飾面型防火涂料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

■ 羅亮華 貴州省麻江縣消防救援大隊(duì)

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(zāi)時(shí)，防火涂料可以防止火災(zāi)蔓延，從而達(dá)到保護(hù)燃料基質(zhì)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(duì)此材料的繼續(xù)研發(fā)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)其材料功能的不斷創(chuàng)新和拓展。

一、飾面型防火涂料相關(guān)概念

（一）飾面型防火涂料的防火機(jī)理

燃燒是一種放熱發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)，而光和熱是其過(guò)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(zhì)、助燃劑（如空氣、氧氣、氧化劑等）和點(diǎn)火源（如火焰和高溫）。這三種狀態(tài)會(huì)同時(shí)存在，并在燃燒時(shí)相互接觸。如果其中一種條件缺失或沒(méi)有直接接觸其他兩種元素，就不會(huì)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(shí)燃燒表面就呈現(xiàn)出非易燃或不燃性的特點(diǎn)。

從火災(zāi)的發(fā)展趨勢(shì)可知，為了防止火勢(shì)蔓延，需要做好熱傳導(dǎo)的隔絕，避免火源和受保護(hù)對(duì)象發(fā)生接觸。如形成膨脹隔熱層，利用高導(dǎo)熱和高反射性能的涂層排出熱量，利用吸熱的化學(xué)反應(yīng)抵消外部熱量的作用等。從難燃化的原理可知，要實(shí)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(diǎn)的元素和有機(jī)高聚物分子進(jìn)行結(jié)合，從而形成難燃或者不燃性的膜物質(zhì)。防腐劑也可以添加到涂層中，以增加涂層的耐火性。無(wú)機(jī)黏合劑也可以用作膜狀物質(zhì)，用于涂層，以達(dá)到涂層不易燃。

（二）飾面型防火涂料的分類(lèi)與應(yīng)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(shí)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(wú)分散介質(zhì)分為油性和水性?xún)煞N類(lèi)型，水基防火層使用水作為分散介質(zhì)，使基準(zhǔn)保持不變，保持最初的建筑風(fēng)格和顏色。它廣泛用于各種內(nèi)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(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，具有極好的特性。油基上的防火涂層可分為氨基、丙烯酸樹(shù)脂、酒精樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等。裝飾性的水基防火層主要包括水乳化劑、無(wú)機(jī)沸騰型、無(wú)機(jī)和有機(jī)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(lèi)型

我國(guó)對(duì)裝飾性防火涂層的研究始于20世紀(jì)60年代末。20世紀(jì)70年代，公安部四川消防安全科學(xué)研究所首次成功開(kāi)發(fā)了噴出型水基滅火器。目前我國(guó)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(lèi)：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(shù)情況，基于溶劑的防火涂層的物理化學(xué)性質(zhì)通常比水基防火涂層更好。結(jié)合節(jié)能、安全和環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮，水基防火層將是未來(lái)發(fā)展的主要方向。

（二）飾面型防火涂料的現(xiàn)行檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)際上較為著名的飾面型防火涂料性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要包括：美國(guó)的ASTME84和ASTMD1360；日本的JISA1321和JISK5661等。通過(guò)比較我國(guó)和美國(guó)、日本的裝飾性防火涂層標(biāo)準(zhǔn)，得知在防火特性方面的一般要求是一樣的。但是，美國(guó)和日本的標(biāo)準(zhǔn)中涉及煙霧濃度或煙量的規(guī)定，而我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有類(lèi)似的規(guī)定，這是最為明顯的區(qū)別。人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到，火災(zāi)致命的主要原因可能不是活活燒死，而是吸入濃煙導(dǎo)致窒息或者中毒而亡。事實(shí)上，在我國(guó)防火涂層中，鹵化樹(shù)脂和防腐劑被廣泛使用，它們?nèi)紵龝r(shí)在煙霧和煙霧密度方面存在嚴(yán)重問(wèn)題，而這也是考慮防火阻燃材料性能的重要因素，改善我國(guó)的防火材料質(zhì)量和等級(jí)方面也需要關(guān)注煙霧和煙霧密度。

三、飾面型防火涂料中存在的問(wèn)題

（一）產(chǎn)品質(zhì)量中存在的問(wèn)題

我國(guó)的工程項(xiàng)目建設(shè)逐漸增多，對(duì)防火材料的需求相對(duì)較大，但一些防火材料仍存在質(zhì)量問(wèn)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(duì)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(zhì)量的不足，不僅阻礙了材料市場(chǎng)的發(fā)展，而且還對(duì)建筑設(shè)計(jì)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(mǎn)足環(huán)保裝飾的標(biāo)準(zhǔn)，由于現(xiàn)代社會(huì)人們更加關(guān)注產(chǎn)品的環(huán)保性能，導(dǎo)致此類(lèi)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(xué)物質(zhì)，如溶劑或膜狀添加劑，一旦蒸發(fā)，就會(huì)釋放甲醛和其他對(duì)人體有害的污染物。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，含有化學(xué)物質(zhì)的材料是不建議采用的。最后，由于建筑項(xiàng)目的增加，我國(guó)對(duì)裝潢和裝飾項(xiàng)目的耐火材料的需求非常大。為了獲得巨額利潤(rùn)，一些企業(yè)制造偽劣產(chǎn)品，導(dǎo)致假材料和劣質(zhì)材料的產(chǎn)生并出現(xiàn)在市場(chǎng)上，這種通過(guò)偽造、濫造來(lái)降低成本的行為，對(duì)建筑項(xiàng)目的整體性能及長(zhǎng)期安全使用造成了風(fēng)險(xiǎn)。

（二）防火處理方法不規(guī)范

在使用防火涂料的過(guò)程中，對(duì)材料的涂刷過(guò)程有著嚴(yán)格的要求，如果材料使用不當(dāng)，會(huì)影響材料的耐火性。如在涂防火漆的過(guò)程中，油漆部分沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)奶幚恚旧糠钟卸椿蛘咄磕ú痪鶆?，油漆沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使用等，由于涂層中含有大量的晶體化學(xué)物質(zhì)，在高溫下耐火性將降低。另一個(gè)原因是涂料覆蓋量不夠，涂刷不均勻。如果在作業(yè)過(guò)程中粉刷表面存在角度的問(wèn)題，就可能導(dǎo)致油漆表面不均勻。沒(méi)有油漆的地方，溫度易升高且容易燃燒，這反過(guò)來(lái)又會(huì)點(diǎn)燃周?chē)膲Ρ?。此外，如果工作人員在油漆過(guò)程中沒(méi)有按照規(guī)定比例涂抹，會(huì)導(dǎo)致油漆性能根本不起作用，一旦溫度足夠高就會(huì)喪失保護(hù)作用。

四、飾面型防火涂料的發(fā)展趨勢(shì)

（一）開(kāi)發(fā)多效、高效、低水溶性的防火助劑

開(kāi)發(fā)和研究高效率和低溶解度的防火助劑一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。如多磷酸銨的開(kāi)發(fā)取得了成功，它積極促進(jìn)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(jié)合起來(lái)，開(kāi)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(jìn)飾面型防火涂料性能提升，后續(xù)研究中就需要關(guān)注多效、高效、低水溶性的防火助劑開(kāi)發(fā)。

（二）研發(fā)新品種，擴(kuò)大應(yīng)用范圍

透明的防火涂層對(duì)木制家具、室內(nèi)裝飾、古董文物、歷史建筑等具有良好的保護(hù)、防火和裝飾功能，因此近年來(lái)人們對(duì)這種涂料的開(kāi)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(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂具有良好的透明度、裝飾性和耐火性。對(duì)于水基隔熱層來(lái)說(shuō)，重要的問(wèn)題是它們的防水性能、泥漿排斥性能和裝飾特性的提高。對(duì)于這些問(wèn)題，目前正在開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂乳化劑、水聚氨酯乳化劑和水硅酸鹽乳化劑，預(yù)計(jì)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(jié)語(yǔ)

防火涂層對(duì)我國(guó)建筑業(yè)裝飾裝修工程的建設(shè)具有重要價(jià)值，但目前我國(guó)許多防火涂層制造商的質(zhì)量管理系統(tǒng)不完善、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，因此需要加強(qiáng)對(duì)裝飾性防火涂層的標(biāo)準(zhǔn)制定和監(jiān)督，促進(jìn)其質(zhì)量和性能的提升。隨著有機(jī)材料和建筑工業(yè)的發(fā)展，防火涂層的應(yīng)用范圍變得越來(lái)越大，因此裝飾涂層的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)前景非常廣闊。為了進(jìn)一步促進(jìn)防火涂層的發(fā)展，我國(guó)防火涂層制造商必須建立質(zhì)量管理系統(tǒng)，從涂層材料的生產(chǎn)過(guò)程、使用技術(shù)等方面做好質(zhì)量管控。為了促進(jìn)有機(jī)材料的發(fā)展，為建筑行業(yè)提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，還可以使防火涂層向更多的市場(chǎng)開(kāi)放，使防火涂層得到越來(lái)越廣泛地使用。