標籤:鋼結構防火塗料外牆氟碳漆鋼結構氟碳塗料

防火塗料是用於可燃性基材表面,能降低被塗材料表面的可燃性、阻滯火災的迅速蔓延,用以提高被塗材料耐火極限的一種特種塗料。

1概況

防火塗料

  防火塗料

施用於可燃性基材表面,用以改變材料表面燃燒特性,阻滯火災迅速蔓延;或施用於建築構件上,用以提高構件的耐火極限的特種塗料,稱防火塗料。防火塗料就是通過將塗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,或在一定時間內能阻止燃燒,這一類塗料稱為防火塗料,或叫做阻燃塗料。

2防火原理

防火塗料的防火防火原理大致可歸納為以下五點:
⑴、防火塗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、防火塗料除本身具有難燃性或不燃性外,它還具有較低的導熱係數,可以延遲火焰溫度向被保護基材的傳遞。
⑶、防火塗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、含氮的防火塗料受熱分解出NO、NH3等基團,與有機遊離基化合,中斷連鎖反應,降低溫度。
⑸、膨脹型防火塗料受熱膨脹發泡,形成碳質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。

3材料組成

厚塗型鋼結構防火塗料的基本組成是:膠結料(硅酸鹽水泥、氯氧化鎂或無機高溫黏結劑等)、骨料(膨脹蛭石、膨脹珍珠岩、硅酸鋁纖維、礦棉、岩棉等)、化學助劑(改性劑、硬化劑、防水劑等)、水。鋼結構防火塗料基料的硅酸鹽水泥、氯氧化鎂水泥和無機黏結劑,常用的無機黏結劑包括鹼金屬硅酸鹽類以及磷酸鹽類物質等。
但在鹼金屬硅酸鹽中往往都存在著遊離的鹼金屬離子,空氣中的酸性氣體和CO2等將與其發生化學反應。如果單獨用鹼金屬硅酸鹽來作為塗料的基料時會使塗膜不耐水、不耐潮、耐候性差,並且塗層容易出現開裂、脫粉等不良現象。因此如果採用鹼金屬硅酸鹽作為鋼結構防火塗料的基料,首先要解決的關鍵問題就是對其進行改性,即解決對遊離的鹼金屬離子的抑制問題。
磷酸鹽類黏結劑也是常用的無機黏結劑,用它作為防火塗料的基料時,避免了鹼性氧化物與空氣中的酸性氣體反應的問題,從而提高了塗料的耐候性、耐水性等理化性能指標。但是,磷酸鹽類黏結劑中M/P的摩爾比(M指金屬,P是磷)對塗料的貯存穩定性、耐水性以及塗料與鋼基材的黏結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構防火塗料的研製中,基料摩爾比的控制是很重要的。
由於厚型鋼結構防火塗料的塗層厚而且用量多,增加建築物自重。因此,在塗料應注意加入一些輕質材料和高效隔熱骨料以降低塗料的密度。用得最多的輕質隔熱骨料主要是膨脹蛭石和膨脹珍珠岩。
蛭石是一種含鐵、鎂的鋁硅酸鹽類礦物質,具有層狀結構,層間有結晶水。它受熱膨脹時,會像水蛭一樣蠕動,故名蛭石。蛭石經過晾乾、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,無毒無味,是防火塗料的重要摻材。
珍珠岩是一種玻璃質岩石,經破碎、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構的膨脹珍珠岩。膨脹珍珠岩的質量極輕,容重為80-250kg/m3,熱導率為0.042~0.076W/(m·K),具有保溫、隔熱、不燃、無毒、化學穩定性好等特性,也是防火塗料中的重要填料。

4質量檢查

1.可在現場對產品的質量作一初步的檢查:在已施工好的基材上切取2~3塊小樣,或取少量樣品塗在2~3塊150mm×150mm膠合板上,按實際施工的情況塗刷。待干透后,用酒精燈的火焰檢查。火焰高度40mm左右,施加火焰的時間一般為20min,檢查塗層發泡情況。正常的情況下,按規定的用量(一般為500克/平方米)施工,一級防火塗料的泡層厚度為20mm以上,二級防火塗料的泡層厚度為10mm以上,泡層應均勻緻密。
2.合格防火塗料在受到噴燈等強火灼燒時,會大量發泡膨脹,表面聚集凸起,數分鐘內不會出現燒損現象,而假冒偽劣防火塗料則基本不發泡,會出現大量散落掉渣的情況,木質基材也會很快發生燃燒破損的現象。
3.查驗該產品是否具有國家級消防質檢中心出具的合格檢驗報告,也可上網查詢。防火塗料實行消防產品型式認可制度,市場上銷售的防火塗料應具備國家消防產品型式認可證書和型式檢驗合格報告。
4.在實際使用中,為了保證防火塗料的防火及其他使用性能,一般需要採用透明的罩面塗層。防火塗料的用量一般為350~500克/平方米,罩面塗層的用量一般為50克/平方米。
5.根據國家標準,除滿足阻火性要求外,防火塗料的燃燒性能分為一級和二級。在規定的實驗條件下,一級防火塗料的耐燃時間不小於20分鐘,二級防火塗料的耐熱時間不小於10分鐘。用戶在選擇時應注意加以區別,避免企業以次充好,達不到防火保護效果。

5防火知識

評定質量
既然防火塗料是用來阻滯火勢的蔓延,那麼怎樣的防火塗料的質量才是好的呢?有怎樣的評判標準?照目前來看,國內防火塗料總共分為一、二、三級,當然是一級性能最好。防火塗料的質量的好壞其實主要由防火塗料的防火性能和理化性能決定。防火性能包括耐燃時間、火焰傳播比值、失重及碳化體積等四個指標,可以分別根據國家標準進行大板燃燒法、隧道燃燒法、小室燃燒法試驗得出。而理化性能主要包括固體含量、粘度、柔韌性、衝擊強度、附著力、乾燥時間和耐水性。其技術指標則根據國家標準試驗后獲得。
遇火燃燒
為什麼有的防火塗料遇火也會燃燒呢?要解釋這個問題,我們首先來看,防火塗料由基料、分散介質、阻燃劑、溶劑等組成。施工前的防火塗料遇火發生燃燒,其實是防火塗料中的易燃液體溶劑在燃燒,而防火塗料的基料、阻燃劑等物質是不會燃燒的。因為溶劑型防火塗料以有機溶劑為溶劑,如200號溶劑汽油、正丁醇、丙酮、環己酮、甲苯等,因此,這些防火塗料一旦從桶里漏出來,就容易引起火災。塗在建築構件上的防火塗料,只有在溶劑蒸發完以後,才能起到阻火隔熱的作用。
分類
飾面防火塗料;木材防火塗料;鋼結構防火塗料、混凝土結構防火塗料、隧道防火塗料、電纜防火塗料。
防火塗料是由基料(即成膜物質)、顏料、普通塗料助劑、防火助劑和分散介質等塗料組分組成的。除防火助劑外,其他塗料組分在塗料中的作用和在普通塗料中的作用一樣,但是在性能和用量上有的具有特殊要求。

6防火原理

厚型鋼結構
塗覆在鋼構件上的厚型鋼結構防火塗料的防火隔熱原理是防火塗料受火時塗層基本上不發生體積變化,但塗層熱導率很低,延滯了熱量傳向被保基材的速度,防火塗料的塗層本身是不燃的,對鋼構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件.還有塗料中的有些組分遇火相互反應而生成不燃氣體的過程是吸熱反應,也消耗了大量的熱,有利於降低體系溫度,故防火效果顯著,對鋼材起到高效的防火隔熱保護.另外該類鋼結構防火塗料受火時塗層不發生體積變化形成釉狀保護層,它能起隔絕氧氣的作用,使氧氣不能被保護的易燃基材接觸,從而避免或降低燃燒反應.但這類塗料所生成釉狀保護層導熱率往往較大,隔熱效果差.為了取得一定的防火隔熱效果,厚塗型防火塗料一般塗層較厚才能達到一定的防火隔熱性能要求.

7選擇誤區

避免誤區選合適防火塗料:不同空間不用材質對防火塗料的性能要求有所區別,因此選購塗料時可詢問有經驗的店鋪銷售員,在適合的地方使用適合的地方採用適合的防火塗料,才能起到最佳的防火效果。
誤區2
未區分溶劑型和水性防火塗料
鋼結構防火塗料有兩種,溶劑型防火塗料和水性防火塗料。從附著力角度比較,溶劑型大於水性,因此,對用於室外的鋼結構應採用溶劑型防火塗料,室內鋼結構可使用溶劑型或水性防火塗料。
國內有些廠家生產的防火塗料,遇火時會分解出有毒氣體。如果耐火電氣產品使用了這種塗料,一旦失火就會釋放出有毒氣體。例如使用已被淘汰G60過氯乙烯防火塗料,遇火時會分解出有毒的氯氣,因此不能選用。
防火塗料施工的好壞對材料的防火性能也有影響,因此,需重視防火塗料的塗裝質量。不同的防火塗料的塗裝方法稍有差別,但其基本施工要點是相同的。

8作用

非膨脹型防火塗料主要用於木材、纖維板等板材質的防火,用在木結構屋架、頂棚、門窗等表面。
膨脹型防火塗料有無毒型膨脹防火塗料、乳液型膨脹防火塗料、溶劑型膨脹防火塗料。
無毒型膨脹防火塗料可用於保護電纜、聚乙烯管道和絕緣板的防火塗料或防火膩子。
乳液型膨脹防火塗料和溶劑型膨脹防火塗料可用於建築物、電力、電纜的防火。
新型防火塗料有:透明防火塗料、水溶性膨脹防火塗料、酚醛基防火塗料、乳膠防火塗料聚醋酸乙烯乳基防火塗料、室溫自干型水溶性膨脹型防火塗料、聚烯烴防火絕緣塗料、改性高氯聚乙烯防火塗料、氯化橡膠膨脹防火塗料、防火牆塗料、發泡型防火塗料、電線電纜阻燃塗料、新型耐火塗料、鑄造耐火塗料等等。

9測試

防火塗料相關的測試方法
 GB 飾面型防火塗料(適用於膨脹型飾面塗料) 有大板燃燒法,隧道燃燒法,小室燃燒法三種常見辦法。

10施工規範

施工環境
  1. 要求混配好的漿液熟化15-25分鐘后再施工,以保證漿料達到最佳施工粘度。
    2. 要求按施工能力確定配製塗料量,可隨用隨配。配製好的塗料應在120分鐘內用完,凝固后不能再用。
    3. 建議第一遍施工採用噴塗施工方法,塗層厚度不大於5毫米,第二遍開始可噴塗或抹塗,塗層厚度每遍以不超過10毫米為宜,每遍間隔時間為24小時,直至達到設計厚度不低於13.3毫米。
    4. 要求施工現場環境溫度5-38℃,相對濕度不大於85%。理化性能檢驗養護期28天,耐火性能檢驗養護期40天。
    5. 如在室外塗刷,則在塗層基本乾燥后,必須在防火塗料表面再塗刷耐酸、鹼的改性丙烯酸塗料加以保護。
    6. 未乾燥的塗層不得碰撞、水沖和雨淋。
薄塗型施工
第3.3.1 條 薄塗型鋼結構防火塗料的底塗層(或主塗層)宜採用重力式噴槍噴塗,其壓力約0.4MPa。為局部修補和小面積施工,可用手工抹塗。面層裝飾塗料可剛塗、噴塗或滾塗。
第 3.3.2條 雙組份裝的塗料,應按說明書規定在現場調配;單組份裝的塗料也應充分攪拌。噴塗后, 不應發生流淌和下墜。
第3.3.3 條 底塗層施工應滿足下列要求:
一、 當鋼基材表面除銹和防鏽處理符合要求,塵土等雜物清除乾淨後方可施工。
二、 底層一般噴2~3遍, 每遍噴塗厚度不應超過2.5mm, 必須在前一遍乾燥后,再噴塗后一遍。
三、噴塗時應確保塗層完全閉合,輪廓清晰。
四、 操作者要攜帶測厚針檢測塗層厚度,並確保噴塗達到設計規定的厚度。
五、 當設計要求塗層表面要平整光滑時,應對最後一遍塗層作抹平處理,確保外表面均勻平整。
第3.3.4 條 面塗層施工應滿足下列要求:
一、 當底層厚度符合設計規定,並基本乾燥后,方可施工面層。
二、 面層一般塗飾1~2次,並應全部覆蓋底層。塗料用量為0.5~1kg/㎡。
三、 面層應顏色均勻,接槎平整。
鋼結構塗料
鋼結構作為高層建築結構的一種形式,以其強度高、質量輕,並有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特點,在建築業中得到廣泛應用,尤其在超高層及大跨度建築等方面顯示出強大的生命力。截止1990年底,世界上高200m以上的100棟超高層建築中鋼結構佔了79%。改革開放以來,隨著國際間技術交流與合作的加強,鋼結構應用技術在中國得到了蓬勃發展,高層和超高層建築迅速增長。據1995年的統計資料,中國建成的100幢超高層建築中鋼結構佔37%,多數是近幾年興建的。隨著中國城市規模的發展,鋼結構在中國建築業的應用具有非常廣闊的前景。但由於鋼結構自身不燃,鋼結構的防火隔熱保護問題曾一度被人們忽視。根據國內外有關資料報道及有關機構的試驗和統計數字錶明,鋼結構建築的耐火性能較磚石結構和鋼筋混凝土結構差。鋼材的機械強度隨溫度的升高而降低,在5000℃左右,其強度下降到40%~50%,鋼材的力學性能,諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降,很快失去支撐能力,導致建築物垮塌。因此,對鋼結構進行保護勢在必行。鋼結構防火塗料刷塗或噴塗在鋼結構表面,起防火隔熱作用,防止鋼材在火災中迅速升溫而降低強度,避免鋼結構失去支撐能力而導致建築物垮塌。早在20世紀70年代,國外對鋼結構防火塗料的研究和應用就展開了積極的工作並取得了較好的成就,至今仍是方興未艾。80年代初國外鋼結構防火塗料就進入中國市場,在工程上應用。從80年代初,中國也開始研製鋼結構防火塗料,至今已有許多優良品種廣泛應用於各行各業。
薄塗型塗料
塗層厚度在3~7mm的鋼結構防火塗料稱為薄塗型鋼結構防火塗料。該類塗料受火時能膨脹發泡,以膨脹發泡所形成的耐火隔熱層延緩鋼材的升溫,保護鋼構件。這類鋼結構塗料一般是用合適的乳膠聚合物作基料,再配以阻燃劑、添加劑等組成。對這類防火塗料,要求選用的乳液聚合物必須對鋼基材具有良好附著力、耐久性和耐水性。常用作這類防火塗料基料的乳液聚合物有苯乙烯改性的丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氯乙烯乳液等。對於用水性乳液作基料的防火塗料,阻燃添加劑、顏料及填料是分散到水中的,因而水實際上起分散載體的作用,為了使粒狀的各種添加劑能更好地分散,還加入分散劑,如常用的六偏磷酸鈉等。該類鋼結構防火塗料在生產過程中一般都分為3步:第一步先將各種阻燃添加劑分散在水中,然後研磨成規定細度的漿料;第二步再用基料(乳液)進行配漆;第三步在漿料中配以無機輕質材料、增強材料等攪拌均勻。該塗料一般分為底層(隔熱層)和面層(裝飾層),其裝飾性比厚塗型好,施工採用噴塗,一般使用在耐火極限要求不超過2h的建築鋼結構上。
飾面型塗料
除了鋼結構防火塗料,飾面型防火塗料、電纜防火塗料等也飛速發展。飾面型防火塗料是一種集裝飾和防火為一體的新型塗料品種,當它塗覆於可燃基材上時,平時可起一定的裝飾作用;一旦火災發生時,則具有阻止火勢蔓延,從而達到保護可燃基材的目的。正是因為它的這種特殊用途,所以國外工業發達國家早在20世紀20年代就出現了防火塗料。這種塗料的發展經過了兩個階段。初期出現的是以硅酸鹽水玻璃為粘結劑的無機防火塗料,此類防火塗料自身不燃燒,遇火時能形成空芯泡層,對可燃基材有一定的保護作用,缺點是隔熱性能和耐候性能較差,易產生泛白、龜裂和脫落。40年代末期,人們開始著手研製有機膨脹型防火塗料,此塗料主要特點是防火性和理化性均優於無機防火塗料,塗層遇火時能形成具有良好隔熱性能的緻密的海綿狀膨脹泡沫層,能更有效地保護可燃性基材。
中國飾面型防火塗料的發展也分兩個階段。20世紀50年代後期出現的防火塗料也是以硅酸鹽水玻璃為粘結劑的無機防火塗料。70年代初期,一些專業油漆廠生產了過氯乙烯、氯化橡膠防火漆。以上兩種防火塗料由於防火效果並不理想,所以並未在中國形成市場。直到70年代後期,中國才開始進行有機膨脹型防火塗料的研究工作。最早出現的膨脹型防火塗料是由公安部四川消防科學研究所研製B60-1丙烯酸膨脹防火塗料和A60-1改性氨基膨脹防火塗料。此後,中國的有機膨脹防火塗料得以迅速發展。中國的防火塗料生產企業已發展到200多家,銷量數萬噸,已形成跨部門的研究生產體系。
飾面型膨脹防火塗料,可分為溶劑型和水性兩類,兩類塗料所選用的防火組分基本相同,因此很難說它們的防火性能有多大的差別。其選用的溶劑以採用的成膜物質而定。溶劑型防火塗料的成膜物質一般選用氯化橡膠、過氯乙烯、氨基樹脂、酚醛樹脂等,採用的溶劑為200號溶劑汽油、噴漆稀料、醋酸丁酯等。水性防火塗料的成膜物質一般選用氯乙烯-偏二氯乙烯乳液、苯丙乳液、純丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液等,這些材料均以水為溶劑。這兩類塗料性能上的差別主要在於塗料的理化性能以及耐候性能,溶劑型防火塗料這兩方面的性能都優於水性防火塗料。透明防火塗料是近幾年發展起來並趨於成熟的一類飾面型防火塗料,產品廣泛地適用於賓館、醫院、劇場、計算機房等木結構的裝修,各種高層建築及古建築的裝飾和防火保護。然而,隨著中國工業的迅速發展及市場上的需求,對透明防火塗料提出了更高的要求,不但要具有良好的防火性能,而且要求漆膜透明光亮,耐候性能好。
預應力混凝土
在高速發展的建築中,採用混凝土的建築結構十分普遍,其中,預應力鋼筋混凝土比普通鋼筋混凝土的抗裂性、剛度、抗剪性和穩定性更好,質量更輕,並能節省混凝土和鋼材。但是,應用較多的預應力鋼筋混凝土空心樓板的耐火性能很差,其原因是:預應力鋼筋的溫度達200℃時,屈服點開始下降,300℃時,預應力幾乎全部消失,蠕變加快,致使預應力板的強度、剛度迅速降低,從而板中的撓度變化加快,板下面出現裂縫,預應力鋼筋直接受到高溫作用,其剛度和強度進一步下降,混凝土在高溫下性能也在改變,板下的混凝土受熱膨脹方向與板受拉方向一致,助長了板中撓度的變化。混凝土在300℃時,強度開始下降,500℃強度降低一半左右,800℃強度幾乎喪失。在建築火災中,這類樓板均在0.5h左右即斷裂垮塌。
預應力混凝土空心板廣泛用於現代建築物中作為承重的樓板,由於它的耐火性差,成為貫徹建築設計防火規範的一個難題。為了提高預應力樓板的耐火極限,人們首先採取了增加鋼筋混凝土保護層厚度的辦法,但效果不很明顯,反而增加了樓板的質量並佔用了有效空間。借鑒鋼結構防火塗料用於保護鋼結構的原理,中國從20世紀80年代中期起,逐步研究和生產預應力混凝土樓板防火塗料,較廣泛地用於保護預應力樓板,噴塗在預應力樓板配筋一面,遭遇火時,塗層有效地阻隔火焰和熱量,降低熱量向混凝土及其內部預應力鋼筋的傳遞速度,以推遲其升溫的時間,從而提高預應力樓板的耐火極限,達到防火保護的目的。
隨著中國城鎮建設開發力度的進一步加大,鋼結構因其鋼性和塑性都比較優良,將被廣泛應用在大型展覽、體育中心及高層建築中。因此,必須進一步深入研究鋼結構防火塗料性能,根據不同需要、不同功能,提高鋼結構耐火極限,增強建築物抗禦火災能力,確保國家和人民群眾生命財產安全。
透明塗料
簡介
透明防火塗料,也稱為防火清漆,屬於飾面型防火塗料,加入顏料后即是防火漆,用於高級木質裝飾材料和建築物或構築物的鋼結構表面的防火保護。其產品應符合國標GB12441-1998《飾面型防火塗料通用技術條件》和GB14907-2002《鋼結構防火塗料通用技術條件》的要求。
應用範圍
可廣泛用於賓館、飯店、禮堂、醫院、計算機房、商場、舞廳等公共場所的室內木製結構的防火工程。
主要特點
主要特點是集阻燃和裝飾為一體,塗刷后透明度好,能使原基材木紋充分表現出來,漆膜平整光滑。
技術性能指標
序號 檢測項目 標準要求 實測結果
(1)耐燃時間min 一級≥20 二級≥10 22
(2)火焰傳播比值 一級≤25 二級≤75 20
(3)(阻火性)質量損失g 一級≤5.0 二級≤1 4.9
(4)(阻火性)碳化體積cm3 一級≤25 二級≤75 24
施工方法和注意事項
(1)施工前應將基材表面的清理乾淨,如基材已塗刷過油漆,須進行脫漆或水砂紙打磨,露出木製基材後方可塗刷。
(2)透明防火塗料塗刷前採用間接加熱(水浴)至完全透明攪拌均勻后塗刷,噴塗、刷塗均可。
(3)每道塗刷厚度為0.2mm-0.3mm,塗刷間隔為8-12小時,如氣候潮濕空氣濕度大,可根據實際情況延長刷第二遍的時間,以保證上道實幹后再塗刷下一道。另外,塗刷時要保證透明防火塗料塗膜的平整。
(4)透明防火塗料參考理論用量為500ɡ/㎡。待底漆徹底乾燥后再塗刷兩道面漆,以保證平整、美觀。施工環境溫度要求在5-35℃,相對濕度在含40%以下為宜。
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