飾面型防火涂料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

羅亮華

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和工程建設項目的增加，越來越多的新型建設材料得到了研發(fā)和使用，這對提升工程建設性能以及質量起到了積極作用?，F(xiàn)階段，很多建筑事故也在不斷發(fā)生，其中火災是最具破壞性的事故類型，引起公眾的廣泛關注。為了實現(xiàn)對建筑火災的有效防控，新型防火材料的使用至關重要，其中最常用的是裝飾性的防火涂料，它不僅能裝飾建筑物，還能起到隔熱和防火的作用。文章先闡述了飾面型防火涂料的防火機理、飾面型防火涂料的分類與應用，后分析了飾面型防火涂料研究現(xiàn)狀和存在的問題，最后探討了飾面型防火涂料的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：防火涂料;防火保護機制;機理;研究

飾面型防火涂料是一種集裝飾和防火為一體的新型涂料品種，在發(fā)生火災時，防火涂料可以防止火災蔓延，從而達到保護燃料基質的目的。作為一種防火材料，它不僅具有很高的防火效率，而且具有很好的建筑裝飾性，而想要更好地發(fā)揮此防火材料的作用，還需要做好對此材料的繼續(xù)研發(fā)和優(yōu)化，實現(xiàn)對其材料功能的不斷創(chuàng)新和拓展。

一、飾面型防火涂料相關概念

（一）飾面型防火涂料的防火機理

燃燒是一種放熱發(fā)光的化學反應，而光和熱是其過程中發(fā)生的物理現(xiàn)象。燃燒必須由三種元素組成，即可燃物質、助燃劑（如空氣、氧氣、氧化劑等）和點火源（如火焰和高溫）。這三種狀態(tài)會同時存在，并在燃燒時相互接觸。如果其中一種條件缺失或沒有直接接觸其他兩種元素，就不會發(fā)生燃燒或燃燒立即熄滅。如果燃料表面被涂上非易燃油漆，就能夠阻隔燃料和空氣的接觸，此時燃燒表面就呈現(xiàn)出非易燃或不燃性的特點。

從火災的發(fā)展趨勢可知，為了防止火勢蔓延，需要做好熱傳導的隔絕，避免火源和受保護對象發(fā)生接觸。如形成膨脹隔熱層，利用高導熱和高反射性能的涂層排出熱量，利用吸熱的化學反應抵消外部熱量的作用等。從難燃化的原理可知，要實現(xiàn)涂層自身的難燃或不燃，可以把具有難燃或者不燃特點的元素和有機高聚物分子進行結合，從而形成難燃或者不燃性的膜物質。防腐劑也可以添加到涂層中，以增加涂層的耐火性。無機黏合劑也可以用作膜狀物質，用于涂層，以達到涂層不易燃。

（二）飾面型防火涂料的分類與應用

飾面型防火涂料可以采用一種或多種方式使用，如刷涂、噴涂、輥涂和刮涂等方式，其能夠在自然條件下實現(xiàn)干燥固化，是一種具有裝飾性和耐火作用的綜合型防火材料。按其有無分散介質分為油性和水性兩種類型，水基防火層使用水作為分散介質，使基準保持不變，保持最初的建筑風格和顏色。它廣泛用于各種內部材料和木制建筑的防火處理中。油基上的防火涂層使用揮發(fā)有機溶劑作為分散介質，具有極好的特性。油基上的防火涂層可分為氨基、丙烯酸樹脂、酒精樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等。裝飾性的水基防火層主要包括水乳化劑、無機沸騰型、無機和有機合成型。

二、飾面型防火涂料研究現(xiàn)狀

（一）飾面型防火涂料的主要類型

我國對裝飾性防火涂層的研究始于20世紀60年代末。20世紀70年代，公安部四川消防安全科學研究所首次成功開發(fā)了噴出型水基滅火器。目前我國大約有200家防火涂料制造商，其中約三分之一是裝飾性防火涂料制造商，且大部分是噴漆材料。分散型環(huán)境可以分為兩類：溶劑和水基。在這兩種涂層中使用的阻燃劑基本上是一樣的，所以很難判斷它們的耐火性是否不同。根據(jù)目前的技術情況，基于溶劑的防火涂層的物理化學性質通常比水基防火涂層更好。結合節(jié)能、安全和環(huán)境等因素進行綜合考慮，水基防火層將是未來發(fā)展的主要方向。

（二）飾面型防火涂料的現(xiàn)行檢驗標準

目前國際上較為著名的飾面型防火涂料性能評價標準主要包括：美國的ASTME84和ASTMD1360;日本的JISA1321和JISK5661等。通過比較我國和美國、日本的裝飾性防火涂層標準，得知在防火特性方面的一般要求是一樣的。但是，美國和日本的標準中涉及煙霧濃度或煙量的規(guī)定，而我國的標準沒有類似的規(guī)定，這是最為明顯的區(qū)別。人們越來越意識到，火災致命的主要原因可能不是活活燒死，而是吸入濃煙導致窒息或者中毒而亡。事實上，在我國防火涂層中，鹵化樹脂和防腐劑被廣泛使用，它們燃燒時在煙霧和煙霧密度方面存在嚴重問題，而這也是考慮防火阻燃材料性能的重要因素，改善我國的防火材料質量和等級方面也需要關注煙霧和煙霧密度。

三、飾面型防火涂料中存在的問題

（一）產(chǎn)品質量中存在的問題

我國的工程項目建設逐漸增多，對防火材料的需求相對較大，但一些防火材料仍存在質量問題，限制了防火涂料的發(fā)展。首先，一些材料的防水程度相對較低，在高溫條件下材料的防火性能也出現(xiàn)下降，由于材料質量的不足，不僅阻礙了材料市場的發(fā)展，而且還對建筑設計的工程性能產(chǎn)生不利影響。其次，一些防火材料具有的環(huán)保性、裝飾性比較差，不能滿足環(huán)保裝飾的標準，由于現(xiàn)代社會人們更加關注產(chǎn)品的環(huán)保性能，導致此類材料并不能得到選擇，從而影響其有效發(fā)展。再次，裝飾性防火涂層含有某些化學物質，如溶劑或膜狀添加劑，一旦蒸發(fā)，就會釋放甲醛和其他對人體有害的污染物。因此，從長遠來看，含有化學物質的材料是不建議采用的。最后，由于建筑項目的增加，我國對裝潢和裝飾項目的耐火材料的需求非常大。為了獲得巨額利潤，一些企業(yè)制造偽劣產(chǎn)品，導致假材料和劣質材料的產(chǎn)生并出現(xiàn)在市場上，這種通過偽造、濫造來降低成本的行為，對建筑項目的整體性能及長期安全使用造成了風險。

（二）防火處理方法不規(guī)范

在使用防火涂料的過程中，對材料的涂刷過程有著嚴格的要求，如果材料使用不當，會影響材料的耐火性。如在涂防火漆的過程中，油漆部分沒有得到適當?shù)奶幚?，染色部分有洞或者涂抹不均勻，油漆沒有在規(guī)定的時間內使用等，由于涂層中含有大量的晶體化學物質，在高溫下耐火性將降低。另一個原因是涂料覆蓋量不夠，涂刷不均勻。如果在作業(yè)過程中粉刷表面存在角度的問題，就可能導致油漆表面不均勻。沒有油漆的地方，溫度易升高且容易燃燒，這反過來又會點燃周圍的墻壁。此外，如果工作人員在油漆過程中沒有按照規(guī)定比例涂抹，會導致油漆性能根本不起作用，一旦溫度足夠高就會喪失保護作用。

四、飾面型防火涂料的發(fā)展趨勢

（一）開發(fā)多效、高效、低水溶性的防火助劑

開發(fā)和研究高效率和低溶解度的防火助劑一直是人們關注的焦點。如多磷酸銨的開發(fā)取得了成功，它積極促進了膨脹型的裝飾性防火涂層的發(fā)展，現(xiàn)在多磷酸銨成為防火涂層的必要組成部分。目前，一些人將泡沫劑與碳脫水化催化劑結合起來，開發(fā)出一種叫作脫水化催化劑和泡沫催化劑的磷酸鹽。它在水中的溶解度比多磷酸銨低，效果更好。因此，為了更好地促進飾面型防火涂料性能提升，后續(xù)研究中就需要關注多效、高效、低水溶性的防火助劑開發(fā)。

（二）研發(fā)新品種，擴大應用范圍

透明的防火涂層對木制家具、室內裝飾、古董文物、歷史建筑等具有良好的保護、防火和裝飾功能，因此近年來人們對這種涂料的開發(fā)更加重視。用不飽和聚酯制成的防火涂層，如氟基化合物、丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂具有良好的透明度、裝飾性和耐火性。對于水基隔熱層來說，重要的問題是它們的防水性能、泥漿排斥性能和裝飾特性的提高。對于這些問題，目前正在開發(fā)環(huán)氧樹脂乳化劑、水聚氨酯乳化劑和水硅酸鹽乳化劑，預計其硬度、光度和防水程度將高于目前使用的丙烯酸乳化劑。

五、結語

防火涂層對我國建筑業(yè)裝飾裝修工程的建設具有重要價值，但目前我國許多防火涂層制造商的質量管理系統(tǒng)不完善、產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，因此需要加強對裝飾性防火涂層的標準制定和監(jiān)督，促進其質量和性能的提升。隨著有機材料和建筑工業(yè)的發(fā)展，防火涂層的應用范圍變得越來越大，因此裝飾涂層的研究、開發(fā)和生產(chǎn)前景非常廣闊。為了進一步促進防火涂層的發(fā)展，我國防火涂層制造商必須建立質量管理系統(tǒng)，從涂層材料的生產(chǎn)過程、使用技術等方面做好質量管控。為了促進有機材料的發(fā)展，為建筑行業(yè)提供高質量的產(chǎn)品，還可以使防火涂層向更多的市場開放，使防火涂層得到越來越廣泛地使用。

參考文獻：

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