防火涂料定義
施(shi)用(yong)于(yu)可燃(ran)性(xing)(xing)基材(cai)表面,用(yong)以(yi)改變材(cai)料表面燃(ran)燒(shao)特性(xing)(xing),阻(zu)滯火(huo)(huo)災(zai)迅速蔓延;或施(shi)用(yong)于(yu)建(jian)筑構件上,用(yong)以(yi)提(ti)高(gao)構件的(de)(de)耐火(huo)(huo)極限的(de)(de)特種涂(tu)(tu)料,稱防(fang)火(huo)(huo)涂(tu)(tu)料。防(fang)火(huo)(huo)涂(tu)(tu)料就是通過將涂(tu)(tu)料刷在(zai)那(nei)些易燃(ran)材(cai)料的(de)(de)表面,能提(ti)高(gao)材(cai)料的(de)(de)耐火(huo)(huo)能力,減(jian)緩(huan)火(huo)(huo)焰蔓延傳播(bo)速度(du),或在(zai)一定時間內(nei)能阻(zu)止燃(ran)燒(shao),這一類涂(tu)(tu)料稱為(wei)防(fang)火(huo)(huo)涂(tu)(tu)料,或叫(jiao)做(zuo)阻(zu)燃(ran)涂(tu)(tu)料。
防火原理
防火涂料的(de)防火原理大致可歸(gui)納為以下(xia)五點:
1、防火(huo)涂料本身具有難(nan)燃性或不燃性,使被保(bao)護基材不直接(jie)與空氣接(jie)觸,延遲物體著火(huo)和(he)減(jian)少燃燒的速度。
2、防火涂料除本身具有(you)難燃(ran)性或不燃(ran)性外,它還具有(you)較低(di)的導熱系數,可以延遲(chi)火焰溫(wen)度(du)向(xiang)被保(bao)護基材的傳遞。
3、防火涂料受(shou)熱分(fen)解出(chu)不燃(ran)惰性(xing)氣體,沖淡被保護物體受(shou)熱分(fen)解出(chu)的可(ke)燃(ran)性(xing)氣體,使之不易燃(ran)燒(shao)或燃(ran)燒(shao)速度減(jian)慢。
4、含氮的防火涂料受熱分解出NO、NH3等基團,與有機游離基化合,中斷連鎖反(fan)應,降低溫度。
5、膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)型防火涂料受熱膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)發(fa)泡,形成碳質泡沫隔熱層封(feng)閉被保護的物體(ti),延遲熱量與(yu)基材的傳(chuan)遞,阻止(zhi)物體(ti)著(zhu)火燃燒或因(yin)溫度(du)升高而(er)造成的強度(du)下降。
材料組成
厚涂(tu)型鋼結(jie)(jie)構防(fang)火涂(tu)料的(de)基(ji)本(ben)組(zu)成是:膠結(jie)(jie)料(硅(gui)(gui)酸鹽(yan)(yan)水泥、氯(lv)氧化(hua)鎂(mei)或無機(ji)高溫黏結(jie)(jie)劑(ji)(ji)等(deng))、骨料(膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、硅(gui)(gui)酸鋁纖維、礦棉、巖棉等(deng))、化(hua)學助(zhu)劑(ji)(ji)(改性劑(ji)(ji)、硬化(hua)劑(ji)(ji)、防(fang)水劑(ji)(ji)等(deng))、水。鋼結(jie)(jie)構防(fang)火涂(tu)料基(ji)料的(de)硅(gui)(gui)酸鹽(yan)(yan)水泥、氯(lv)氧化(hua)鎂(mei)水泥和無機(ji)黏結(jie)(jie)劑(ji)(ji),常用的(de)無機(ji)黏結(jie)(jie)劑(ji)(ji)包括堿金屬硅(gui)(gui)酸鹽(yan)(yan)類以及磷酸鹽(yan)(yan)類物質等(deng)。
但在堿金屬硅酸鹽中往往都存在著游離的堿金屬離子,空氣中的酸性氣體和CO2等將與(yu)其(qi)發生(sheng)化(hua)學反應(ying)。如果單獨用(yong)堿(jian)金屬硅酸(suan)鹽(yan)來作為(wei)涂料的基料時(shi)會使(shi)涂膜不耐(nai)(nai)水(shui)、不耐(nai)(nai)潮、耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)差,并且涂層容易出現(xian)開(kai)裂、脫粉等不良現(xian)象。因(yin)此如果采用(yong)堿(jian)金屬硅酸(suan)鹽(yan)作為(wei)鋼(gang)結構(gou)防火涂料的基料,首先要解決的關鍵問題就是對其(qi)進行改(gai)性(xing),即解決對游(you)離(li)的堿(jian)金屬離(li)子的抑制問題。
磷酸鹽類黏結劑也是常用的無機黏結劑,用它作為防火涂料的基料時,避免了堿性氧化物與空氣中的酸性氣體反應的問題,從而提高了涂料的耐候性、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(bi)(M指金屬,P是磷)對涂料的貯存穩定性、耐水性以及涂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涂料的研制中,基料摩爾比的控制是很重要的。
由于厚型鋼結構防火涂(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)涂(tu)層厚而且用量多,增(zeng)加(jia)建筑(zhu)物自(zi)重。因此,在涂(tu)料(liao)(liao)(liao)應注意(yi)加(jia)入一些輕質(zhi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)和(he)高效隔(ge)熱骨(gu)料(liao)(liao)(liao)以(yi)降低涂(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)密(mi)度。用得最多的(de)輕質(zhi)隔(ge)熱骨(gu)料(liao)(liao)(liao)主要是膨脹(zhang)蛭石和(he)膨脹(zhang)珍(zhen)珠(zhu)巖。
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。蛭石經過晾干、破碎、篩選,在850~1000的溫度(du)下煅燒,顆粒會膨脹20倍以上(shang),形成(cheng)膨脹蛭石(shi)。其密度為(wei)80~200kg/m3,熱導率為(wei)0.17~0.25W/(m·K),耐火性能(neng)強(qiang),吸聲、隔聲性能(neng)好(hao),無毒無味,是防火涂料的(de)重要摻材。
珍珠巖是一種玻璃質巖石,經破碎、篩分、預熱、瞬間焙燒,可膨脹至20倍左(zuo)右,形(xing)成具有蜂窩泡沫狀結構的膨脹珍(zhen)珠(zhu)巖。膨脹珍(zhen)珠(zhu)巖的質量極輕(qing),容重為80-250kg/m3,熱導率為(wei)0.042~0.076W/(m·K),具有保溫、隔熱、不燃、無(wu)毒、化學(xue)穩定性(xing)好(hao)等特(te)性(xing),也是(shi)防火涂料(liao)(liao)中的(de)重要填料(liao)(liao)。
施工方法
刮涂法:使用(yong)(yong)金屬(shu)或非金屬(shu)刮(gua)刀,如硬膠(jiao)皮片、玻璃鋼刮(gua)刀、牛(niu)角(jiao)刮(gua)刀等用(yong)(yong)手(shou)工涂刮(gua),用(yong)(yong)于涂刮(gua)各種厚(hou)漿型防火涂料和(he)膩子。
輥涂法:輥子是一個直徑不大的空心圓柱,表面粘有用合成纖維制成的長絨毛,圓柱兩端裝有2個(ge)墊(dian)圈,中心帶(dai)孔,彎曲的手(shou)柄即由這個(ge)孔中通過(guo),使(shi)用時先將輥子(zi)浸入涂(tu)料中浸潤,然后用力(li)輥涂(tu)到(dao)所需(xu)的表面上(shang)。發展有(you)用空壓機輸送涂(tu)料的輥涂(tu)裝置(zhi)。
刷涂法:刷涂法適用(yong)于涂刷任何形狀的物(wu)件(jian),絕大多數防火涂料(liao)可(ke)以用(yong)此種方法施工。刷涂法很容易滲透(tou)到金(jin)屬表(biao)(biao)面(mian)的細(xi)孔中,因(yin)而可(ke)加強(qiang)對金(jin)屬表(biao)(biao)面(mian)的附著(zhu)力(li)。缺點(dian)是生產效率低、勞(lao)動強(qiang)度大,有(you)時(shi)涂層表(biao)(biao)面(mian)留有(you)刷痕,影響(xiang)涂層的裝(zhuang)飾性。
噴涂法:使用壓縮空氣及噴槍使涂料霧化的施工方法,它的特點是噴涂后的涂層質量均勻,生產效率高。缺點是有一部分涂料被損耗,同時由于溶劑的大量蒸發,影響操作者的身體健康。空氣噴涂的關鍵設備是噴槍。噴槍依據涂料供給方式通常分為重力式、吸引式和壓送式3種,又按噴(pen)涂能力(li)分為小型和(he)大型兩類。涂料(liao)黏(nian)度高,需要空氣(qi)壓力(li)大,噴(pen)嘴應選大口徑的;涂料(liao)黏(nian)度低,需要壓力(li)小,噴(pen)嘴可以選小口徑的。空氣(qi)噴(pen)涂的空氣(qi)壓力(li)一般為0.3~0.6MPa。