综述钢结构防火涂料的研究进展

钢结构是一种很重要的建筑结构，具备强度高、施工速度快、塑韧性良好、制造轻便等特点，在我国的民用建筑和工业建筑中被广泛应用。钢结构材料不属于可燃材料，可是它的导热性能极好，在遭遇火灾等高温结构的情况下，会迅速受热而失去强度加速变形。尤其是受热温度超过250时，钢结构的强度开始下降;当受热温度超过600时，钢结构仅剩下1/3的强度，然而一般的火灾现场温度都会超过700，而且，钢结构的耐火极限是分钟，这表明火灾中，钢结构必然会丧失一部分强度而导致变形，甚至全部垮塌、毁坏。所以必须是在建设过程中采取有效的措施对钢结构进行火灾防护。目前，应用最广泛且最经济有效的钢结构防火方法是涂装钢结构防火涂料。但是因为我国关于钢结构防火涂料的研究起步晚，近年来是，随着国家消防法律规章制度的完善以及对公共安全的要求越来越高，关于钢结构的防火涂料研究逐渐发展起来。

2.钢结构防火涂料防火原理及组成

2.1钢结构的防火涂料原理

防火涂料所起到的防火保护原理是，利用吸热或者绝热的材料覆盖在钢材表面，以此防止火会直接燃烧到钢材结构，降低了钢材的直接受热温度，同时也能推迟钢结构强度下降的时间，为救火预留更长的时间。

2.2防火涂料的主要成分

现阶段，国内外研究的防火涂料主要由成碳剂、催化剂、基体树脂以及发泡剂等构成。

成碳剂是防火材料涂层处于高温条件下所形成的不易燃的泡沫碳化层物质基础，对泡沫炭化层能够起到骨架的作用。目前我国普遍采用季戊四醇作为防火涂料的成碳剂;基体树脂和其他的组分配伍，不但能够确保涂料能够在正常的条件下发挥各种功能，又可以在被火焰灼烧或者高温情况下具备不易燃的特性以及优良的膨胀发泡性。一般情况下，丙烯酸树脂的防火涂料其炭化层的质量相对很高，因此经常是使用丙烯酸树脂作为主成的膜物，而且对实施改性，这样可以提高其防火的效果;催化剂作为一种在一定条件下才能分解出磷酸的物质，而这种物质可以形成难燃的三维空间结构炭化层，从而起到防火作用;发泡剂是促使膨胀型防火涂料在高温情况下形成膨胀层的物质。通常发泡剂遭遇到火焰，就会释放出二氧化碳、氨、卤化氢和水气等难燃性气体，令涂层在到达软化点的条件下发泡膨胀，生成海绵状的结构。

3.钢结构防火涂料种类

如果是按照防火涂料燃烧的特性来分，可分为非膨胀型防火涂料与膨胀性防火涂料。而非膨胀型涂料又包括难燃的防火涂料与不燃的防火涂料;膨胀型的包括溶剂型防火涂料与水性防火涂料。如果是按照基的料组成成分来分，可分为有机防火涂料与无机防火涂料;按照涂层的厚度来分，有薄涂型防火涂料、厚涂型防火涂料以及超薄型防火涂料。按不同场所的使用类型分，有室外防火涂料与室内防火涂料。

4.钢结构防火涂料的研究现状

4.1国外钢结构防火涂料研究现状

相对来说，国外关于钢结构的防火涂料研究比较早，目前为止所研制出的防火涂料品种很多，以厚涂料与薄涂料的应用最广泛。而其主要研究P-C-N阻燃体系，即使用热固性树脂和热塑性树脂结合作为基础的涂料，再加以分散剂、增塑剂等作为辅助材料制作而成。其工艺配方中坚持以减少涂料毒性、减少对环境的污染为原则。国外生产涂料的地区主要集中在欧美发达国家以及日本等国家。主要成果有法国研制FOH钢结构防火涂料;美国有A lbi- clad、50号钢结构防火涂料;英国有NullfireTS605与P20系列;芬兰有无机膨胀型钢结构防火涂料;日本有钢结构丙烯酸聚氨酯防火涂料等。

4.2我国钢结构防火涂料研究现状

国内是从上个世纪80年代末开始研究关于钢结构的防火

涂料。1984年由四川省的消防研究所研发出LG钢结构防火涂料，这是国内第一种针对钢材防火的保护性材料。90年代开始，我国研制的钢材防火涂料的进程加快，产品类型逐渐丰富、健全。到如今，许多性能优良的防火涂料广泛地应用于建设工程中，后期的使用效果明显。而且近年来，随着跨行业的经济发展迅猛，钢结构防火涂料业发展到跨行业、跨领域的研究，现在但是国内的需求就达到2万吨每年，涉及的生产企业超过2000家，多集中在经济发达的地区和沿海地区，如北京、上海、广州、浙江、山东等。

5.钢结构防火涂料的发展趋势

近年来，随着我国房地产行业的兴起，建筑行业也跟着迅猛发展。钢结构因其比较特别的优势被广泛应用于建筑工程。相应地，为了提高钢结构的防火性能，针对钢材防火的涂料也得到了广泛的应用。但是因为现代经济趋向于绿色经济、环保经济的理念，传统的含有毒成分的涂料逐渐被淘汰，现阶段，国外已经开始着手进行低排放量、低有机挥发、功能复合化以及高性能钢结构防火涂料产品的研制。而在将来的发展中，我国的钢结构防火涂料也主要向节能、高性能、防污染以及专业化等方向发展，同时也争取在防火性、装饰性以及低成本方面获得突破发展。主要的发展趋势有：打破传统的成本高、高挥发以及高污染的涂料配方，努力改进涂料的理化性能与防火性能;研制新的膨胀型钢结构和超薄型的防火涂料;研制装饰性较高钢防火涂料;根据现代工业要求，研发用于大型企业或者火灾几率较高的石化、石油企业的钢结构的防火保护实际，提高利用率;尽量降低涂料的毒性，符合人体生活环境的要求。总的来说，钢结构防火涂料就是要朝着超薄型、高耐候性、高装饰性和环保型方向发展。

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