建筑防火涂料阻燃机理

防火涂料的阻燃机理

1．防火涂料：本身具有难燃或不燃性，使被保护的可燃性基材不直接与空气接触，故而延迟基材的着火时间。

2．防火涂料遇火受热分解出不燃的惰性气体，使可燃物分解出的可燃气体和空气中氧气稀释而抑制燃烧。

3．阻止发火反应的链锁反应、分解气体的燃烧反应是游离基反应，而含氮、磷、溴等的防火涂料分解出一些活性基因；与可燃游离基结合而中断链锁反应从而降低燃烧速度。

4．防火涂料遇火膨胀发泡，生成一层泡沫隔热层，封闭被保护的基材，阻止基层燃烧。

此外，有些防火涂料遇火分解，产生强烈的吸热反应，抑制温度上升，而延迟火势扩展。

按其使用的部位划分，可将其分为钢结构防火涂料、木结构防火涂料、砼结构防火涂料等；

按其成膜物来分，可分为有机，无机和复合防火涂料；

按其可溶性划分，可分为水性防火涂料、油性防火涂料；

按其阻燃原理分，可分为膨胀型防火涂料、非膨胀型防火涂料。但根据防火涂料的作用、功能和现行国家标准对防火涂料的要求，最适宜的分类为：结构型防火涂料和饰面型防火涂料。具体的分类示意见图。

从总体看，防火涂料无论在研制技术，生产过程质量控制方面，还是在施工应用方面都有各种科学的或经验的依据。所以它是一种比较成熟的产品。

由于建筑工程的高层化、集群化、工业的大型化及有机合成材料的广泛应用，工程及国家对防火工作引起高度重视，而采用涂料防火方法比较简单，适应性强，因而在公用建筑、车辆、飞机、船舶、古建筑及文物保护、电器电缆、宇航等方面都有应用。有的国家还制定相关法律，规定用于学校、医院；电影院等公共设施内的建筑涂料必须是阻燃的，因此防火涂料获得了迅速的发展。（在一定条件下防火而超过了阻燃材料的耐火度也会燃烧，即超过燃烧点）

1．按涂料的组成材料与分散体系分：

有溶剂型防火涂料和水溶型防火涂料。

2．按防火涂料适用的基材分：

有钢结构防火涂料、木结构防火涂料、水泥混凝土防火涂料、电缆防火涂料等。

3．按涂料遇火受热后的形状分：

有膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料。

膨胀型的乳液防火涂料发展最快，目前我国研制应用最多的是此类产品。

建筑防火涂料膨胀型防火涂料

膨胀型防火涂料是山难燃树脂、难燃剂及碳剂、脱水成碳催化剂、发泡剂组成。涂层在火焰或高温作用下会发生膨胀，形成比原来涂层厚度大几十倍的泡沫碳质层，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。

a．主要成膜物质

要求这类成膜物质既具有良好的常温使用性，又能适应高温下发泡性。常用的有：合成树脂丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、环氧树脂、聚氨酯、环氧一聚硫等。它们与有机难燃剂相结合，使涂层具有良好的难燃性。

b．成碳剂

在高温及火焰的作用下，能迅速碳化的物质称为成碳剂。它们是形成泡沫碳化层的物质基础，通常是含高碳的多羟基化合物，如淀粉、季戊四醇及含羟基的有机树脂等。

c．脱水成碳催化剂

它的主要功能是促进含羟基有机物脱水碳化，形成不易燃烧的碳质层。这类物质主要有聚磷酸铵，磷酸二氢铵和有机磷酸酯等。

小发泡剂

发泡剂能在涂层受热时分解出大量灭火性气体，使涂层发生膨胀形成海绵状细泡结构，这类物质有：磷酸铵、聚磷酸铵、尿素、三聚氰铵、双氰铵、胍、氯化石蜡(70%)等。

e．填料、颜料

通常无机颜料和填料都具有耐燃性，它们能增加涂层的耐燃。常用的有：云母粉、滑石粉、石棉粉、高岭土、氧化锌、钛白、碳酸钙．氢氧化铝、硼酸锌、偏硼酸钡、三氧化二锑等。

建筑防火涂料非膨胀型防火涂料

非膨胀型防火涂料是由难燃性或不燃性的树脂及难燃剂，防火填料等组成，其涂层具有较好的难燃性．能阻止火焰蔓延。

a．主要成膜物质

难燃性的树脂，一般为含卤素、磷、氮之类的高分子合成树脂，如卤化的醇酸树脂、聚脂、环氧、酚醛、氯化橡胶、氯丁橡胶乳液、聚丙烯酸酯乳液、VAE乳液，它们与难燃剂配合可以实现涂层的难燃化。另外，如水玻璃、硅溶胶、磷酸盐等无机质材料亦可以作为防火涂料的成膜物质，由它们组成的涂料其涂层具有不然性、不发烟和无毒性等特点。

b．难燃剂

增加涂膜难燃性的物质称为难燃剂，常用的有：含磷、卤的有机物，如氯化石蜡、十溴联苯醚、磷酚三氯乙醛酯等。另外，还有无机质类如：锑系、硼系(硼酸、硼砂、硼酸锌、硼酸铝)、铝系(AL(OH)3)、锆系(氧化锆)等难燃剂。其中将三氧化二锑(Sb2O3与含卤的树脂相配合应用，常可以收到较好的阻燃能力。

c．填料

通常的无机颜料和填料都具有耐燃性，它们能增加涂层的耐燃性，常用的有；云母粉、滑石粉、石棉粉、高岭土、氧化锌，钛白、碳酸钙、氢氧化铝、硼酸锌、偏硼酸钡、三氧化二锑等。

防火涂料是涂刷在被保护物表面的被动防火材料，任何被保护的物体都有承受大火考验的极限值，无论什么 结构的建筑遇火时间久了都是会倒塌的。防火涂料的作用是能在被保护物体表面起到隔离的作用，延缓建筑坍塌的 时间，为营救和灭火争取到宝贵的时间。确切地说，防火涂料也有它的耐火极限，超过耐火极限以后，被保护的物体表面还是会着火的。2100433B