饰面型防火涂料研究现状及发展趋势

罗亮华

摘要：随着社会经济的发展和工程建设项目的增加，越来越多的新型建设材料得到了研发和使用，这对提升工程建设性能以及质量起到了积极作用。现阶段，很多建筑事故也在不断发生，其中火灾是最具破坏性的事故类型，引起公众的广泛关注。为了实现对建筑火灾的有效防控，新型防火材料的使用至关重要，其中最常用的是装饰性的防火涂料，它不仅能装饰建筑物，还能起到隔热和防火的作用。文章先阐述了饰面型防火涂料的防火机理、饰面型防火涂料的分类与应用，后分析了饰面型防火涂料研究现状和存在的问题，最后探讨了饰面型防火涂料的发展趋势。

关键词：防火涂料;防火保护机制;机理;研究

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，在发生火灾时，防火涂料可以防止火灾蔓延，从而达到保护燃料基质的目的。作为一种防火材料，它不仅具有很高的防火效率，而且具有很好的建筑装饰性，而想要更好地发挥此防火材料的作用，还需要做好对此材料的继续研发和优化，实现对其材料功能的不断创新和拓展。

一、饰面型防火涂料相关概念

（一）饰面型防火涂料的防火机理

燃烧是一种放热发光的化学反应，而光和热是其过程中发生的物理现象。燃烧必须由三种元素组成，即可燃物质、助燃剂（如空气、氧气、氧化剂等）和点火源（如火焰和高温）。这三种状态会同时存在，并在燃烧时相互接触。如果其中一种条件缺失或没有直接接触其他两种元素，就不会发生燃烧或燃烧立即熄灭。如果燃料表面被涂上非易燃油漆，就能够阻隔燃料和空气的接触，此时燃烧表面就呈现出非易燃或不燃性的特点。

从火灾的发展趋势可知，为了防止火势蔓延，需要做好热传导的隔绝，避免火源和受保护对象发生接触。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量，利用吸热的化学反应抵消外部热量的作用等。从难燃化的原理可知，要实现涂层自身的难燃或不燃，可以把具有难燃或者不燃特点的元素和有机高聚物分子进行结合，从而形成难燃或者不燃性的膜物质。防腐剂也可以添加到涂层中，以增加涂层的耐火性。无机黏合剂也可以用作膜状物质，用于涂层，以达到涂层不易燃。

（二）饰面型防火涂料的分类与应用

饰面型防火涂料可以采用一种或多种方式使用，如刷涂、喷涂、辊涂和刮涂等方式，其能够在自然条件下实现干燥固化，是一种具有装饰性和耐火作用的综合型防火材料。按其有无分散介质分为油性和水性两种类型，水基防火层使用水作为分散介质，使基准保持不变，保持最初的建筑风格和颜色。它广泛用于各种内部材料和木制建筑的防火处理中。油基上的防火涂层使用挥发有机溶剂作为分散介质，具有极好的特性。油基上的防火涂层可分为氨基、丙烯酸树脂、酒精树脂、环氧树脂、聚氨酯等。装饰性的水基防火层主要包括水乳化剂、无机沸腾型、无机和有机合成型。

二、饰面型防火涂料研究现状

（一）饰面型防火涂料的主要类型

我国对装饰性防火涂层的研究始于20世纪60年代末。20世纪70年代，公安部四川消防安全科学研究所首次成功开发了喷出型水基灭火器。目前我国大约有200家防火涂料制造商，其中约三分之一是装饰性防火涂料制造商，且大部分是喷漆材料。分散型环境可以分为两类：溶剂和水基。在这两种涂层中使用的阻燃剂基本上是一样的，所以很难判断它们的耐火性是否不同。根据目前的技术情况，基于溶剂的防火涂层的物理化学性质通常比水基防火涂层更好。结合节能、安全和环境等因素进行综合考虑，水基防火层将是未来发展的主要方向。

（二）饰面型防火涂料的现行检验标准

目前国际上较为著名的饰面型防火涂料性能评价标准主要包括：美国的ASTME84和ASTMD1360;日本的JISA1321和JISK5661等。通过比较我国和美国、日本的装饰性防火涂层标准，得知在防火特性方面的一般要求是一样的。但是，美国和日本的标准中涉及烟雾浓度或烟量的规定，而我国的标准没有类似的规定，这是最为明显的区别。人们越来越意识到，火灾致命的主要原因可能不是活活烧死，而是吸入浓烟导致窒息或者中毒而亡。事实上，在我国防火涂层中，卤化树脂和防腐剂被广泛使用，它们燃烧时在烟雾和烟雾密度方面存在严重问题，而这也是考虑防火阻燃材料性能的重要因素，改善我国的防火材料质量和等级方面也需要关注烟雾和烟雾密度。

三、饰面型防火涂料中存在的问题

（一）产品质量中存在的问题

我国的工程项目建设逐渐增多，对防火材料的需求相对较大，但一些防火材料仍存在质量问题，限制了防火涂料的发展。首先，一些材料的防水程度相对较低，在高温条件下材料的防火性能也出现下降，由于材料质量的不足，不仅阻碍了材料市场的发展，而且还对建筑设计的工程性能产生不利影响。其次，一些防火材料具有的环保性、装饰性比较差，不能满足环保装饰的标准，由于现代社会人们更加关注产品的环保性能，导致此类材料并不能得到选择，从而影响其有效发展。再次，装饰性防火涂层含有某些化学物质，如溶剂或膜状添加剂，一旦蒸发，就会释放甲醛和其他对人体有害的污染物。因此，从长远来看，含有化学物质的材料是不建议采用的。最后，由于建筑项目的增加，我国对装潢和装饰项目的耐火材料的需求非常大。为了获得巨额利润，一些企业制造伪劣产品，导致假材料和劣质材料的产生并出现在市场上，这种通过伪造、滥造来降低成本的行为，对建筑项目的整体性能及长期安全使用造成了风险。

（二）防火处理方法不规范

在使用防火涂料的过程中，对材料的涂刷过程有着严格的要求，如果材料使用不当，会影响材料的耐火性。如在涂防火漆的过程中，油漆部分没有得到适当的处理，染色部分有洞或者涂抹不均匀，油漆没有在规定的时间内使用等，由于涂层中含有大量的晶体化学物质，在高温下耐火性将降低。另一个原因是涂料覆盖量不够，涂刷不均匀。如果在作业过程中粉刷表面存在角度的问题，就可能导致油漆表面不均匀。没有油漆的地方，温度易升高且容易燃烧，这反过来又会点燃周围的墙壁。此外，如果工作人员在油漆过程中没有按照规定比例涂抹，会导致油漆性能根本不起作用，一旦温度足够高就会丧失保护作用。

四、饰面型防火涂料的发展趋势

（一）开发多效、高效、低水溶性的防火助剂

开发和研究高效率和低溶解度的防火助剂一直是人们关注的焦点。如多磷酸铵的开发取得了成功，它积极促进了膨胀型的装饰性防火涂层的发展，现在多磷酸铵成为防火涂层的必要组成部分。目前，一些人将泡沫剂与碳脱水化催化剂结合起来，开发出一种叫作脱水化催化剂和泡沫催化剂的磷酸盐。它在水中的溶解度比多磷酸铵低，效果更好。因此，为了更好地促进饰面型防火涂料性能提升，后续研究中就需要关注多效、高效、低水溶性的防火助剂开发。

（二）研发新品种，扩大应用范围

透明的防火涂层对木制家具、室内装饰、古董文物、历史建筑等具有良好的保护、防火和装饰功能，因此近年来人们对这种涂料的开发更加重视。用不饱和聚酯制成的防火涂层，如氟基化合物、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂具有良好的透明度、装饰性和耐火性。对于水基隔热层来说，重要的问题是它们的防水性能、泥浆排斥性能和装饰特性的提高。对于这些问题，目前正在开发环氧树脂乳化剂、水聚氨酯乳化剂和水硅酸盐乳化剂，预计其硬度、光度和防水程度将高于目前使用的丙烯酸乳化剂。

五、结语

防火涂层对我国建筑业装饰装修工程的建设具有重要价值，但目前我国许多防火涂层制造商的质量管理系统不完善、产品质量不稳定，因此需要加强对装饰性防火涂层的标准制定和监督，促进其质量和性能的提升。随着有机材料和建筑工业的发展，防火涂层的应用范圍变得越来越大，因此装饰涂层的研究、开发和生产前景非常广阔。为了进一步促进防火涂层的发展，我国防火涂层制造商必须建立质量管理系统，从涂层材料的生产过程、使用技术等方面做好质量管控。为了促进有机材料的发展，为建筑行业提供高质量的产品，还可以使防火涂层向更多的市场开放，使防火涂层得到越来越广泛地使用。

参考文献：

[1]黄凯，曹现雷，张浩.饰面型防火涂料的研究进展与展望[J].价值工程.2017，33（10）：313-314.

[2]熊涛.饰面型防火涂料在阻燃技术中的应用与发展[J].硅谷，2017（14）：130+119.