防火保護(hù)措施相比有成本低、 施工 靈活等優(yōu) 點(diǎn) , 廣 泛用于 大型承重鋼結(jié)構(gòu) , 用于 耐火 等級(jí)為 一、 二級(jí) 的建 筑物 的鋼 柱、 梁、 樓板和屋頂 承重構(gòu) 件 , 設(shè)備 的承 重鋼 框架、 支 架、 裙座 等。 用防火涂料保護(hù)鋼梁或鋼柱 , 可達(dá) 4 0h 耐火極限。對(duì)薄型特 別是超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 , 其外觀裝 飾性很好 , 因此 在滿(mǎn)足 防火要求的同時(shí) , 又能滿(mǎn)足人們高裝飾 性要求 , 因此特 別適用 于重點(diǎn)工程和 表 面積 較 小的 鋼桁、 鋼

8、網(wǎng)、 鋼 條 等 非承 重 鋼結(jié) 構(gòu)。目前防火 涂 料 是 工 程 應(yīng) 用 中 鋼 結(jié) 構(gòu) 防 火 保 護(hù) 的 最 佳選材。1 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料性能測(cè)試方法與技術(shù)要求耐火性能是鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 的重要性 能。鋼結(jié)構(gòu) 防火涂 料的耐火性能以涂覆鋼構(gòu)件的涂 層厚度和對(duì) 應(yīng)的耐火 極限來(lái) 表示。在我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料性能 測(cè)試及產(chǎn) 品質(zhì)量制 定依據(jù) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 鋼 結(jié)構(gòu) 防火涂 料 ! (G B14907, 對(duì) 涂料耐 火性 能的 測(cè)試方法是選用工程中有代表性的型鋼梁 (如 I36b 、 I40b 或 實(shí)際工程中使用的 鋼構(gòu) 件作 為基材 , 經(jīng) 除銹和 噴刷 防銹 漆等 防銹處理后 , 依 據(jù)待測(cè) 鋼結(jié)

9、構(gòu)防火 涂料 產(chǎn)品中 規(guī)定 的使 用量 和工藝條件對(duì)構(gòu) 件進(jìn)行 涂覆 和保 養(yǎng)。待 養(yǎng)護(hù) 期滿(mǎn) 后 , 按 GB /45第 40卷第 2期 涂 料 工 業(yè)V o. l 40 N o . 22010年 2月 PA I NT &COAT I NG S I N DU S TRY Feb . 2010T 9978建筑構(gòu)件耐火性能試驗(yàn)方法 ! 規(guī)定的試驗(yàn)爐 、 標(biāo)準(zhǔn) 升溫 和操作程序進(jìn)行試驗(yàn) 。當(dāng)試件 為鋼梁時(shí) , 應(yīng)簡(jiǎn) 支、 水平安 裝在 水 平燃燒 試驗(yàn) 爐上 , 并按 GB J17 1988鋼 結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)手 冊(cè) ! 的 規(guī)定加載 , 采用等彎 矩四點(diǎn) 集中 加載 , 鋼 梁三 面受 火 ,

10、 受火 段 長(zhǎng)不少于 4500mm; 試件 支點(diǎn) 內(nèi)外 非受 火部 分不 應(yīng)超 過(guò) 300 mm 。耐火試驗(yàn)采用明火 , 使試件受 到與實(shí) 際火災(zāi) 相似的 火焰 作用。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐火 極限以試驗(yàn) 開(kāi)始至 試件失 去承 載能力或涂料失去隔 熱性的時(shí)間來(lái)確 定。鋼梁的 耐火極 限時(shí) 間是以試件最大撓度 達(dá)到 L /20(L 是兩支點(diǎn)距離 的時(shí)間 作為 判定根據(jù)。對(duì)室外 鋼結(jié) 構(gòu)防火 涂料 耐火 理化 性能 判定 是 , 用 116熱軋普通 工字鋼 梁 (長(zhǎng)度 500mm 7根 , 每根預(yù) 埋熱電 偶 后 , 按涂料規(guī)定的施 工工 藝對(duì) 7根短鋼 梁的 每個(gè) 表面 進(jìn)行 施 工 , 涂層厚度規(guī)

11、定為室外超薄 型 (W CB 1 52 0mm , 室 外薄 型 (WB 4 55 0mm, 室外厚型 (WH 2025mm 。每根短鋼 梁試件的涂層厚度偏差相互之間不能大于 10%。用 6根達(dá)到 規(guī)定的養(yǎng)護(hù)期 的 鋼梁 分 別完 成耐 曝 熱性、 濕熱 性、 凍 融 循環(huán) 性、 酸性、 堿性、 鹽霧腐蝕 性試驗(yàn) , 然后 同第 7根涂覆鋼 梁一起 進(jìn)行以下耐火試驗(yàn)。將試 件水平 放入 試驗(yàn)爐 中 , 3面受 火 , 按 GB /T9978 1988規(guī)定的升溫條件升溫 , 同時(shí)監(jiān)測(cè) 3個(gè)受火面 相應(yīng)位置的溫度。以第 7根 鋼梁 內(nèi)部達(dá) 到臨 界溫度 (平均溫 度 538 , 最高溫度 649

12、的時(shí)間為基準(zhǔn) , 第 16根鋼梁試 件達(dá)到臨界溫度的時(shí)間 衰減不 大于 35%者 , 來(lái)判 定該 對(duì)應(yīng)項(xiàng) 理化性能是否合 格。對(duì)鋼 結(jié)構(gòu)防 火涂 料產(chǎn) 品質(zhì) 量的 判定 , 則 是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) G B14907 2002鋼結(jié)構(gòu) 防火涂料 ! 中的 指標(biāo)要 求進(jìn)行。鋼 結(jié) 構(gòu) 防 火 涂 料 的 技 術(shù) 性 能 要 求 應(yīng) 符 合 表 1的 規(guī)定。表 1 室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的技術(shù)指標(biāo)Table 1 Perfor m an ce of fireproofi n g coatings for i ndoor steel structure項(xiàng)目指標(biāo)室內(nèi)超 薄型 (NCB 室內(nèi)薄型 (N B 室內(nèi)厚型 (

13、NH 在容器中的狀態(tài) 經(jīng)攪拌后呈均勻細(xì)膩流體 , 無(wú)結(jié)塊經(jīng)攪 拌后呈現(xiàn)勻液態(tài)或稠厚流體 , 無(wú)結(jié)塊經(jīng)攪拌后呈均勻 稠厚流體 , 無(wú)結(jié)塊表干時(shí)間 /h, #81224初期干燥抗裂性 不應(yīng)出現(xiàn)裂紋 允許出現(xiàn) 13條裂紋 ,其寬度應(yīng) #0 5mm允許出 現(xiàn) 13條裂紋 , 其寬度應(yīng) #1mm外觀與顏色 涂層干燥后 , 外觀與顏 色同樣品相比 , 應(yīng)無(wú)明顯差別涂層干燥后 , 外觀與顏色同 樣品相比 , 應(yīng)無(wú)明顯差別粘結(jié)強(qiáng)度 /M Pa 0 20 0 15 0 04抗壓強(qiáng)度 /M Pa 0 3干密度 /(kg %m -3 #500耐水性 24h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、發(fā)泡、 脫落現(xiàn)象 24h , 涂層應(yīng)無(wú)起

14、層、發(fā)泡、 脫落現(xiàn)象 24h , 涂層 應(yīng)無(wú)起層、 發(fā)泡、 脫落現(xiàn)象耐冷熱循環(huán)性 15次 , 涂層應(yīng)無(wú)開(kāi)裂、起泡、 剝落現(xiàn)象 15次 , 涂層應(yīng)無(wú)開(kāi)裂、起泡、 剝落現(xiàn)象 15次 , 涂層應(yīng)無(wú)開(kāi)裂、 起泡、 剝落現(xiàn)象耐火性能 涂層厚度 /mm , #2 00&0 25 0&0 525&2耐火極限 /h , 1 01 02 0室 外 鋼 結(jié) 構(gòu) 防 火 涂 料 的 技 術(shù) 性 能 要 求 應(yīng) 符 合 表 2的 規(guī)定。2 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料配方設(shè)計(jì)的研究及應(yīng)用為了論述方便 , 將鋼結(jié)構(gòu)防火涂 料組成簡(jiǎn) 化為基 料、 阻燃 劑、 增強(qiáng)填料、 溶劑、 顏料、 助劑六大部分 。在進(jìn)行鋼

15、結(jié)構(gòu) 防火涂 料配 方設(shè) 計(jì)前 , 首 先根 據(jù)防 火涂 料 的用途、 主要特性及 質(zhì)量 指標(biāo)要 求來(lái) 決定防 火涂 料組 成中 應(yīng) 選擇何種成膜材料 (基 料 。在 確定 主要成 膜物 材料以 后 , 再 相應(yīng)選用阻燃添加劑 、 增強(qiáng)填料、 顏料、 溶劑、 助劑的品種。 因此 , 在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料配 方時(shí) , 除要滿(mǎn) 足防火 涂料 特性及質(zhì)量指標(biāo) 要求 外 , 還應(yīng)適 應(yīng)鋼 結(jié)構(gòu)防 火涂 料不 同施 工 方式的要求。不僅要 考慮 主要成 膜物、 阻 燃添 加劑 和增 強(qiáng)填 料 , 還要重視 輔助 成膜 物 溶劑、 助 劑的 選擇 , 在 設(shè)計(jì) 有色 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料配方時(shí)還要重視顏料的選擇

16、。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料配方設(shè)計(jì)即配 方組成 的確定 , 主要 包括 :原料選擇 (基料、 阻燃添 加劑、 增強(qiáng) 填料、 顏 料、 溶劑、 助劑 等 及各種原料之間 的合 理配比 選擇。在 防火 涂料 配方 設(shè)計(jì) 時(shí) , 應(yīng)在多因素中抓住主要 因素 , 即以 主要成 膜物 (基 料 的選擇 作為原料第一步 選擇的 重點(diǎn)。首 先要 根據(jù) 產(chǎn)品 用途 , 技 術(shù)要 求、 施工應(yīng)用條 件及被 保護(hù)對(duì) 象 , 被保 護(hù)物 形狀、 干 燥方 式初 步確定一種基料進(jìn) 行試 驗(yàn) , 或者固 定一 種阻燃 體系 及配 比來(lái) 優(yōu)選各種基料。先逐步對(duì)阻燃添加劑、 溶劑和 增強(qiáng)填料 (填充 劑 的 類(lèi) 型 進(jìn) 行 選 擇

17、, 依 次 再 進(jìn) 行 基 料 與 其 之 間 的 配 比 選 擇等。46 李 風(fēng) :鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能測(cè)試方法和配方設(shè)計(jì)研究表 2 室 外結(jié)構(gòu)防火涂料的技術(shù)指標(biāo)Tab le 2 P erfor m ance of firep roof i ng coati n gs for ou tdoor steel stru cture項(xiàng)目指標(biāo)室內(nèi)超 薄型 (NCB 室內(nèi)薄型 (NB 室內(nèi)厚型 (NH 在容器中的狀態(tài) 經(jīng)攪拌后呈均勻細(xì)膩流體 , 無(wú)結(jié)塊經(jīng)攪拌后呈現(xiàn)勻液態(tài)或稠厚流體 , 無(wú)結(jié)塊經(jīng)攪拌后呈均勻 稠厚流體 , 無(wú)結(jié)塊表干時(shí)間 /h, #81224初期干燥抗裂性 不應(yīng)出現(xiàn)裂紋 允許出現(xiàn) 13條

18、裂紋 ,其寬度應(yīng) #0 5mm允許出現(xiàn) 13條裂紋 , 其寬度應(yīng) #1mm外觀與顏色 涂層干燥后 , 外觀與顏 色同樣品相比 , 應(yīng)無(wú)明顯差別涂層干燥后 , 外觀與顏色同 樣品相比 , 應(yīng)無(wú)明顯差別粘結(jié)強(qiáng)度 /M Pa 0 20 0 15 0 04抗壓強(qiáng)度 /M Pa 0 3干密度 /(kg %m -3 #500耐曝?zé)嵝?720h , 層應(yīng)無(wú)起層、發(fā)泡、 脫落現(xiàn)象 720h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、發(fā)泡、 脫落現(xiàn)象 720h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、 發(fā)泡、 脫落現(xiàn)象耐凍融循環(huán)性 15次 , 涂層應(yīng)無(wú)開(kāi)裂、起泡、 剝落現(xiàn)象 15次 , 涂層應(yīng)無(wú)開(kāi)裂、起泡、 剝落現(xiàn)象 15次 , 涂層應(yīng)無(wú)開(kāi)裂、 起泡、 剝

19、落現(xiàn)象耐濕熱性 504h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、脫落現(xiàn)象 504h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、脫落現(xiàn)象 504h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、 脫落現(xiàn)象耐酸性 360h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、開(kāi)裂、 脫落現(xiàn)象 360h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、開(kāi)裂、 脫落現(xiàn)象 360h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、 開(kāi)裂、 脫落現(xiàn)象耐堿性 360h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、開(kāi)裂、 脫落現(xiàn)象 360h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、開(kāi)裂、 脫落現(xiàn)象 360h , 涂層應(yīng)無(wú)起層、 開(kāi)裂、 脫落現(xiàn)象耐鹽霧腐蝕性 30次 , 涂層應(yīng)無(wú)起泡、明顯的變質(zhì) , 軟化現(xiàn) 象 30次 , 涂層應(yīng)無(wú)起泡、明顯的變質(zhì) , 軟化現(xiàn)象 30次 , 涂層應(yīng)無(wú)起泡、 明顯的變質(zhì) , 軟化現(xiàn)象耐火性

20、能 涂層厚度 /mm , #2 00&0 25 0&0 525&2耐火極限 /h , 1 01 02 0一般鋼結(jié)構(gòu) 防火 涂料 配方設(shè) 計(jì)主 要有下 列幾 個(gè)內(nèi) 容 : 各種基料類(lèi)型的 選擇 ; (各種阻 燃添 加劑及 增強(qiáng) 填料 類(lèi)型 的 選擇 ; 各種溶劑類(lèi) 型的 選擇 ; 各 種助 劑類(lèi) 型的 選擇 ; +各 種顏料類(lèi)型的選擇 ; , 各種原料配比 的選擇 ; 防 火涂料 實(shí)驗(yàn) 研究配方的確定 ; . 防火涂料的生產(chǎn)配方的確定。在鋼結(jié)構(gòu)防火 涂料配 方設(shè) 計(jì)的 具體 方法 上 , 可以 充分 利 用先進(jìn)的檢測(cè)儀器 , 借助正交設(shè)計(jì)等 優(yōu)選方法 , 達(dá) 到提高 配方

21、 設(shè)計(jì)的效率及 可靠性 的目 的。在防 火涂 料配 方設(shè) 計(jì)中 , 還 應(yīng) 注意下 列問(wèn)題 : 了解各 種原料 (包 括基料、 阻燃 劑、 顏料、 填 料、 溶劑、 助劑等 的性能及來(lái)源、 質(zhì)量、 檢驗(yàn)方法和 價(jià)格 , 能否 相互配合這一點(diǎn)是相 當(dāng)重要的。 (了解防 火涂料 的主要 生產(chǎn) 工藝及設(shè)備情況 , 使配方設(shè)計(jì)與生產(chǎn) 工藝及設(shè) 備更緊 密結(jié)合 , 使生產(chǎn)效率得 到提高 , 產(chǎn) 品質(zhì) 量得到 穩(wěn)定。 配 方設(shè) 計(jì)不 僅 要考慮質(zhì)量指 標(biāo) ; 同時(shí)要 考慮 產(chǎn)品 成本。要 充分 利用 國(guó)內(nèi) 各 種資源 , 盡量使用價(jià)格低資源豐富的 原料 , 達(dá)到以 最低的 成本 制造出最好質(zhì)量的產(chǎn) 品。

22、3 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究和應(yīng)用3 1 厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般講 , 所 謂厚涂型 鋼結(jié)構(gòu) 防火 涂料 是指 涂層 使用 厚度 在 850mm 的 涂料 , 這類(lèi) 鋼結(jié) 構(gòu)防 火 涂料 的耐 火 極限 可達(dá) 0 53h 。厚涂型鋼結(jié)構(gòu) 防火涂 料又叫鋼 結(jié)構(gòu)防 火隔 熱噴涂 涂料。在火災(zāi)中涂層不膨脹 , 依靠材料的 不燃性、 低導(dǎo) 熱性或 涂層中材料的吸熱性 , 延緩鋼材的溫 升 , 保 護(hù)鋼件。這 類(lèi)鋼結(jié) 構(gòu)防火涂料是用合適的粘結(jié)劑 , 再配以 無(wú)機(jī)輕質(zhì) 材料、 增強(qiáng)材 料組成。與其他類(lèi)型 的鋼 結(jié)構(gòu)防 火涂 料相 比 , 它除 了具 有水 溶性防火涂料的一 些優(yōu) 點(diǎn)之 外 , 由 于它 從

23、基料 到大 多數(shù) 添加 劑都是無(wú)機(jī)物 , 因此 它還具 有成 本低 廉這 一突 出特 點(diǎn)?？捎?于該類(lèi)鋼結(jié) 構(gòu)防 火涂 料 基料 的無(wú) 機(jī) 粘接 劑有 堿 金屬 硅 酸鹽 類(lèi)、 磷酸鹽類(lèi)等 。該類(lèi)鋼 結(jié)構(gòu)防火涂料施 工采用 噴涂 , 一般多 應(yīng)用在耐火 極限要求 2h 以上的室 內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)上。 這類(lèi)產(chǎn)品由 于涂層厚 , 外觀 裝飾性較差。47李 風(fēng) :鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能測(cè)試方法和配方設(shè)計(jì)研究3 2 薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般講 , 涂層使用厚度 在 37mm 的鋼結(jié) 構(gòu)防 火涂料 稱(chēng) 為薄涂型鋼結(jié) 構(gòu)防火 涂料。該 類(lèi)涂 料受 火時(shí) 能膨 脹發(fā) 泡 , 以 膨脹發(fā)泡所 形 成的 耐火 隔 熱層

24、, 延 緩 鋼材 的 溫升 , 保護(hù) 鋼 構(gòu) 件。這類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般 都是水溶 性的 , 溶劑性 的極少 , 這里主要介紹這類(lèi)水 性鋼結(jié)構(gòu)防火涂 料的研究。 這類(lèi)鋼 結(jié)構(gòu) 防火涂料一般都 是用 合適 的乳液 聚合 物作基 料 , 再配 以阻 燃 劑、 添加劑等組成。對(duì)這類(lèi)型防火涂 料 , 要 求選用 的乳液 聚合 物必須對(duì)鋼基 材有良 好的 附著 力、 耐久 性和 耐水 性好。常 用 作這類(lèi)防火 涂 料基 料的 乳 液聚 合物 有 苯乙 烯改 性 丙烯 酸 乳 液、 聚醋酸乙烯乳液、 偏氯乙烯 乳液等。對(duì) 于用水 性乳膠 作基 料的防火涂料 , 阻燃添加劑和顏填料 是分散到 水中的 , 因

25、 而水 實(shí)際上起作分散載體 的作用。為了使粉狀 的各種 添加劑 能更 好地分散 , 還加入分散劑 , 如常 用的六偏 磷酸鈉 等。該類(lèi) 鋼結(jié) 構(gòu)防火涂料在生 產(chǎn)過(guò) 程中 一般都 是分 為三步 :第 一步 先將 各 種阻燃添加劑分散在 水中 , 然后研磨 成規(guī)定細(xì) 度的料 漿 , 第二 步再用基料 乳液 進(jìn)行配漆 (料漿 , 第三步 在料 漿中配 以 無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料、 增 強(qiáng)材料 等攪 拌均 勻。在配 漆中 加入 適量 的 消泡劑等并使其 達(dá)到 一定 的黏度 , 該 類(lèi)水性 防火 涂料 一般 分 為底層 (隔熱層 和面 層 (裝飾 層 , 其裝 飾性 比厚 涂型 料好 , 該類(lèi)溶劑性防火涂 料為單

26、 組分 (一 層 。施 工采 用噴涂 , 一 般 使用在耐火極限要求 不超過(guò) 2h 的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。3 3 超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料所謂的超薄型鋼結(jié) 構(gòu)防火涂料 , 是指涂層 使用厚度不超過(guò) 3mm 的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。這類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料受火時(shí)膨脹發(fā)泡 形成致密的防火隔熱層 , 該防火隔熱層延緩了鋼材的溫升 , 提高 了鋼構(gòu)件的耐火極限。這類(lèi)涂料是近幾年發(fā)展起來(lái)的新品種。 目前該類(lèi)鋼結(jié) 構(gòu)防火 涂料 大多 數(shù)都 是溶 劑型 的 , 是以 合 成樹(shù)脂作基料 , 用 200#汽油、 苯類(lèi)等有機(jī)溶劑 作為分散體 和稀 釋劑 , 再配以阻 燃 劑、 膨 脹發(fā) 泡 劑等 原 料 , 經(jīng) 碾 磨加 工 而成。

27、這類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)防火 涂料 的研 究中 , 由于 要求涂 層在 一定 溫度 發(fā) 泡形成防火隔熱層 , 因此對(duì)其基料有 一個(gè)特殊 要求 , 這就 是要 求基料能與整個(gè) 涂料 體系 協(xié)合 , 使涂 料既有 良好 的機(jī) 械理 化 性能 , 又能在受火時(shí)形成較好的泡沫 隔熱層 , 為了 達(dá)到一 定的 阻燃耐火時(shí)間 , 要 求發(fā)泡 層在 高溫 下也 不脫 落。另外 還有 對(duì) 金屬的腐蝕 性 能、 附著 力、 室 溫 固化 性、 涂 膜 裝 飾性 等 要求。 上述這些要 求 決定 了基 料 的選 擇原 則 是應(yīng) 充分 考 慮多 個(gè) 方 面。常用作這類(lèi)防火涂料的基 料有環(huán)氧 樹(shù)脂、 氨基樹(shù) 脂、 過(guò)氯 乙烯樹(shù)脂等

28、。由于 這些 樹(shù)脂的 室溫 自干 性較 差 , 在普 通涂 料 中一般采用高溫烘干 或酸類(lèi)催化劑催 干。作為用 于建筑 物鋼 結(jié)構(gòu)的防火涂 料 , 用高溫 烘干 是不 現(xiàn)實(shí) 的。如用 催化 劑催 干 又存在涂膜理化 性能 和存 放穩(wěn)定 性問(wèn) 題 , 因 此怎 樣合 理地 處 理室溫自干性與 存放 穩(wěn)定 性及涂 料理 化性能、 涂 膜的 裝飾 性 等問(wèn)題 , 是這類(lèi)鋼 結(jié)構(gòu)防 火涂 料研 究的 一個(gè) 重要 方面。另 一 方面 , 要考慮如何使鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 在受火時(shí) , 其 發(fā)泡層 在高 溫下 (1000 左右 與鋼材具有較強(qiáng)的粘結(jié)性 , 以保證其 在火 災(zāi)條件下發(fā)泡層能有 效地保護(hù)鋼基材 ,

29、不致因 烈火而 燒蝕、 開(kāi) 裂、 脫落 , 延 長(zhǎng)涂 料 層能 經(jīng) 受火 災(zāi) 考驗(yàn) 的 時(shí) 間。研 究實(shí) 踐 證 明 , 解決這些問(wèn) 題的比較好的辦法是對(duì) 樹(shù)脂進(jìn)行 改性 , 即采用 幾種樹(shù)脂、 粘結(jié) 劑拼合 在一 起的復(fù) 合樹(shù) 脂作為 該類(lèi) 防火 涂料 的基料。利用合成樹(shù)脂相互之間能 取長(zhǎng)補(bǔ) 短 , 流 平性好、 成膜 后的韌性好等特點(diǎn)達(dá)到預(yù)期目的 。另外鋼結(jié) 構(gòu)防火涂 料的另 一關(guān)鍵組分 阻燃添 加劑 , 它 對(duì)涂 料的 防火 性能 影響 也是 巨大的。對(duì)于阻燃劑 , 要 求它必須能與基 料相互 配合 , 在受火 時(shí)組分間協(xié)調(diào)一致 , 膨 脹發(fā)泡 形成 均勻、 堅(jiān) 固、 致密 的防 火隔

30、熱層?？捎糜谠擃?lèi)鋼 結(jié)構(gòu) 防火涂 料的 阻燃 劑種 類(lèi)繁 多 , 性能 各異。在研究過(guò)程中 , 要 根據(jù)形成膨脹發(fā) 泡體系 的原理 , 進(jìn)行 復(fù)合阻燃劑的篩 選。最后 與基料 進(jìn)行 配伍 , 摸 索和 研究 合理 的配比 , 使防火 涂料 達(dá)到最 佳防 火效 果。超薄 膨脹 型鋼 結(jié)構(gòu) 防火涂料施工可采用噴涂、 刷涂或滾涂 , 一般 使用在耐 火極限 要求 2h 以?xún)?nèi) 的建筑鋼結(jié) 構(gòu)上。與厚涂 型和薄涂 型鋼結(jié)構(gòu)防 火涂料相比 , 超 薄膨 脹型 鋼 結(jié)構(gòu) 防 火涂 料 粒度 更 細(xì)、 涂 層更 薄、 施工方便、 裝飾性更好是其突 出特點(diǎn)。在 滿(mǎn)足防火 要求的 同時(shí) , 又能滿(mǎn) 足 人們 高裝

31、 飾 性要 求 , 特 別是 對(duì) 于 裸露 的 鋼結(jié) 構(gòu)。這類(lèi)涂料是鋼結(jié) 構(gòu)防 火涂料 中的 后起 之秀 , 是 目前 備受 用戶(hù)青睞的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。3 4 室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指能適 合于室外 環(huán)境使用 的鋼結(jié) 構(gòu)防火涂料 , 主 要應(yīng)用 于建 筑物室 外和 石化企 業(yè)等 露天 鋼結(jié) 構(gòu)。這類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂 料的 基料 是用耐 候性 好的 (一 般室外 使用的 合成樹(shù)脂或 有機(jī) 高分子 聚合 乳液 與無(wú)機(jī) 粘結(jié) 劑復(fù)合 而成 , 再配以阻 燃劑、 輕 質(zhì)材 料、 增強(qiáng)材 料組 成。這種 /復(fù) 合 0可以為化學(xué)過(guò)程 , 也可以為物理過(guò)程。所 謂化學(xué) 過(guò)程 , 是通過(guò) 化學(xué)方法

32、 , 在無(wú) 機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)上引入 有機(jī)基因 , 使其 性質(zhì)得 到改善。而所謂物理過(guò)程 , 多指機(jī)械混合 過(guò)程 , 得到有 機(jī)和無(wú) 機(jī)的混合分散液。硅 溶膠 是一種 比較 理想 的無(wú) 機(jī)成 膜物 , 它 是由水玻璃經(jīng)過(guò)酸 處理 , 電 滲析及 離子 交換等 方法 去掉 鈉離 子得到的超微粒子 聚硅 酸分 散體 , 具有 一旦成 膜就 不再 溶解 的特性。但由于它在 成膜 過(guò)程中 體積 收縮 大 , 所以 容易 引起 涂層開(kāi)裂、 硬脆 。如果用 水性有機(jī)樹(shù)脂或 有機(jī)乳 液與之 并用 , 則可以大大改善涂膜的硬脆。常用 的水性樹(shù) 脂和有機(jī) 乳液有 丙苯乳液、 丙烯 酸系 列乳 液等。這 些乳 液、

33、樹(shù)脂 的耐 候性 好 , 常常用作室外建筑涂料的基料。室 外鋼結(jié)構(gòu) 防火涂料 的研究 中 , 阻燃添加劑 的選擇原則與其他幾類(lèi) 鋼結(jié)構(gòu)防 火涂料 類(lèi)似。 不過(guò)因?yàn)槠涫褂眯?能的特 殊性 , 即 耐水、 耐 候、 耐化 學(xué)腐 蝕性 能等要適用室外的 環(huán)境 條件 , 所以 對(duì)各 阻燃添 加劑 的要 求更 苛刻。因?yàn)檫@時(shí)的阻 燃添 加劑 不僅要 能與 基料 有機(jī) 的協(xié) 合 , 使其有理想的防火隔熱性 , 而且還要提 高涂料的 耐候、 耐水等 理化性能 , 使其 能適用室外使用的環(huán)境條件。4 結(jié) 語(yǔ)(1 鋼結(jié)構(gòu)防火 涂料 作為 一種消 防安 全專(zhuān) 用產(chǎn) 品 , 其質(zhì) 量直接影響工程安全的可靠程度 。我

34、國(guó)專(zhuān)門(mén) 制定了產(chǎn) 品質(zhì)量 要求的國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn) , 即 G B14907鋼結(jié)構(gòu) 防火 涂料 ! 。同時(shí) 制定 了產(chǎn)品入市的準(zhǔn)則 , 即 /鋼結(jié)構(gòu)防火涂料產(chǎn)品型式認(rèn)可準(zhǔn)則 0。 (下轉(zhuǎn)第 51頁(yè) 48 李 風(fēng) :鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能測(cè)試方法和配方設(shè)計(jì)研究表 5 各影響因素對(duì)涂 層機(jī)械 性能與耐 腐蝕性 能的 影響數(shù) 據(jù) 處理表Table5 Data processi ng of gen eral p roperties of variou s in fluen ci n g factors試驗(yàn)編號(hào) A B C D 綜合性 能評(píng)價(jià)111113 8 212224 1 313334 0 421234 1

35、522310 4 623121 1 731322 2 832132 5 933211 7 K111 910 17 45 9K25 67 09 97 4K36 46 86 610 6k14 03 42 52 0k21 92 33 32 5k32 12 32 23 5極差 R 2 11 11 11 6因素主次 A 1D 1C優(yōu)方案 A 1 D 3 C 2分析顯示 , 因素 A 即前 處理鈍 化因 素對(duì) 家電彩 板綜 合性能 具 有顯著影響。從極差 分析得到 的優(yōu)方 案為 A1, 即硅 烷型前 處理鈍化工藝是最 佳的選 擇 , 這 主要 與硅 烷的 X 3 S i(C H 2Y 結(jié)構(gòu)有關(guān) , 可水解

36、基團(tuán) X 使硅 烷水 解為 硅醇 Si OH, 硅 醇與 基 板的鍍鋅表 面 接合 并自 身 交聯(lián) 在鍍 層 表面 形成 致 密的 鈍 化 膜 6, 同時(shí)鈍化膜上的有機(jī)官能團(tuán) Y 可以和涂料很 好地結(jié)合 , 為涂層與基板提供足 夠的結(jié)合力。(2 因素 D 即涂層厚度對(duì)家電彩板綜合性能有影響 , 但影 響不顯著。說(shuō)明涂層膜厚的提 高對(duì)于保證 彩涂板 的質(zhì)量 具有 一定作用 , 在家電彩 板生 產(chǎn)中保 證涂 層厚度 達(dá)到 規(guī)定 要求 是 必要的。(3 由于誤差列 B 的離差平方 和大于因 素 C 的離差 平方 和 , 導(dǎo)致因素 C 直接歸入誤差項(xiàng) , 這 可能與試 驗(yàn)中某些因 素的 交互作用有關(guān)。但具體的試驗(yàn)結(jié)果 在實(shí)際生 產(chǎn)中還是 具有一 定的借鑒作用 , 過(guò)低的底漆烘 烤溫度 PM T 將 造成漆膜 中揮發(fā) 分的滯留并影響到 底漆 固化 , 進(jìn)而 影響 底漆與 基材 及底 漆與 面漆之間的結(jié)合力 ; 而過(guò)高的 PMT 將造成涂層的過(guò)固化 , 涂層 變脆并發(fā)生熱降解而影響其相關(guān)性能。硅烷型前處理鈍化工藝是彩涂 前處理技 術(shù)的最新 發(fā)展方 向 , 它具有節(jié)能 、 環(huán)保、 操 作簡(jiǎn)單及成本低 等諸多 優(yōu)點(diǎn) , 本次試 驗(yàn)將其與其他兩種鈍化工藝進(jìn)行了對(duì)比 , 取得了較好的結(jié)果。3 結(jié) 語(yǔ)(1 前處理鈍化工藝 對(duì)家電 彩板 的耐 腐蝕性 能和 綜合機(jī) 械性能具有顯著