一般讲,涂层使用厚度在3~7mm的钢结构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料。该类涂料受火时能膨胀发泡,以膨胀发泡所形成的耐火隔热层,延缓钢材的温升,保护钢构件。这类钢结构防火涂料一般都是水溶性的,溶剂性的极少,这里主要介绍这类水性钢结构防火涂料的研究。这类钢结构防火涂料一般都是用合适的乳液聚合物作基料,再配以阻燃剂、添加剂等组成。对这类型防火涂料,要求选用的乳液聚合物必须对钢基材有良好的附着力、耐久性和耐水性好。常用作这类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。对于用水性乳胶作基料的防火涂料,阻燃添加剂和颜填料是分散到水中的,因而水实际上起作分散载体的作用。为了使粉状的各种添加剂能更好地分散,还加入分散剂,如常用的六偏磷酸钠等。该类钢结构防火涂料在生产过程中一般都是分为三步:第一步先将各种阻燃添加剂分散在水中,然后研磨成规定细度的料浆,第二步再用基料-乳液进行配漆(料浆),第三步在料浆中配以无机轻质材料、增强材料等搅拌均匀。在配漆中加入适量的消泡剂等并使其达到一定的黏度,该类水性防火涂料一般分为底层(隔热层)和面层(装饰层),其装饰性比厚涂型料好,该类溶剂性防火涂料为单组分(一层)。施工采用喷涂,一般使用在耐火极限要求不超过2h的建筑钢结构上。
3.3超薄型钢结构防火涂料
所谓的超薄型钢结构防火涂料,是指涂层使用厚度不超过3mm的钢结构防火涂料。这类钢结构防火涂料受火时膨胀发泡形成致密的防火隔热层,该防火隔热层延缓了钢材的温升,提高了钢构件的耐火极限。这类涂料是近几年发展起来的新品种。目前该类钢结构防火涂料大多数都是溶剂型的,是以合成树脂作基料,用200#汽油、苯类等有机溶剂作为分散体和稀释剂,再配以阻燃剂、膨胀发泡剂等原料,经碾磨加工而成。这类钢结构防火涂料的研究中,由于要求涂层在一定温度发泡形成防火隔热层,因此对其基料有一个特殊要求,这就是要求基料能与整个涂料体系协合,使涂料既有良好的机械理化性能,又能在受火时形成较好的泡沫隔热层,为了达到一定的阻燃耐火时间,要求发泡层在高温下也不脱落。另外还有对金属的腐蚀性能、附着力、室温固化性、涂膜装饰性等要求。
上述这些要求决定了基料的选择原则是应充分考虑多个方面。常用作这类防火涂料的基料有环氧树脂、氨基树脂、过氯乙烯树脂等。由于这些树脂的室温自干性较差,在普通涂料中一般采用高温烘干或酸类催化剂催干。作为用于建筑物钢结构的防火涂料,用高温烘干是不现实的。如用催化剂催干又存在涂膜理化性能和存放稳定性问题,因此怎样合理地处理室温自干性与存放稳定性及涂料理化性能、涂膜的装饰性等问题,是这类钢结构防火涂料研究的一个重要方面。另一方面,要考虑如何使钢结构防火涂料在受火时,其发泡层在高温下(1000∀左右)与钢材具有较强的粘结性,以保证其在火灾条件下发泡层能有效地保护钢基材,不致因烈火而烧蚀、开裂、脱落,延长涂料层能经受火灾考验的时间。研究实践证明,解决这些问题的比较好的办法是对树脂进行改性,即采用几种树脂、粘结剂拼合在一起的复合树脂作为该类防火涂料的基料。利用合成树脂相互之间能取长补短,流平性好、成膜后的韧性好等特点达到预期目的。另外钢结构防火涂料的另一关键组分-阻燃添加剂,它对涂料的防火性能影响也是巨大的。对于阻燃剂,要求它必须能与基料相互配合,在受火时组分间协调一致,膨胀发泡形成均匀、坚固、致密的防火隔热层。可用于该类钢结构防火涂料的阻燃剂种类繁多,性能各异。在研究过程中,要根据形成膨胀发泡体系的原理,进行复合阻燃剂的筛选。最后与基料进行配伍,摸索和研究合理的配比,使防火涂料达到最佳防火效果。超薄膨胀型钢结构防火涂料施工可采用喷涂、刷涂或滚涂,一般使用在耐火极限要求2h以内的建筑钢结构上。与厚涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比,超薄膨胀型钢结构防火涂料粒度更细、涂层更薄、施工方便、装饰性更好是其突出特点。在满足防火要求的同时,又能满足人们高装饰性要求,特别是对于裸露的钢结构。这类涂料是钢结构防火涂料中的后起之秀,是目前备受用户青睐的钢结构防火涂料。
3.4室外钢结构防火涂料
室外钢结构防火涂料是指能适合于室外环境使用的钢结构防火涂料,主要应用于建筑物室外和石化企业等露天钢结构。这类钢结构防火涂料的基料是用耐候性好的(一般室外使用的)合成树脂或有机高分子聚合乳液与无机粘结剂复合而成,再配以阻燃剂、轻质材料、增强材料组成。这种/复合可以为化学过程,也可以为物理过程。所谓化学过程,是通过化学方法,在无机物的分子结构上引入有机基因,使其性质得到改善。而所谓物理过程,多指机械混合过程,得到有机和无机的混合分散液。硅溶胶是一种比较理想的无机成膜物,它是由水玻璃经过酸处理,电渗析及离子交换等方法去掉钠离子得到的超微粒子聚硅酸分散体,具有一旦成膜就不再溶解的特性。但由于它在成膜过程中体积收缩大,所以容易引起涂层开裂、硬脆。如果用水性有机树脂或有机乳液与之并用,则可以大大改善涂膜的硬脆。常用的水性树脂和有机乳液有丙苯乳液、丙烯酸系列乳液等。这些乳液、树脂的耐候性好,常常用作室外建筑涂料的基料。室外钢结构防火涂料的研究中,阻燃添加剂的选择原则与其他几类钢结构防火涂料类似。不过因为其使用性能的特殊性,即耐水、耐候、耐化学腐蚀性能等要适用室外的环境条件,所以对各阻燃添加剂的要求更苛刻。因为这时的阻燃添加剂不仅要能与基料有机的协合,使其有理想的防火隔热性,而且还要提高涂料的耐候、耐水等理化性能,使其能适用室外使用的环境条件。
4结语
1钢结构防火涂料作为一种消防安全专用产品,其质量直接影响工程安全的可靠程度。我国专门制定了产品质量要求的国家标准,即GB14907钢结构防火涂料!。同时制定了产品入市的准则,即/钢结构防火涂料产品型式认可准则。随着新消防法!的实施,钢结构防火涂料的入市准则也将向国际通用的/认证制度过渡。
2随着人们对环境保护重要性认识的不断深化,钢结构防火涂料的开发研究也正在朝着高效率、少污染、环境友好方向发展。 |
