《阻燃材料與技術(shù)》課件 第9講 防火涂料

《阻燃材料與技術(shù)》第9章

防火涂料第九講防火涂料本節(jié)學(xué)習目標：教學(xué)要求：認識和掌握防火涂料的類型、基本作用、組成與設(shè)計；掌握鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料、電纜防火涂料和飾面型防火涂料的分類、特點、技術(shù)要求與防火機理；了解防火涂料的未來發(fā)展趨勢。重點與難點：防火涂料的組成與設(shè)計、防火機理及涂料耐火性能測試方法。9.5飾面型防火涂料9.1防火涂料概述9.2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料目錄：9.3混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料9.4電纜防火涂料第9章防火涂料

涂料科學(xué)是建立在高分子科學(xué)、有機化學(xué)、無機化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)和表面物理、流變學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和顏色學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上的新學(xué)科。

涂層材料是與國民經(jīng)濟和國防工業(yè)各部門配套的重要工程材料多學(xué)科領(lǐng)域功能性防火涂料廣泛性功能需求國防尖端產(chǎn)品和高科技發(fā)展特種需求鋼結(jié)構(gòu)防火涂料混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料電纜防火涂料飾面型防火涂料防火需求9.1防火涂料概述9.1.1防火涂料類型防火涂料又稱阻燃涂料，是指涂覆于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性以阻止火災(zāi)迅速蔓延，或是涂覆于結(jié)構(gòu)材料表面以用于提高結(jié)構(gòu)耐火極限的一類物質(zhì)。涂覆防火涂料可顯著增強建筑結(jié)構(gòu)的耐火性能第9章防火涂料報京鄉(xiāng)報京大寨大火河南安陽鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)勃朗峰隧道大火山西臨縣電纜井火災(zāi)按所用基材分類有機防火涂料無機防火涂料有機無機復(fù)合型防火涂料以天然的或合成的高分子樹脂、高分子乳液為基料的防火涂料以無機粘結(jié)劑為基料的防火涂料由有機樹脂或有機乳液和無機系粘接劑復(fù)合而成的防火涂料第9章防火涂料SiO29.1.1防火涂料類型按所用的分散體系分類溶劑型防火涂料水溶型防火涂料用汽油、烴類、酯類、酮類、芳香類等有機溶劑作為分散體和稀釋劑，以溶劑型有機樹脂作為基料的防火涂料用水作為分散體和稀釋劑，用水溶性樹脂、乳液聚合物作為基料的防火涂料第9章防火涂料9.1.1防火涂料類型按防火形式分類第9章防火涂料非膨脹型防火涂料又稱隔熱涂料，遇火時涂層體積基本不發(fā)生變化，而是形成可隔絕可燃物和氧氣的釉狀保護層，以有效延緩或終止燃燒反應(yīng)。這類涂料所生成的釉狀保護層熱導(dǎo)率往往較大，隔熱效果差，一般需要較厚的涂層才能取得較好的防火效果。圖9-1非膨脹型防火涂料的組成和特點9.1.1防火涂料類型按防火形式分類第9章防火涂料膨脹型防火涂料遇火時膨脹發(fā)泡形成泡沫層，以有效隔絕氧氣和熱量傳遞，從而有效延滯熱量傳向被保護基材的速率。涂層膨脹發(fā)泡產(chǎn)生泡沫層的過程因體積擴大而呈吸熱反應(yīng)，也消耗大量的熱量，有利于降低體系的溫度，故其防火隔熱效果顯著?，F(xiàn)有的飾面型防火涂料、電纜防火涂料及超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般都采用“膨脹”阻燃技術(shù)。圖9-2膨脹型防火涂料的組成和特點9.1.1防火涂料類型電纜防火涂料（GB28374-2012）混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料（GB28375-2012）透明防火涂料鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（GB14907-2018）飾面型防火涂料（GB12441-2018）第9章防火涂料隧道防火涂料防火堤防火涂料按使用范圍分類9.1.1防火涂料類型第9章防火涂料9.1.2防火涂料的基本作用要阻止燃燒的蔓延擴大，必須隔絕對被保護物體的任何形式的熱量傳導(dǎo)。如形成膨脹隔熱層，利用高導(dǎo)熱和高反射性能的涂層排出熱能，利用吸熱的化學(xué)反應(yīng)抵消外部熱源等。（a）非膨脹型防火涂料（b）膨脹型防火涂料防火涂料本身具有難燃或不燃性，使被保護的可燃基材不直接與空氣接觸而延遲基材著火燃燒；防火涂料遇火受熱可分解出不燃的惰性氣體，稀釋被保護基材受熱分解釋放出的易燃氣體和空氣中的氧氣，從而抑制燃燒；防火涂料遇熱能生成減緩及終止燃燒連鎖反應(yīng)的自由基，有效防止火焰的擴散蔓延；防火涂料遇熱膨脹，形成隔熱、隔氧的膨脹炭層，阻止基材著火燃燒。第9章防火涂料9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計防火涂料一般都是由基料、分散介質(zhì)、防火助劑、顏料、助劑（如增塑劑、穩(wěn)定劑、防水劑、防潮劑等）等組成。基料分散介質(zhì)防火助劑顏填料助劑防火涂料聚磷酸銨助劑富勒烯十溴二苯乙烷基料基料是組成涂料的基礎(chǔ)，是主要成膜物質(zhì)，對涂料的性能起到?jīng)Q定性的作用，體現(xiàn)在兩方面：粘結(jié)作用第9章防火涂料成炭作用基料用途（阻燃涂料類型）聚丙烯酸酯乳液水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)丙烯酸改性水性聚氨酯改性阻燃水性聚氨酯環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯有機硅改性丙烯酸乳液膨脹型鋼結(jié)構(gòu)硅丙乳液超薄膨脹型木結(jié)構(gòu)、膨脹型飾面聚氨酯樹脂膨脹型聚氨酯氯化橡膠微膠囊化基料的選擇理化性能考慮與涂料中其他組分的配合方面考慮涂料的耐候性、耐老化性角度來考慮應(yīng)用的角度出發(fā)9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計成炭催化劑：凡是受熱能分解產(chǎn)生具有脫水作用的酸的化合物，均可作為阻燃涂料的脫水成炭催化劑。

主要功能是促進和改進基體聚合物的熱分解進程,促進形成不易燃的三維炭層結(jié)構(gòu)，減少熱分解產(chǎn)生的可燃性焦油、醛、酮的量，促進產(chǎn)生難燃性氣體。成炭劑：當涂層遇到火焰或高溫作用時，在脫水成炭催化劑的作用下，炭化劑脫水炭化形成炭層。炭化劑主要包括：碳水化合物，如淀粉、葡萄糖；多元醇化合物，如三梨醇、季戊四醇（PER）、二季戊四醇（DPE）；樹脂性物質(zhì)，如尿素樹脂、氯醚樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂等。第9章防火涂料基料發(fā)泡劑：在涂層受熱時能分解出不燃性氣體（水蒸氣、氨氣、二氧化碳等）使涂層膨脹發(fā)泡的物質(zhì)，包括雙氰胺、三聚氰胺、氯化聯(lián)苯、氯化石蠟、氨基樹脂等。9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計填料

對膨脹型阻燃涂料來說，含無機填料比例雖然較小，但是在阻燃涂料的配方中起著重要作用。第9章防火涂料填料阻燃性能物理性能炭質(zhì)層強度耐火極限其他納米填料TiO2提高延長炭質(zhì)層與基體結(jié)合好耐水極限、粘結(jié)強度、抗菌性能增強SiO2提高延長可膨脹石墨提高延長影響微觀結(jié)構(gòu)熱降解、耐候性、抗老化增強多壁碳納米管提高延長膨脹倍率降低，降低背溫升高速率抗裂性能增強9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計助劑是防火涂料生產(chǎn)必不可少的材料，它在涂料配方中用量很小，一般只有千分之幾或更少，但它的加入可以改進生產(chǎn)工藝，保持儲存穩(wěn)定，改善施工條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能賦予涂料某些特殊功能。助劑防沉劑增塑劑流平劑消泡劑防結(jié)皮劑防止涂層發(fā)生沉淀現(xiàn)象膨潤土、金屬皂、聚乙烯鈉、超細二氧化硅、超細碳酸鈣減輕涂層脆裂和斷裂破壞磷酸三苯酯、氯化石蠟等使涂層平整光滑有機硅類、丙烯酸類和溶劑型（德國BYK公司產(chǎn)品）消除縮孔、針孔等瑕疵甘油、聚乙二醇、有機硅、磷酸酯、高級脂肪酸甘油酯防止涂層聚合產(chǎn)生凝膠潤濕分散劑提高有機和無機化合物之間相容性第9章防火涂料丙烯酸酯共聚物羧酸鹽等9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計第9章防火涂料9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計防火涂料的配方設(shè)計防火涂料的配方設(shè)計主要應(yīng)考慮以下幾個方面：基料類型的選擇、防火助劑的選擇、溶劑類型的選擇、助劑的選擇與匹配、顏料和填料的選擇、各組成之間的比例的確定、生產(chǎn)工藝條件和施工工藝的確定等?；驹瓌t質(zhì)量分數(shù)的設(shè)計原則組分之間的配合原則圖9-4二氧化硅改性水性膨脹型防火涂料的阻燃機理典型水性防火涂料的生產(chǎn)工藝路線圖（1）混合：按照配方將助劑、阻燃劑、顏填料依次加入攪拌罐，采用高速攪拌機以800~1000r/min轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌20分鐘，然后使用研磨機研磨2小時。（2）分散：在制得的漿料中加入可膨脹石墨，然后將其放入高速分散機，以800~1000r/min轉(zhuǎn)速充分攪拌。（3）調(diào)和：將分散機轉(zhuǎn)速調(diào)整至200~400r/min，依次加入下列物料：乳液、消泡劑、氨水、增稠劑。第9章防火涂料9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計防火涂料的配方設(shè)計第9章防火涂料9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)防火涂料防火機理圖氨基類膨脹型透明防火涂料多孔炭層形成過程示意圖膨脹炭層形成過程示意圖第9章防火涂料9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計第9章防火涂料9.1.3防火涂料的組成與配方設(shè)計規(guī)范不夠細（現(xiàn)在行業(yè)防火設(shè)計規(guī)范沒有根據(jù)GB14977-2018進行更新），不太合理（高耐火等級構(gòu)件支撐等采用厚型）實際應(yīng)用環(huán)境：例如：存在嚴重的化學(xué)侵蝕等，存在震動，變形量大，熱沖擊，機械沖擊膨脹型材料本身耐水性、耐候性比較差；非膨脹型主要是因骨料級配和硬度不合理引起的開裂偷梁換柱；偷換概念基面清潔不到位未按產(chǎn)品施工工藝施工（混合配比、分層施工等）未按設(shè)計規(guī)范加網(wǎng)設(shè)計應(yīng)用問題材料質(zhì)量問題施工問題防火涂料預(yù)算需合理！存在問題第9章防火涂料9.1.4防火涂料發(fā)展趨勢02.防止空氣中氧化物與防火涂料接觸01.防止酸堿與防火涂料直接接觸接觸03.提高體系的耐水性04.防紫外線直射，尤其環(huán)氧防火05.滿足特定要求，例如TVOC，耐污等06.裝飾性能提升方法第9章防火涂料9.1.4防火涂料發(fā)展趨勢發(fā)展方向采用高效、多效、低水溶性的膨脹體系，進一步提高涂層的耐熱性能，如采用聚合度較高的聚磷酸銨、微膠囊包敷聚磷酸銨、三源一體膨脹阻燃劑等。通過多種阻燃劑協(xié)同作用，利用協(xié)同效應(yīng)提高涂層的阻燃效果，如鹵-磷協(xié)同體系、硼-磷協(xié)同體系等。通過樹脂的篩選、拼混和改性來提高涂料的綜合性能，如利用丙烯酸改性水性聚氨酯涂料。為防止酸堿、空氣中的氧化物等與防火涂料直接接觸，提高涂層的耐水、耐鹽、紫外輻射等特定要求，需研發(fā)多功能防火涂料，如防腐防火一體化防火涂料、超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、水性膨脹型防火涂料和有機無機復(fù)合型防火涂料等。將計算機模擬技術(shù)和在線監(jiān)測技術(shù)（如近紅外在線監(jiān)測）引入阻燃涂料的生產(chǎn)工藝中，降低生產(chǎn)過程中殘留物排放量，降低生產(chǎn)成本。第9章防火涂料9.1.4防火涂料發(fā)展趨勢第9章防火涂料9.1.4防火涂料發(fā)展趨勢目前，隨著人們對環(huán)境保護、節(jié)約能源的意識的提高，阻燃涂料也正向著無毒、無污染、節(jié)能、高效的方向發(fā)展，同時進一步提高阻燃涂料的耐候性和涂飾性。生態(tài)膨脹型飾面防火涂料性能表征與防火機理研究炭化層的微觀結(jié)構(gòu)；熱釋放速率、煙及毒性參數(shù)核殼結(jié)構(gòu)乳液聚合的科學(xué)問題燃燒時低煙釋放、高阻燃、高熱穩(wěn)定性耐水性佳、附著力強高耐濕熱性、低煙無毒零VOC對人體無害親環(huán)境高性能聚合物基膨脹型防火涂層材料發(fā)展方向第9章防火涂料9.1.4防火涂料發(fā)展趨勢9.2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料鋼結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、質(zhì)量輕、抗震性能優(yōu)異、施工方便等優(yōu)點，但在高溫下易發(fā)生結(jié)構(gòu)變形和力學(xué)性能劣化。第9章防火涂料圖9-5普通結(jié)構(gòu)鋼在不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線當達到臨界溫度540℃時，鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能迅速下降并低于建筑結(jié)構(gòu)所要求的屈服強度和承載應(yīng)力，將失去支撐能力，造成建筑物坍塌等事故。當溫度超過500℃時，鋼材即使在較低應(yīng)力下也可能發(fā)生較大的形變。第9章防火涂料01鋼構(gòu)材質(zhì)強度Q235鋼03鋼構(gòu)承受的荷載比05其他金屬基材例如：鋁合金等02鋼構(gòu)幾何形狀可承受荷載的能力04截面系數(shù)現(xiàn)有測試基于三面或四面受火鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火性能影響因素結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該具有的耐火時間按《建筑防火設(shè)計規(guī)范》GB50016-2014(2018)。表3.2.1不同耐火等級廠房和倉庫建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限（h）,見右表。表5.1.2不同耐火等級建筑相應(yīng)構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限（h）。第9章防火涂料鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計第9章防火涂料公消〔2018〕57號《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強性技術(shù)要求（試行）》耐火性能要求提高了1h第2.1條規(guī)定承重柱（包括斜撐）、轉(zhuǎn)換梁等耐火極限不應(yīng)低于4.00h。GB50160-2008(2018)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》5.6.2條規(guī)定：5.6.1條中所述的承重鋼結(jié)構(gòu)的部位應(yīng)覆蓋耐火層，覆蓋耐火層的鋼構(gòu)件，其耐火極限不應(yīng)低于2h。GB50284-2008《飛機庫設(shè)計防火規(guī)范》建筑構(gòu)件其耐火極限有相應(yīng)規(guī)定，如支撐多層的柱：3.0h；支撐單層的柱：2.5h?！?章防火涂料

傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計及防火要求的確定GB51249鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計及防火要求的確定鋼結(jié)構(gòu)耐火要求以型式檢驗報告來確認好處：有消防產(chǎn)品規(guī)范支撐；

操作簡單

不足（存在的問題）：鋼結(jié)構(gòu)的防火保護可能存在防護不足或過保護支撐等構(gòu)件施工應(yīng)用問題較多鋼結(jié)構(gòu)耐火要求以耐火驗算來確認（等效熱傳導(dǎo)系數(shù)或等效熱阻）好處：考慮了荷載比，截面系數(shù)和端約束的影響，構(gòu)件耐火能力更可靠。不足（存在的執(zhí)行困難）：要進行防火涂料厚度計算；能否根據(jù)計算厚度驗收尚存在疑問。在施工中操作復(fù)雜；尤其在驗收時需要按批次測試等效熱傳導(dǎo)系數(shù)有難度。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是施涂于構(gòu)（筑）物鋼結(jié)構(gòu)表面，能形成耐火隔熱保護層以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的涂料。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在滿足防火要求的同時，又能滿足人們對裝飾性的要求，特別適用于重點工程和表面積較小的鋼桁、鋼網(wǎng)、鋼條等非承重鋼結(jié)構(gòu)。第9章防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點GB14907發(fā)展歷程GB14907-1994《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件

》薄型:使用厚度在7mm左右厚型:使用厚度在12mm以上理化要求與GB14907-2002基本相同，需要測試抗震，抗彎等

1994年GB14907-2002鋼結(jié)構(gòu)防火涂料增加了“超薄型防火涂料”區(qū)分室內(nèi)、室外基材（I36或I40）和基材長度以及加載計算方法對不同類型涂料規(guī)定一個厚度，達到最低耐火時間即可進入市場銷售2002年GB51249-2017建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范進行構(gòu)件耐火驗算，確定防火涂料所需厚度以型式檢驗報告溫升曲線，或通過I36小鋼梁進行檢測確定2017年GB14907-2018鋼結(jié)構(gòu)防火涂料增加特殊場合的要求取消了涂層厚度規(guī)定耐火極限的判定通過撓度值和試件溫度升高值共同判定耐火試驗試件基材由I40b改為I36b和HN400x200熱軋H型鋼2018年第9章防火涂料鋼結(jié)構(gòu)防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點鋼結(jié)構(gòu)防火涂料種類出現(xiàn)時間，主要有三個類別的產(chǎn)品出現(xiàn)。1940S

1970S2000S2010S第一代產(chǎn)品：非膨脹型防火涂料（厚型）

Sikacrete-50160/213CNSikacrete-215CN第二代產(chǎn)品：溶劑型膨脹型防火涂料；SikaUnitherm38091ext第二代產(chǎn)品：水性膨脹型防火涂料；SikaUnithermSteelW-120海洋化工研究院SikaPyroplastWoodTSikaUnitherm-168Cable第三代產(chǎn)品：無溶劑環(huán)氧防火涂料；SikaUnithermPlatinum-120海洋化工研究院第9章防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點鋼結(jié)構(gòu)防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點按火災(zāi)防護對象分類第9章防火涂料按火災(zāi)防護對象分類不同，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可分為普通鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和特種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。用于普通工業(yè)與民用建（構(gòu)）筑物鋼結(jié)構(gòu)表面的防火涂料用于特殊建（構(gòu)）筑物鋼結(jié)構(gòu)表面的防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點按使用場所分類第9章防火涂料按使用場所不同，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可分為室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點按分散介質(zhì)分類第9章防火涂料按分散介質(zhì)不同，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可分為水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和溶劑性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。以水作為分散介質(zhì)，分散于水中的分散相（其他組成物質(zhì)）多為無毒無害的無機物，水基性防火涂料生產(chǎn)和使用過程中不產(chǎn)生可揮發(fā)性有機物，對環(huán)境基本沒有危害無害，符合國家的環(huán)保要求。水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料溶劑性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是以有機溶劑作為分散介質(zhì)，對人體和周圍物質(zhì)有一定的腐蝕或危害，同時在生產(chǎn)和使用過程中也會產(chǎn)生大量的可揮發(fā)性有機物，會對環(huán)境造成一定的危害，距環(huán)保要求存在一定差距。室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點按防火機理分類第9章防火涂料按防火機理不同，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可分為膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料適用于室內(nèi)遮蔽鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)計耐火極限大于1.5h的鋼構(gòu)件及全鋼結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)計耐火極限大于2.0h的構(gòu)件、海洋工程及石化工程鋼結(jié)構(gòu)建筑。9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點按厚度分類第9章防火涂料按厚度不同，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可分為隔熱型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。厚涂型涂層厚度在7-45mm之間，多為蛭石水泥系、礦纖維水泥系、氫氧化鎂水泥系和其他無機輕體系等隔熱型防火涂料，施工多采用噴涂或批刮工藝，主要用于耐火極限要求在2h以上的鋼結(jié)構(gòu)建筑。薄涂型涂層使用厚度在3-7mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，一般分為底涂（隔熱層）和面涂（裝飾發(fā)泡層）兩層。薄涂型的裝飾性比厚涂隔熱型好，一般使用在耐火極限要求不超過2h的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。超薄型涂層使用厚度不超過3mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，具有施工方便、室溫自干、耐水耐候、附著力強等特點，一般用于耐火極限在2h以內(nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)保護。在選用的防火涂料類型上可參考相關(guān)設(shè)計標準：例如：CECS24：90鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB51249-2017建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)防火涂料選用原則（以GB51249-2017為例）室內(nèi)隱蔽構(gòu)件，宜選用非膨脹型防火涂料設(shè)計耐火極限大于1.50h的構(gòu)件，不宜選用膨脹型防火涂料室外、半室外鋼結(jié)構(gòu)采用膨脹型防火涂料時，應(yīng)選用符合環(huán)境對其性能要求的產(chǎn)品非膨脹型防火涂料涂層的厚度不應(yīng)小于10mm

（另外，GB14907中厚度規(guī)定：膨脹型不應(yīng)小于1.5mm，非膨脹型不應(yīng)小于15mm）鋼結(jié)構(gòu)防火涂料第9章防火涂料9.2.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點第9章防火涂料9.2.2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火機理鋼結(jié)構(gòu)防火保護原理主要有設(shè)置屏障以阻隔火焰或高溫、通過吸熱材料轉(zhuǎn)移傳遞給鋼材的熱量、利用絕緣材料阻隔外界的熱量傳遞等。鋼結(jié)構(gòu)防火保護方法有外包法、充水法、屏蔽法和涂覆防火涂料，其中噴涂防火涂料是最為實用和簡捷的途徑。圖9-5膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火作用示意圖第9章防火涂料9.2.2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火機理非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通過以下三種方式對鋼結(jié)構(gòu)進行防火保護:防火涂料的涂層本身是不燃的，對鋼構(gòu)件起屏障和防止熱輻射作用，避免了火焰和高溫直接進攻鋼構(gòu)件；在火焰或高溫作用下分解出不燃性氣體（如水蒸氣、二氧化碳等）降低反應(yīng)區(qū)氧氣和可燃氣濃度并吸收熱量降低體系溫度；在火焰或高溫作用下形成不燃性的釉狀保護層隔絕氧氣，使氧氣不能與被保護的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應(yīng)。非膨脹型防火涂料所生成的釉狀保護層導(dǎo)熱率往往較大，隔熱效果差，需要較厚涂層才能達到防火隔熱性能要求。防火涂料產(chǎn)品的性能必須滿足GB14907-2018鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的技術(shù)要求防火涂料耐火等級通過測試鋼梁的型式檢驗報告測得。第9章防火涂料鋼結(jié)構(gòu)防火涂料9.2.3鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求第9章防火涂料耐火性能要求9.2.3鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能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)件的涂層厚度和對應(yīng)的耐火極限來表示。表9-1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火性能分級代號耐火極限（Fr）h耐火性能分級代號普通鋼結(jié)構(gòu)防火涂料特種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料0.50≤Fr<1.00FP0.50Ft0.501.00≤Fr<1.50FP1.00Ft1.001.50≤Fr<2.00FP1.50Ft1.502.00≤Fr<2.50FP2.00Ft2.002.50≤Fr<3.00FP2.50Ft2.50Fr≥3.00FP3.00Ft3.00FP采用建筑纖維類火災(zāi)升溫試驗條件；Ft采用烴類（HC）火災(zāi)升溫試驗條件第9章防火涂料耐火性能要求9.2.3鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐火性能應(yīng)符合表9-2的規(guī)定，其中耐火性能試驗結(jié)果適用于同種類型且截面系數(shù)更小的基材。FP采用建筑纖維類火災(zāi)升溫試驗條件；Ft采用烴類（HC）火災(zāi)升溫試驗條件產(chǎn)品分類耐火性能缺陷類別膨脹型非膨脹型普通鋼結(jié)構(gòu)防火涂料Fp0.50Fp1.00Fp1.50Fp2.00Fp0.50Fp1.00Fp1.50Fp2.00Fp2.50Fp3.00A特種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料Ft0.50Ft1.00Ft1.50Ft2.00Ft0.50Ft1.00Ft1.50Ft2.00Ft2.50Ft3.009-2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐火性能第9章防火涂料理化性能要求9.2.3鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求鋼結(jié)構(gòu)防火涂料理化性能按照普通油漆的國家標準進行測試。注1：A為致命缺陷，B為嚴重缺陷，C為輕缺陷；“-”表示無要求；注2：隔熱效率偏差只作為出廠檢驗項目；注3：pH值只適用于水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。理化性能項目技術(shù)指標缺陷類別膨脹型非膨脹型在容器中的狀態(tài)經(jīng)攪拌后呈均勻細膩狀態(tài)或稠厚流體狀態(tài)，無結(jié)塊經(jīng)攪拌后呈均勻稠厚流體狀態(tài)，無結(jié)塊C干燥時間（表干）/h≤12≤24C初期干燥抗裂性不應(yīng)出現(xiàn)裂紋允許出現(xiàn)1-3條裂紋，其寬度應(yīng)≤0.5mmC粘結(jié)強度/MPa≥0.15≥0.04A抗壓強度/MPa-≥0.3C干密度/（kg/m3）-≤500C隔熱效率偏差±15%±15%-pH值≥7≥7C耐水性24h試驗后，涂層應(yīng)無起層、發(fā)泡、脫落現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%24h試驗后，涂層應(yīng)無起層、發(fā)泡、脫落現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%A耐冷熱循環(huán)性15次試驗后，涂層應(yīng)無開裂、剝落、起泡現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%15次試驗后，涂層應(yīng)無開裂、剝落、起泡現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B表9-3室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的理化性能指標第9章防火涂料理化性能要求9.2.3鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求注1：A為致命缺陷，B為嚴重缺陷，C為輕缺陷；“-”表示無要求；注2：隔熱效率偏差只作為出廠檢驗項目；注3：pH值只適用于水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。表9-4室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的理化性能指標理化性能項目技術(shù)指標缺陷類別膨脹型非膨脹型在容器中的狀態(tài)經(jīng)攪拌后呈均勻細膩狀態(tài)或稠厚流體狀態(tài)，無結(jié)塊經(jīng)攪拌后呈均勻稠厚流體狀態(tài)，無結(jié)塊C干燥時間（表干）/h≤12≤24C初期干燥抗裂性不應(yīng)出現(xiàn)裂紋允許出現(xiàn)1-3條裂紋，其寬度應(yīng)≤0.5mmC粘結(jié)強度/MPa≥0.15≥0.04A抗壓強度/MPa-≥0.5C干密度/（kg/m3）-≤650C隔熱效率偏差±15%±15%-pH值≥7≥7C耐曝熱性720h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落、空鼓、開裂現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%720h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落、空鼓、開裂現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B耐濕熱性504h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%504h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B耐凍融循環(huán)性15次試驗后，涂層應(yīng)無開裂、脫落、起泡現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%15次試驗后，涂層應(yīng)無開裂、脫落、起泡現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B耐酸性360h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落、開裂現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%360h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落、開裂現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B耐堿性360h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落、開裂現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%360h試驗后，涂層應(yīng)無起層、脫落、開裂現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B耐鹽霧腐蝕性30次試驗后，涂層應(yīng)無起泡，明顯的變質(zhì)、軟化現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%30次試驗后，涂層應(yīng)無起泡，明顯的變質(zhì)、軟化現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B耐紫外線輻照性60次試驗后，涂層應(yīng)無起層，開裂、粉化現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%60次試驗后，涂層應(yīng)無起層，開裂、粉化現(xiàn)象，且隔熱效率衰減量應(yīng)≤35%B第9章防火涂料鋼結(jié)構(gòu)防火涂料GB51249-2017建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范基本防火要求之一：構(gòu)件防火保護設(shè)計要根據(jù)防火保護材料的熱工性能（等效熱傳導(dǎo)系數(shù)法（本規(guī)范）、多尺度反演熱工參數(shù)法），計算其理論上需要使用的防火涂料厚度。這種計算方法可以補充以前鋼構(gòu)防火保護（按GB14907檢測方法）設(shè)計方法的問題，考慮到了更多的耐火影響因素：實際構(gòu)件荷載比各不相同，截面形狀系數(shù)F/V各不相同，標準構(gòu)件難以代表各種實際構(gòu)件。實際構(gòu)件難以試驗，且構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的端部約束在試驗中難以模擬。

9.2.4鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火保護設(shè)計9.2.4鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火保護設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)防火涂料GB51249-2017建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范

等效熱傳導(dǎo)系數(shù)法（非膨脹型防火涂料）可根據(jù)標準耐火試驗得到的鋼試件實測升溫曲線和試件的保護層厚度按下式計算：等效熱阻(膨脹型防火涂料）可根據(jù)標準耐火試驗得到的鋼構(gòu)件實測升溫曲線按下式計算：第9章防火涂料鋼構(gòu)件防火保護設(shè)計要根據(jù)防火保護材料的熱工性能，通過等效熱傳導(dǎo)系數(shù)法、多尺度反演熱工參數(shù)法等方法，計算其理論上需要使用的防火涂料厚度。滿足?否是確定一定的防火層厚度開始確定火災(zāi)場景重新確定防火層厚度結(jié)束空氣升溫計算構(gòu)件升溫計算結(jié)構(gòu)受力分析荷載效應(yīng)組合構(gòu)件耐火承載力驗算承載力法設(shè)計步驟臨界溫度法設(shè)計步驟開始確定火災(zāi)場景結(jié)束按該臨界溫度重新計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力荷載效應(yīng)組合無溫度內(nèi)力結(jié)構(gòu)受力分析荷載效應(yīng)組合計算該情況下的臨界溫度空氣升溫計算比較?差別大差別小計算防火層厚度不考慮溫度效應(yīng)時可簡化鋼結(jié)構(gòu)防火涂料——設(shè)計標準規(guī)范第9章防火涂料9.2.4鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火保護設(shè)計9.3混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料混凝土是當今建筑材料中用量最大、應(yīng)用面最廣的材料，混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)已成為使用最為廣泛的建筑結(jié)構(gòu)。第9章防火涂料港珠澳大橋海底隧道中國郭亮隧道挪威洛達爾隧道中國石油化工興發(fā)集團中安聯(lián)合煤化有限責任公司混凝土雖不會燃燒，但鋼筋混凝土的耐熱能力很差，在高溫下強度會大幅度下降，造成建筑物的損壞和坍塌。第9章防火涂料混凝土高溫后強度折減系數(shù)混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線涂覆混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料是最為簡便和常用的方式之一9.3.1混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點防火堤防火涂料涂敷在石油化工儲罐區(qū)防火堤上的隔熱型防火涂料，主要成分是耐高溫黏結(jié)劑和輕質(zhì)耐火材料，應(yīng)用于室外防火堤、隔堤、防護墻和隔墻的防火保護。防火堤防火涂料具有耐高溫、耐低溫、耐紫外線、耐干燥、耐雨水沖刷、耐有機溶劑浸泡等特點，主要用于石油化工儲罐防火堤、隔堤、防護墻和隔墻等建筑結(jié)構(gòu)的防火保護。第9章防火涂料4·21南京揚子石化廠區(qū)爆炸事故8·12天津濱海新區(qū)爆炸事故4·22靖江倉儲點爆炸事故9.3.1混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料分類與特點隧道防火涂料專門針對隧道內(nèi)壁及拱頂在火災(zāi)中免受燒損而專門設(shè)計的一種特種涂料。隧道防火涂料具有附著力強、耐潮濕、不開裂、不剝落、抗凍、使用壽命長、施工工藝簡單、干燥固化快等特點，主要用于公路、鐵路、城市交通隧道混凝土結(jié)構(gòu)表面的防護。1999年3月24日11時，位于法國監(jiān)管地段的勃朗峰隧道，一輛滿載面粉和黃油的比利時卡車在隧道中部失火接著殃及前后車輛。燒毀車輛32輛，死亡39人。第9章防火涂料9.3.2混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的防火機理通過阻止或延緩?fù)饨绲臒崃肯蚧炷两Y(jié)構(gòu)傳遞，可以有效提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐火極限，確?；炷两Y(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的強度。在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料能很好地滿足其防火和裝飾要求，其中混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料在隧道結(jié)構(gòu)中應(yīng)用示意圖見圖9-9。第9章防火涂料圖9-9混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料在隧道結(jié)構(gòu)中應(yīng)用示意圖混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料9.3.2混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的防火機理混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料通過以下三種方式對混凝土結(jié)構(gòu)進行防火保護：第9章防火涂料混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料本身不燃或難燃，且密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐火性能好，可有效地阻隔火焰和熱量，對基材起屏障和防止熱輻射作用，降低熱量向混凝土及其內(nèi)部的傳遞速度，以推遲其溫升和強度變?nèi)醯臅r間；防火涂料中的低密度耐高溫的無機物或中空微球等材料本身是不燃的，其熱導(dǎo)率低，可以延滯熱量傳向被保護基材的速度，成膜時形成熱導(dǎo)率低的耐燒隔熱炭層，避免了火焰和高溫直接接觸被保護的混凝土結(jié)構(gòu)；涂料中部分組分遇火相互反應(yīng)而生成不燃氣體以稀釋空氣和氧氣的濃度，并形成結(jié)構(gòu)致密的不燃性“釉質(zhì)層”以隔絕空氣，反應(yīng)過程還會消耗了大量的熱量，有利于降低體系的溫度，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐火極限。混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料9.3.3混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求根據(jù)GB28375《混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料》，混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料耐火性能要求如表9-6所示。表9-6中標準升溫耐火試驗條件按GB/T9978.1中第6章的要求進行，HC升溫耐火試驗條件按《構(gòu)件用防火保護材料快速升溫耐火試驗方法》（GA/T714）中5.1.2的要求進行，石油化工升溫耐火試驗條件按GA/T714中5.1.3的要求進行，隧道耐火試驗RABT升溫耐火試驗條件按GA/T714中5.1.4的要求進行。第9章防火涂料耐火性能要求表9-5混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料耐火性能升溫類型耐火性能/h防火堤防火涂料隧道防火涂料標準升溫≥2.00≥2.00（標準升溫）HC升溫≥2.00≥2.00（HC升溫）石油化工升溫≥2.00-隧道耐火試驗RABT升溫曲線-升溫≥1.50，降溫≥1.839.3.3混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求防火堤防火涂料的理化性能應(yīng)符合GB28375的技術(shù)要求，具體見表9-6。第9章防火涂料理化性能要求表9-6防火堤防火涂料的理化性能要求檢驗項目技術(shù)指標缺陷分類在容器中的狀態(tài)經(jīng)攪拌后呈均勻稠厚流體，無結(jié)塊C干燥時間（表干）/h≤24C黏結(jié)強度/MPa≥0.15（凍融前）A≥0.15（凍融后）抗壓強度/MPa≥1.50（凍融前）B≥1.50（凍融后）干密度/（kg/m3）≤700C耐水性/h≥720，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色A耐酸性/h≥360，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐堿性/h≥360，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐曝熱性/h≥720，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐濕熱性/h≥720，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐凍融循環(huán)試驗/次≥15，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐鹽霧腐蝕性/次≥30，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B注1：A為致命缺陷，B為嚴重缺陷，C為輕缺陷；注2：型式檢驗時，可選擇一種升溫條件進行耐火性能的檢驗和判定。9.3.3混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求隧道防火涂料的理化性能應(yīng)符合GB28375的技術(shù)要求，具體表9-7所示。第9章防火涂料理化性能要求表9-7隧道防火涂料的理化性能要求檢驗項目技術(shù)指標缺陷分類在容器中的狀態(tài)經(jīng)攪拌后呈均勻稠厚流體，無結(jié)塊C干燥時間（表干）/h≤24C黏結(jié)強度/MPa≥0.15（凍融前）A≥0.15（凍融后）干密度/（kg/m3）≤700C耐水性/h≥720，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色A耐酸性/h≥360，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐堿性/h≥360，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐濕熱性/h≥720，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B耐凍融循環(huán)試驗/次≥15，試驗后，涂層不開裂、起層、脫落，允許輕微發(fā)脹和變色B9.3.3混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的性能要求混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的產(chǎn)煙毒性不低于GB/T20285規(guī)定產(chǎn)煙毒性危險分級ZA1級，產(chǎn)煙毒性技術(shù)指標的缺陷分類為嚴重缺陷（B）。第9章防火涂料產(chǎn)煙毒性要求9.4電纜防火涂料第9章防火涂料電線電纜是用來輸送電能、傳遞信息和制造各種電機、儀器、儀表，實現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換所不可或缺的一大類電工產(chǎn)品，與國民經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)，目前已廣泛應(yīng)用于電力、軌道交通、新能源、建筑工程、海洋工程、通信、石油化工、化工及航空航天等各個領(lǐng)域。第9章防火涂料事故頻發(fā)損失嚴重救援困難影響惡劣第9章防火涂料陜西奧凱電纜事件西安地鐵三號線存在安全事故隱患，整條線路所用電纜“偷工減料，各項生產(chǎn)指標都不符合地鐵施工標準”，電纜的線徑的實際橫截面積小于標稱的橫截面積，會造成電纜電線的發(fā)熱過大，不僅會損耗大量動力，還可能發(fā)生火災(zāi)。陜西奧凱電纜事件敲醒警鐘，推動我國電纜防火的發(fā)展?。?！第9章防火涂料電線線纜火災(zāi)特點隱蔽性強、不易發(fā)現(xiàn)大量煙霧、有毒氣體火蔓延速度快阻斷正常供電第9章防火涂料國內(nèi)電線電纜火災(zāi)事故統(tǒng)計2010~2020年火災(zāi)情況統(tǒng)計2010~2020年間電氣火災(zāi)均占總火災(zāi)起數(shù)的30%~40%，居所有起火原因之首。2021年全國共接報火災(zāi)74.8萬起，直接財產(chǎn)損失67.5億元，其中電氣火災(zāi)數(shù)量仍高居榜首，占比高達50.4%。涂敷電纜防火涂料是一種簡單、經(jīng)濟的電纜防火措施第9章防火涂料9.4.1電纜防火涂料的分類與組成

電纜防火涂料是指涂覆于電纜（如以橡膠、聚乙烯、聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯等材料作為導(dǎo)體絕緣和護套的電纜）表面，具有防火阻燃保護及一定裝飾作用的防火涂料。根據(jù)溶劑類型不同，電纜防火涂料可分為溶劑型和水性兩類。溶劑型電纜防火涂料成膜物質(zhì)主要為氯化橡膠、過氯乙烯樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯等，采用的溶劑為香蕉水、二甲苯、200號溶劑汽油等。成膜物質(zhì)選取過程中主要考慮涂料的自干性、對電纜的粘結(jié)性和柔軟性三個問題，但單一成膜物質(zhì)往往不能同時滿足這些要求，常需用不同的成膜物質(zhì)拼用改性。第9章防火涂料9.4.1電纜防火涂料的分類與組成溶劑型電纜防火涂料的綜合性能優(yōu)于水性電纜防火涂料，但由于溶劑型涂料所使用的溶劑對人體會有不同程度的傷害，特別是在電纜豎井、電纜溝、電纜隧道等空間狹窄或不易通風的場所使用時應(yīng)加強安全防護措施。水性電纜防火涂料成膜物質(zhì)一般采用聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、氯偏乳液、聚醋酸乙烯酯乳液等。氯偏乳液的阻燃性較好，但耐候性不夠理想，不宜單獨使用，常與聚丙烯酸酯乳液拼用，效果有所改善；聚醋酸乙烯酯乳液因耐水性能較差，一般不宜采用。從環(huán)保和節(jié)約能源的角度考慮，開發(fā)研制理化性能、防火性能和耐候性能優(yōu)良的水性電纜防火涂料是目前防火涂料領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。第9章防火涂料9.4.1電纜防火涂料的分類與組成由于非膨脹型防火涂料的涂層較厚，難以滿足電纜彎曲、伸縮的要求，因此電纜防火涂料主要以膨脹型防火涂料為主。膨脹型電纜防火涂料一般采用采用P-C-N體系，典型代表為聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺復(fù)合體系。為了防止電纜在發(fā)生火災(zāi)時的延燃，要求電纜防火涂料有優(yōu)異的阻燃性，常需要添加氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻、氧化鋅等防火助劑。電纜防火涂料所用的填料與普通涂料的填料基本相似，主要為無機粉末，如輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、沉淀硫酸鋇、云母粉、硅藻土、硅灰石粉等.第9章防火涂料9.4.2電纜防火涂料的防火機理圖9-9電纜防火涂料防火機理示意圖

電纜防火涂料平時可起一定的裝飾及物理防護作用，高溫下電纜表面的防火涂料遇火膨脹形成比原來涂膜厚度大幾十倍甚至上百倍的泡沫保護層以隔絕火源，使電纜受火時能在一定的時間內(nèi)保持完好，并阻止火焰沿電纜蔓延，起到防止火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的作用，達到保護電纜的目的。涂料本身具有難燃性，使被保護的電纜不直接與空氣接觸而延遲電纜著火和減少燃燒的速度；防火涂料受火進行熱分解，產(chǎn)生不燃性的惰性氣體，稀釋電纜受熱分解出的可燃氣體，使之不易燃燒或燃燒速率減慢；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(yīng)，降低火勢；防火涂料受熱膨脹發(fā)泡，形成炭質(zhì)泡沫隔熱層，封閉被保護的電纜，阻止其著火燃燒。電纜防火涂料的防火機理第9章防火涂料9.4.3電纜防火涂料的性能要求根據(jù)GB28374《電纜防火涂料》，電纜防火涂料的理化和阻燃性指標應(yīng)符合表9-8的技術(shù)要求，其中炭化高度為鋼卷尺或直尺測量噴燈底邊至電纜基材炭化處的最大長度。阻燃性測試的持續(xù)供火時間為40min，試件安裝應(yīng)符合《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗第32部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗AF/R類》GB/T18380.32中第5章中規(guī)定的AF/R類要求。第9章防火涂料9.4.3電纜防火涂料的性能要求表9-8電纜防火涂料的技術(shù)指標項目理化性能指標缺陷類別在容器中的狀態(tài)無結(jié)塊，攪拌后呈均勻狀態(tài)C細度/pm≤90C黏度/s≥70C干燥時間表干/h≤5C實干/h≤24耐油性/d浸泡7d，涂層無起皺、無剝落、無起泡B耐鹽水性/d浸泡7d，涂層無起皺、無剝落、無起泡B耐濕熱性/d經(jīng)過7d試驗，涂層無開裂、無剝落、無起泡B耐凍循環(huán)/次經(jīng)15次循環(huán)，涂層無起皺、無剝落、無起泡B抗彎性涂層無起層、無脫落、無剝落A阻燃性/m炭化高度≤2.50A注：A為致命缺陷，B為嚴重缺陷，C為輕缺陷。9.5飾面型防火涂料飾面型防火涂料飾面型防火涂料是指涂覆于可燃基材(如木材、纖維板、紙板及制品)表面，具有一定裝飾作用，受火后能膨脹發(fā)泡形成隔熱保護層的涂料。第9章防火涂料可燃飾面（如紡織品）防火涂料木結(jié)構(gòu)（如古建筑物）防火涂料透明防火涂料飾面型防火涂料飾面型防火涂料的發(fā)展經(jīng)過了兩個階段：第9章防火涂料第一階段第二階段以硅酸鹽水玻璃為粘結(jié)劑的無機防火涂料，該類涂料的隔熱性能和耐候性能較差，涂層易泛白、龜裂和脫落。以有機高分子材料為主要成膜物質(zhì)的飾面型防火涂料，該類涂料防火性、耐水性和耐候性均優(yōu)于無機防火涂料。氨基類防火涂料氯乙烯防火涂料硅丙類防火涂料環(huán)氧類防火涂料苯丙類防火涂料醋酸乙烯防火涂料有機膨脹型防火涂料應(yīng)用最為廣泛無機型有機型溶劑性飾面防火涂料按溶劑類型分類第9章防火涂料9.5.1飾面型防火涂料的分類與特點

飾面型防火涂料按溶劑類型可分為溶劑性和水基性兩類，二者選用的防火組分基本相同。以有機溶劑作分散介質(zhì)的一類飾面型防火涂料，其成膜物質(zhì)一般為酚醛樹脂、過氯乙烯樹脂、氯化橡膠、聚丙烯酸酯樹脂、改性氨基樹脂等合成有機高分子樹脂。以水作為分散介質(zhì)的一類飾面型防火涂料，其成膜物質(zhì)可以是合成的有機高分子樹脂，也可以是經(jīng)高分子樹脂改性的無機膠粘劑。高分子合成樹脂主要有聚丙烯酸酯乳液、水溶性氨基樹脂和水溶性三聚氰胺甲醛樹脂等，無機膠粘劑主要有水玻璃、硅溶膠等。水基性飾面防火涂料溶劑性飾面型防火涂料的理化及耐候性優(yōu)于水基性防火涂料，但在實際應(yīng)用中水基性飾面防火涂料受到廣泛的關(guān)注并成為防火涂料的發(fā)展方向。非透明型防火涂料按透明程度分類第9章防火涂料9.5.1飾面型防火涂料的分類與特點

飾面型防火涂料按其透明程度可分為透明型和非透明型防火涂料兩類。從整個飾面型防火涂料現(xiàn)有