防火涂料就是通過將涂料刷在那些易燃材料的表面,能提高材料的耐火能力,減緩火焰蔓延傳播速度,或在一定時間內(nèi)能阻止燃燒,這一類涂料稱為防火涂料,或叫做阻燃涂料。
防火涂料是用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滯火災的迅速蔓延,用以提高被涂材料耐火極限的一種特種涂料。施用于可燃性基材表面,用以改變材料表面燃燒特性,阻滯火災迅速蔓延;或施用于建筑構件上,用以提高構件的耐火極限的特種涂料,稱防火涂料。
防火涂料的防火原理大致可歸納為以下五點:
⑴、防火涂料本身具有難燃性或不燃性,使被保護基材不直接與空氣接觸,延遲物體著火和減少燃燒的速度。
⑵、防火涂料除本身具有難燃性或不燃性外,它還具有較低的導熱系數(shù),可以延遲火焰溫度向被保護基材的傳遞。
⑶、防火涂料受熱分解出不燃惰性氣體,沖淡被保護物體受熱分解出的可燃性氣體,使之不易燃燒或燃燒速度減慢。
⑷、含氮的防火涂料受熱分解出NO、NH3等基團,與有機游離基化合,中斷連鎖反應,降低溫度。
⑸、膨脹型防火涂料受熱膨脹發(fā)泡,形成碳質(zhì)泡沫隔熱層封閉被保護的物體,延遲熱量與基材的傳遞,阻止物體著火燃燒或因溫度升高而造成的強度下降。
材料組成編輯
厚涂型鋼結(jié)構防火涂料的基本組成是:膠結(jié)料(硅酸鹽水泥、氯氧化鎂或無機高溫黏結(jié)劑等)、骨料(膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、硅酸鋁纖維、礦棉、巖棉等)、化學助劑(改性劑、硬化劑、防水劑等)、水。鋼結(jié)構防火涂料基料的硅酸鹽水泥、氯氧化鎂水泥和無機黏結(jié)劑,常用的無機黏結(jié)劑包括堿金屬硅酸鹽類以及磷酸鹽類物質(zhì)等。
但在堿金屬硅酸鹽中往往都存在著游離的堿金屬離子,空氣中的酸性氣體和CO2等將與其發(fā)生化學反應。如果單獨用堿金屬硅酸鹽來作為涂料的基料時會使涂膜不耐水、不耐潮、耐候性差,并且涂層容易出現(xiàn)開裂、脫粉等不良現(xiàn)象。因此如果采用堿金屬硅酸鹽作為鋼結(jié)構防火涂料的基料,首先要解決的關鍵問題就是對其進行改性,即解決對游離的堿金屬離子的抑制問題。
磷酸鹽類黏結(jié)劑也是常用的無機黏結(jié)劑,用它作為防火涂料的基料時,避免了堿性氧化物與空氣中的酸性氣體反應的問題,從而提高了涂料的耐候性、耐水性等理化性能指標。但是,磷酸鹽類黏結(jié)劑中M/P的摩爾比(M指金屬,P是磷)對涂料的貯存穩(wěn)定性、耐水性以及涂料與鋼基材的黏結(jié)力等各項性能都有直接的影響。因此,在以磷酸鹽為基料的鋼結(jié)構防火涂料的研制中,基料摩爾比的控制是很重要的。
由于厚型鋼結(jié)構防火涂料的涂層厚而且用量多,增加建筑物自重。因此,在涂料應注意加入一些輕質(zhì)材料和高效隔熱骨料以降低涂料的密度。用得最多的輕質(zhì)隔熱骨料主要是膨脹蛭石和膨脹珍珠巖。
蛭石是一種含鐵、鎂的鋁硅酸鹽類礦物質(zhì),具有層狀結(jié)構,層間有結(jié)晶水。它受熱膨脹時,會像水蛭一樣蠕動,故名蛭石。蛭石經(jīng)過晾干、破碎、篩選,在850~1000的溫度下煅燒,顆粒會膨脹20倍以上,形成膨脹蛭石。其密度為80~200kg/m3,熱導率為0.17~0.25W/(m·K),耐火性能強,吸聲、隔聲性能好,無味,是防火涂料的重要摻材。
珍珠巖是一種玻璃質(zhì)巖石,經(jīng)破碎、篩分、預熱、瞬間焙燒,可膨脹至20倍左右,形成具有蜂窩泡沫狀結(jié)構的膨脹珍珠巖。膨脹珍珠巖的質(zhì)量極輕,容重為80-250kg/m3,熱導率為0.042~0.076W/(m·K),具有保溫、隔熱、不燃、、化學穩(wěn)定性好等特性,也是防火涂料中的重要填料。