饰面型防火涂料的研究进展与展望

黄凯 HUANG Kai；曹现雷 CAO Xian-lei；张浩 ZHANG Hao

（①中国十七冶集团工程设计公司，马鞍山 243000；②安徽工业大学建筑工程学院，马鞍山 243032）

（①Engineering Design Company，China MCC17 Group Co.，Ltd.，Maanshan 243000，China；②School of Civil Engineering and Architecture，Anhui University of Technology，Maanshan 243032，China）

饰面型防火涂料的研究进展与展望

黄凯①HUANG Kai；曹现雷②CAO Xian-lei；张浩②ZHANG Hao

（①中国十七冶集团工程设计公司，马鞍山 243000；②安徽工业大学建筑工程学院，马鞍山 243032）

（①Engineering Design Company，China MCC17 Group Co.，Ltd.，Maanshan 243000，China；②School of Civil Engineering and Architecture，Anhui University of Technology，Maanshan 243032，China）

介绍了饰面型防火涂料研究现状，对饰面型防火涂料的类型进行了论述，重点指出了饰面型防火涂料存在的问题，同时对饰面型防火涂料的发展前景进行了展望。

饰面型防火涂料；防火涂料；膨胀型；环保

0 引言

饰面型防火涂料是指涂覆于可燃基材表面，能形成具有防火阻燃保护和装饰作用涂膜的防火涂料。这种涂料涂覆在可燃基材表面上，不仅能够达到美观的效果，还能够在可燃基材表面发生小火时，有效的降低可燃基材表面的燃烧性能，避免形成大火，不仅给人们逃离火灾现场争取了更多的时间，也给救灾人员赢得了宝贵的时间。

其实早在上个世纪20年代，国外的一些发达国家就研制出了饰面型防火涂料，随后取得了突破性的进展，其相关的各种技术标准也逐渐完善。20世纪70年代末，已经形成高质量、系列化、多品种的局面[2-3]。

相比那些发达国家，我国在这方面的研究比较少，发展也比较晚。上个世纪50年代后期我国才开始出现饰面型防火涂料，而且还是以硅酸盐水玻璃为粘结剂的无机防火涂料。一直到上个世纪70年代后期，我国对有机膨胀型饰面防火涂料的研究工作[4]才逐渐开始展开。

在本世纪初，由公安部上海消防科研所[5]研制的S60-97饰面型防火涂料已经处于我国的领先水平，这种涂料不管是在理化性能还是在防火性能方面都能够满足相关规定标准的要求。随后，一些新型膨胀材料正被大量学者研究和开发，但不得不注意到的是这些涂料很多都不属于油性防火涂料，具有很多缺点，比如价格高、毒性大、不安全等，更应该注意到的是这种涂料不仅不利于环境的保护，还有可能会危及人们的生命安全。

目前，随着我国在建筑行业的不断发展，对建筑装饰材料的需求也越来越大。我国对此所进行的研究也越来越多，逐渐形成了高质量、多品种、系列化的产品结构。

1 饰面型防火涂料的类型

1.1 溶剂型饰面防火涂料

溶剂型饰面防火涂料是以200号溶剂汽油、二甲苯、醋酸丁酯等有机溶剂作分散介质的一类饰面型防火涂料，其成膜物质一般为酚醛树脂、过氯乙烯树脂、氯化橡胶、聚丙烯酸酯树脂、改性氨基树脂等合成有机高分子树脂，同时加入发泡剂、成炭剂和成炭催化剂等组成防火体系。当防火体系受火时形成均匀而致密的蜂窝状或海绵状的炭质泡沫层，对可燃基材有良好的保护作用[5]。

溶剂型饰面防火涂料一般用于较为潮湿的地区和部位，因为这种涂料涂层不仅光泽性好、装饰性强，还具有很强的耐水性能和防潮性能。

然而，这种涂料是以200号溶剂汽油等易燃物为溶剂，有可能在溶剂未完全挥发以前形成火灾，在使用的过程中必须注意防火安全。因此直到这种涂料的溶剂完全挥发以前，这种涂料都属于是易燃物。

1.2 水性型饰面防火涂料

水性型饰面防火涂料是以水作为分散介质的一类饰面型防火涂料，其成膜物质可以是合成的有机高分子树脂（主要包括：聚丙烯酸酯乳液、氯乙烯-偏二氯乙烯乳液、氯丁橡胶乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、苯丙乳液、水溶性氨基树脂、水溶性酚醛树脂和水溶性三聚氰胺甲醛树脂等），也可以是经高分子树脂改性的无机胶粘剂（主要包括：水玻璃、硅溶胶等），同时加入发泡剂、成炭剂和成炭催化剂等组成防火体系，当受火时可形成均匀而致密的蜂窝状或海绵状的炭质泡沫层，对可燃基材具有良好的保护作用[6]。

水性型饰面防火涂料以水为介质，具有无毒、不燃烧、无三废公害的特点，属于环保型建材产品。其具有易于干燥、施工速度快的优点，在生产、贮存、运输和施工过程中安全方便。但是，水性型饰面防火涂料涂层的耐水和防潮性能较差，所以一般宜用于室内，并且尽量避免在较潮湿的部位使用。

1.3 新型饰面防火涂料

透明防火涂料也称为防火清漆，是近几年发展起来并趋于成熟的一类饰面型防火涂料，也是膨胀型涂料，主要用于高级木质材料的装饰和防火保护。

透明防火涂料一般由氨基树脂、脲醛树脂、醇酸树脂和聚丙烯酸酯树脂等合成的有机高分子树脂为主体，利用树脂本身具有的阻燃基团和能发泡的基团，再适当加入少量的发泡剂、成炭剂和成炭催化剂等组成防火体系[7]。

同时透明防火涂料在使用过程时，采用透明的罩面涂料罩面。

目前研究表明：一种将磷酸盐基团连接在有机高分子主链上的透明成膜物质已经研制成功，它集成膜物质和防火助剂于一体，既解决了添加较多防火助剂影响透明性，又有较好的耐水性和防火性能，是透明防火涂料的发展方向之一。

2 饰面型防火涂料存在的问题

2.1 涂料燃烧产物烟气毒性问题

尽管饰面型防火涂料在保护人民的生命财产安全方面起到了关键作用，但是这种涂料在燃烧的过程中所产生的有毒气体和浓烟也是不容忽视的一个问题，尤其是溶剂型防火涂料情况更为严重复杂。这主要是因为饰面型防火涂料为达到防火阻燃效果，必须加入含卤素、氮等元素的阻燃剂。在火灾不完全燃烧条件下，这些元素会分解释放出大量的有毒气体，对火场人员极其不利[8]。

主要表现为：一方面大量的有毒气体存在烟气中将导致其含氧量降低，直接使人的活动能力减弱、智力混乱，甚至晕倒窒息，更有甚者会造成人员的中毒死亡；另一方面烟气中的烟粒子将遮蔽可见光线的能见度，同时对人员的眼睛产生极大的刺激，将极大地影响人员的安全疏散速度和火灾扑救效率。

2.2 涂料发烟量问题

在火灾条件下，经饰面型防火涂料处理过的材料燃烧过程中发烟量明显增加。崔飞等[9]使用2种经过国家相关部门检验合格的饰面型防火涂料，涂覆在一级松木五层胶合板上，依据国家标准《建筑材料燃烧及分解的烟密度试验方法》（GB/T 8627-1999），测试经饰面型防火涂料处理后的7组木质板材的烟密度。

实验证明：一级松木五层胶合板经饰面型防火涂料阻燃处理后，烟密度等级根据防火涂料涂刷量不同而有所增加，最多可以增加至3倍左右。因此，饰面型防火涂料在火灾条件下，其发烟量问题不可忽视。

2.3 涂料环保问题

根据国际室内空气科学学会提出了挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOC）的概念[10]，涂料研究领域已经意识到由于饰面型防火涂料含有大量的有机溶剂，在生产、储存、运输、施工和使用的过程中，会向大气和水体排放大量的可挥发性有机物（VOC），进一步危及人体健康和生态环境。

尤其对人体的影响主要表现为：

①气味和感官效应；

②粘膜刺激和其他系统毒性导致的病态；

③致癌性。

3 饰面型防火涂料的展望

人们对生产、储存、运输、施工和使用饰面型防火涂料给环境和人类本身健康造成的不良影响越来越重视，对饰面型防火涂料提出更为严格的要求，逐渐提出了理想阻燃剂的具体标准：

①不但是环境可接受的，更是环境友好的；

②应当是无毒可生物降解的化合物，对光线、UV极其稳定，不易老化和水解，使用寿命更长久；

③具有高聚物的某些特性，加工性能优异，热稳性能高，能够与被阻燃基质发生反应而使之形成阻燃材料；

④与高聚物的相容性十分理想，不存在阻燃材料在使用过程中阻燃剂的迁移析出现象；

⑤在加工过程和阻燃制品在火灾条件下，不产生毒性的、腐蚀性的气体和烟尘；

⑥所有阻燃剂的燃烧性能都能通过相应的测试标准；

⑦不得给被阻燃高聚物带来额外的色泽，被阻燃高聚物的色泽优良；

⑧便于重复使用或者循环利用，成本较低，价格低廉。

但是，目前所有的阻燃剂没有一种能够满足上述理想阻燃剂的要求，只能按照被阻燃材料和应用领域的具体要求来选择合适的阻燃剂。

因此必须进行综合考虑和兼顾各方面的要求，达到一个最优化的平衡。

材料阻燃最理想的方法是不采用阻燃技术，而选用其他方式来改善材料的可燃性能，减少火灾的发生。如：提高设计和设备制造精度，防止部件失误，降低火灾发生的可能性等。

[1]张浩.溶胶-凝胶法在纳米杂化涂料中的应用[J].材料保护，2013,46（1）：46-47.

[2]张浩，刘秀玉.纳米技术在建筑涂料中的应用及发展前景[J].涂料工业，2012，42（5）：72-74.

[3]张浩，王智懿.纳米材料在钢结构防火涂料中的应用及前景[J].涂料工业，2012，42（6）：76-79.

[4]张磊，孙俊，杨欣华等.水性饰面型防火涂料的制备及其耐火性能研究[J].硅酸盐通报，2013，32（2）：318-324.

[5]李婷婷，邱晓，李少香.可膨胀石墨在水性饰面防火涂料中的应用[J].电镀与涂饰，2013，32（5）：67-70.

[6]舒凯征，赵石林.水性钢结构防火涂料膨胀阻燃体系的研究[J].新型建筑材料，2006（9）：46-49.

[7]刘玲，赵敏.硼酚醛饰面型防火涂料烟气研究[J].涂料工业，2012，42（9）：21-23.

[8]郭中宝，刘杰民，范慧俐.环氧改性有机硅树脂涂料耐温性能研究[J].化工新型材料，2007，35（4）：57-59.

[9]崔飞，蔡喜来，冯康等.饰面型防火涂料在应用中的安全环保问题初探[J].上海涂料，2009，47（2）：40-43.

[10]张浩.用于光催化抗菌涂料的纳米TiO2的制备及改性方法[J].材料保护，2013,46（4）：44-47.

Research Mechanism and Prospect of Fireproof Facing Paint

The research mechanism of fireproof facing paint are summarized,the types of fireproof facing paint are introduced.Besides,focused on pointed out the problems of fireproof facing paint,meanwhile,prospected the application future of fireproof facing paint.

fireproof facing paint；fireproof paint；expansion；environmental protection

黄凯（1972-），男，安徽安庆人，本科，高级工程师，研究方向为新型建筑系统。

TQ628.4

A

1006-4311（2014）10-0313-02