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我国防火涂料的现状及未来发展趋势
发布时间:2019-01-13   点击次数:313次

我国防火涂料的现状及未来发展趋势

随着城市人口的密集化、住宅建筑的高层化和新型建筑材料的广泛使用,引起火灾的可能性不断增加,火灾事故对人民生命财产的危害已成为城市灾害的主要威胁之一。近年来全国各地频频发生的火灾事故,造成大量人员伤亡和财产损失,令人触目惊心。因此,研制难燃、不燃和防火的建筑材料已迫在眉睫。

建筑物的起火原因十分复杂。一般来说,杜绝火灾的发生十分困难。但火灾发生后,阻止火势的迅速蔓延,使人们有足够的时间离开火场和组织抢救,缩小灾害范围,避免人员财产的重大损失意义重大。防火涂料正是起到这样一种防护性作用的材料。

防火涂料根据其使用对象主要可分为饰面型和钢结构防火涂料两大类。按其遇火后涂层的变化状态又可分为膨胀型和非膨胀型两大类。目前我国饰面型防火涂料主要为膨胀型,而钢结构防火涂料则膨胀型和非膨胀型均有生产。

饰面型防火涂料是一种集装饰和防火为一体的新型涂料品种。当它涂覆于可燃基材表面上时,平时可起到一定的装饰作用,一旦火灾发生,则能够阻止火势蔓延,达到保护基材、使人们有足够的时间离开火场和组织抢救的目的。

防火涂料的防火机理

燃烧是一种发光发热的化学现象。它必须具备3个条件才可发生,即可燃物质、助燃剂(如空气、氧气、氧化剂等)和火源(如火烟或高温)。这3个条件同时存在并且互相接触才能燃烧。由此可见,要使燃烧不能进行,必须将燃烧三要素中的其中任何一个因素隔绝开来。例如用难燃或不燃的涂料将可燃物表面封闭起来,避免基材与空气的接触,就可使可燃表面变成难燃或不燃的表面。要实现涂层自身的难燃或不燃,可以把具有难燃性作用的元素连接到有机高聚物分子中去,实现成膜物质的难燃化;或者将难燃剂添加到涂料中去,增加涂层的难燃性;也可以采用不燃性的无机粘合剂作为涂层的成膜物质来实现涂层的不燃性。

由于物质燃烧时会释放出大量的热量,可引起周围可燃性物质发生热分解和燃烧,从而使燃烧不断蔓延扩大。

热量的传播是燃烧蔓延的主要途径。所以,要阻止燃烧的蔓延扩大,必须隔被保护物体的任何形式的热传导。如形成膨胀隔热层,利用高导热和高反射性能的涂层排出热能,利用吸热的化学反应抵消外部热源等。

防火涂料就是以上述原理为依据,根据涂层的具体使用要求,两者结合考虑,从而实现防火阻燃的目的。非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料的防火原理可简述如下。

非膨胀型防火涂料

非膨胀型防火涂料主要通过3条途径发挥防火作用。其一是涂层自身的难燃性或不燃性;其二是在火焰或高温作用下分解释放出不可燃性气体(如水蒸气、氨气、氯化氢、二氧化碳等),冲淡氧气和可燃性气体;其三是在火焰或高温条件下形成不可燃性的无机“釉膜层”。该釉膜层结构致密,能有效的隔绝氧气,并在一定时间内有一定的隔热作用。

非膨胀性防火涂料按照成膜物质的不同,可分为有机和无机2种类型。

膨胀型防火涂料

膨胀型防火涂料成膜后,常温下与普通漆膜无异。但在火焰或高温作用下,涂层剧烈发泡炭化,形成一个比原涂膜厚几十倍甚至几百倍的难燃的泡沫炭化层。它可以隔绝外界火源对底材的直接加热,从而起到阻燃的作用。

防火涂层发泡后,涂层增厚几十倍,而导热系数却大幅减小。因此,通过泡沫炭化层传递给底材的热量只有未膨胀涂层的几十分之一,甚至几百分之一,从而能有效的阻止外部热源的作用。另一方面,在火焰或高温下,涂层发生的软化、熔融、蒸发、膨胀等物理变化及聚合物、填料等组分发生的分解、降解、化合等化学变化也能吸收大量的热能,抵消一部分外界作用于物体的热,从而对被保护底材的受热升温过程起延滞作用。

另外,涂层在高温下分解出的不燃性气体能稀释有机物热分解产生的可燃性气体及氧气的浓度,抑制燃烧的进行。所以膨胀型防火涂料是一种比较有效的延燃涂料。它遇小火不燃,离火自熄。在较大火势下能阻止火焰的蔓延,减缓火苗的传播速度。

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