防火涂料的阻燃机理及其分类

摘要：防火涂料原理-工艺-技术篇:对防火涂料的阻燃机理及防火涂料的分类两大方面相关知识的介绍说明。

防火涂料的阻燃机理及其分类

(一)防火涂料的阻燃机理

1．防火涂料：本身具有难燃或不燃性，使被保护的可燃性基材不直接与空气接触，故而延迟基材的着火时间。

2．防火涂料遇火受热分解出不燃的惰性气体，使可燃物分解出的可燃气体和空气中氧气稀释而抑制燃烧。

3．阻止发火反应的链锁反应、分解气体的燃烧反应是游离基反应，而含氮、磷、溴等的防火涂料分解出一些活性基因；与可燃游离基结合而中断链锁反应从而降低燃烧速度。

4．防火涂料遇火膨胀发泡，生成一层泡沫隔热层，封闭被保护的基材，阻止基层燃烧。

此外，有些防火涂料遇火分解，产生强烈的吸热反应，抑制温度上升，而延迟火势扩展。

(二)防火涂料的分类

1．按涂料的组成材料与分散体系分：

有溶剂型防火涂料和水溶型防火涂料。

2．按防火涂料适用的基材分：

有钢结构防火涂料、木结构防火涂料、水泥混凝土防火涂料、电缆防火涂料等。

3．按涂料遇火受热后的形状分：

有膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料。

膨胀型的乳液防火涂料发展最快，目前我国研制应用最多的是此类产品。

(1)膨胀型防火涂料

膨胀型防火涂料是山难燃树脂、难燃剂及碳剂、脱水成碳催化剂、发泡剂组成。涂层在火焰或高温作用下会发生膨胀，形成比原来涂层厚度大几十倍的泡沫碳质层，能有效地阻挡外部热源对底材的作用．从而阻止燃烧的发生，其阻止燃烧的效益大于非膨胀型防火涂料。

a．主要成膜物质

要求这类成膜物质既具有良好的常温使用性，又能适应高温下发泡性。常用的有：合成树脂丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、环氧树脂、聚氨酯、环氧一聚硫等。它们与有机难燃剂相结合，使涂层具有良好的难燃性。

b．成碳剂

在高温及火焰的作用下，能迅速碳化的物质称为成碳剂。它们是形成泡沫碳化层的物质基础，通常是含高碳的多羟基化合物，如淀粉、季戊四醇及含羟基的有机树脂等。

c．脱水成碳催化剂

它的主要功能是促进含羟基有机物脱水碳化，形成不易燃烧的碳质层。这类物质主要有聚磷酸铵，磷酸二氢铵和有机磷酸酯等。

d.小发泡剂

发泡剂能在涂层受热时分解出大量灭火性气体，使涂层发生膨胀形成海绵状细泡结构，这类物质有：磷酸铵、聚磷酸铵、尿素、三聚氰铵、双氰铵、胍、氯化石蜡(70%)等。

e．填料、颜料

通常无机颜料和填料都具有耐燃性，它们能增加涂层的耐燃。常用的有：云母粉、滑石粉、石棉粉、高岭土、氧化锌、钛白、碳酸钙．氢氧化铝、硼酸锌、偏硼酸钡、三氧化二锑等。

(2)非膨胀型防火涂料

非膨胀型防火涂料是由难燃性或不燃性的树脂及难燃剂，防火填料等组成，其涂层具有较好的难燃性．能阻止火焰蔓延。

a．主要成膜物质

难燃性的树脂，一般为含卤素、磷、氮之类的高分子合成树脂，如卤化的醇酸树脂、聚脂、环氧、酚醛、氯化橡胶、氯丁橡胶乳液、聚丙烯酸酯乳液、VAE乳液，它们与难燃剂配合可以实现涂层的难燃化。另外，如水玻璃、硅溶胶、磷酸盐等无机质材料亦可以作为防火涂料的成膜物质，由它们组成的涂料其涂层具有不然性、不发烟和无毒性等特点。

b．难燃剂

增加涂膜难燃性的物质称为难燃剂，常用的有：含磷、卤的有机物，如氯化石蜡、十溴联苯醚、磷酚三氯乙醛酯等。另外，还有无机质类如：锑系、硼系(硼酸、硼砂、硼酸锌、硼酸铝)、铝系(AL(OH)3)、锆系(氧化锆)等难燃剂。其中将三氧化二锑(Sb2O3与含卤的树脂相配合应用，常可以收到较好的阻燃能力。

c．填料

通常的无机颜料和填料都具有耐燃性，它们能增加涂层的耐燃性，常用的有；云母粉、滑石粉、石棉粉、高岭土、氧化锌，钛白、碳酸钙、氢氧化铝、硼酸锌、偏硼酸钡、三氧化二锑等。