一、定義與原理

• 定義：防火涂料也叫阻燃涂料，是施涂于建筑物及構(gòu)筑物的表面，能形成耐火隔熱保護(hù)層，以提高被涂覆材料耐火極限的一類涂料。其目的在于當(dāng)遇到火災(zāi)等意外情況時(shí)，延緩火勢(shì)蔓延速度、為人員疏散和滅火救援爭取更多時(shí)間，并降低火災(zāi)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)等造成的破壞程度。

• 原理：主要通過以下幾種方式來實(shí)現(xiàn)防火功能。一是涂層在高溫下會(huì)發(fā)生膨脹，形成多孔的炭質(zhì)泡沫層，該泡沫層具有很低的導(dǎo)熱系數(shù)，如同給被涂覆物體披上了一層隔熱 “鎧甲”，能有效阻隔熱量向內(nèi)部傳遞，延緩基材溫度升高的速度；二是部分防火涂料中的成分在受熱時(shí)會(huì)分解出一些不燃性氣體，比如氨氣、二氧化碳等，這些氣體可以稀釋周圍空氣中的氧氣濃度，抑制燃燒反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行；三是一些防火涂料自身具有較高的燃點(diǎn)，不易被點(diǎn)燃，從而在一定程度上阻止火勢(shì)的蔓延。

二、分類

• 按使用范圍分類：

• 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料：專門用于鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火保護(hù)，像大型的工業(yè)廠房、展覽館、體育館等采用鋼結(jié)構(gòu)框架的建筑，鋼結(jié)構(gòu)在高溫下強(qiáng)度會(huì)迅速下降，容易導(dǎo)致建筑坍塌，而鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可以顯著提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限，保障建筑在火災(zāi)發(fā)生后的一定時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。根據(jù)涂層厚度和耐火極限的不同，又可細(xì)分為超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（涂層厚度一般小于等于 3mm，耐火極限可達(dá) 1 小時(shí)左右）、薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（涂層厚度在 3 - 7mm 之間，耐火極限能達(dá)到 0.5 - 1.5 小時(shí)）、厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（涂層厚度大于 7mm，耐火極限可達(dá)到 1.5 - 3 小時(shí)甚至更高）。

• 木結(jié)構(gòu)防火涂料：用于木結(jié)構(gòu)建筑，比如傳統(tǒng)的古建筑、一些現(xiàn)代的木質(zhì)別墅等，木材屬于易燃材料，涂抹木結(jié)構(gòu)防火涂料后，能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)降低木材表面的燃燒速度，減少火焰對(duì)木材內(nèi)部的侵蝕，保護(hù)木結(jié)構(gòu)的完整性，延長其可供人員疏散和救援的時(shí)間。

• 混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料：應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)表面，像高層建筑的混凝土墻體、橋墩等，雖然混凝土本身具有一定的耐火性能，但在長時(shí)間高溫作用下也會(huì)出現(xiàn)開裂、強(qiáng)度降低等問題，這種防火涂料能增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的抗火能力，減少火災(zāi)對(duì)其造成的損害。

• 電纜防火涂料：主要涂覆在電纜表面，在一些大型的電氣設(shè)備場所、建筑物的電纜橋架中，電纜數(shù)量眾多且分布密集，一旦發(fā)生火災(zāi)容易順著電纜蔓延，電纜防火涂料可以阻止火焰沿著電纜傳播，保障電氣系統(tǒng)的安全，避免火災(zāi)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

• 按防火機(jī)理分類：

• 非膨脹型防火涂料：這類涂料在受熱時(shí)基本上不會(huì)發(fā)生膨脹現(xiàn)象，主要依靠自身的難燃性、低導(dǎo)熱性以及受熱分解產(chǎn)生的不燃性氣體等來起到防火作用。其成分中通常含有較多的無機(jī)絕熱材料，如蛭石、珍珠巖、石棉等，涂層比較致密，一般適用于對(duì)裝飾性要求不高、但防火性能要求嚴(yán)格的場所，比如一些工業(yè)廠房的隱蔽結(jié)構(gòu)部位等。

• 膨脹型防火涂料：是目前應(yīng)用較為廣泛的一種，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，涂層受熱會(huì)迅速膨脹形成厚厚的炭質(zhì)泡沫層，具有良好的隔熱、隔氧效果，防火性能較為突出。它的組成成分一般包括成膜物質(zhì)（如樹脂等）、發(fā)泡劑（受熱可產(chǎn)生氣體促使涂層膨脹）、脫水成炭劑（幫助形成炭質(zhì)結(jié)構(gòu)）、阻燃劑（抑制燃燒）等，常應(yīng)用于對(duì)外觀和防火性能都有一定要求的場所，像室內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)梁柱等部位，既可以起到防火作用，又能有較好的裝飾效果。

三、主要成分及作用

• 成膜物質(zhì)：它是涂料的基礎(chǔ)成分，如同涂料的 “骨架”，能使涂料附著在被涂覆物體表面形成連續(xù)的薄膜，常見的成膜物質(zhì)有環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂等，不同的成膜物質(zhì)賦予涂料不同的附著力、耐水性、耐候性等性能特點(diǎn)，決定了涂料的基本使用特性和適用范圍。

• 阻燃劑：是實(shí)現(xiàn)防火功能的關(guān)鍵成分之一，它能夠抑制燃燒反應(yīng)的進(jìn)行，降低涂料的可燃性。例如氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機(jī)阻燃劑，受熱時(shí)會(huì)分解吸收大量熱量，同時(shí)釋放出水蒸氣等不燃性氣體，起到降溫、稀釋氧氣的作用；還有一些有機(jī)阻燃劑，如溴系阻燃劑、磷系阻燃劑等，它們通過干擾燃燒的自由基反應(yīng)等化學(xué)機(jī)制來阻止火勢(shì)蔓延。

• 發(fā)泡劑：主要應(yīng)用于膨脹型防火涂料中，在高溫下能迅速分解產(chǎn)生大量氣體，使涂料涂層膨脹形成多孔的炭質(zhì)泡沫層，常見的發(fā)泡劑有三聚氰胺、雙氰胺等，它們的分解溫度、產(chǎn)氣速度等性能參數(shù)會(huì)影響到涂料膨脹效果和防火性能。

• 脫水成炭劑：同樣是膨脹型防火涂料中不可或缺的成分，它能在受熱過程中發(fā)生脫水反應(yīng)，促使涂料中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為炭質(zhì)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)炭質(zhì)泡沫層的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，像淀粉、季戊四醇等就是常用的脫水成炭劑。

• 顏料及填料：顏料可以賦予涂料各種顏色，滿足不同的裝飾需求，同時(shí)部分顏料也可能對(duì)防火性能有一定輔助作用，比如一些無機(jī)顏料具有較好的耐高溫性能。填料則可以增加涂料的體積，降低成本，改善涂料的物理性能，像前面提到的蛭石、珍珠巖等既可以作為填料起到填充作用，又能憑借自身的絕熱性能提高涂料的防火能力。

四、性能特點(diǎn)

• 防火性能良好：通過上述的防火機(jī)理，能有效提高被涂覆物體的耐火極限，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，可延緩火勢(shì)的發(fā)展，為人員逃生、消防救援等創(chuàng)造有利條件，不同類型、不同厚度的防火涂料可提供相應(yīng)時(shí)長的防火保護(hù)。

• 附著力較強(qiáng)：能夠牢固地附著在鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等不同材質(zhì)的表面，在正常使用和火災(zāi)考驗(yàn)過程中，不會(huì)輕易從基材上剝落，確保防火功能的持續(xù)發(fā)揮。

• 裝飾性多樣：除了單純的防火功能外，很多防火涂料還可以調(diào)配成各種顏色，滿足不同場所對(duì)外觀裝飾的要求，比如在室內(nèi)的一些鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上涂覆的防火涂料，既防火又能和周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，起到美化環(huán)境的作用。

• 耐候性較好：在不同的氣候條件下，如日曬、雨淋、風(fēng)吹、溫度變化等，依然可以保持其性能穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境的長期影響而失效，像戶外的鋼結(jié)構(gòu)建筑上的防火涂料，要能經(jīng)受住四季變化和多年使用的考驗(yàn)。

五、應(yīng)用場景與施工要點(diǎn)

• 應(yīng)用場景：

• 工業(yè)建筑：各類大型的工廠廠房、倉庫等，由于存放有大量的物資、設(shè)備，一旦發(fā)生火災(zāi)后果嚴(yán)重，鋼結(jié)構(gòu)框架、內(nèi)部的電纜等都需要涂抹防火涂料進(jìn)行保護(hù)，降低火災(zāi)損失風(fēng)險(xiǎn)。

• 民用建筑：在高層建筑、商場、劇院、醫(yī)院等人員密集場所，建筑的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)以及電纜等都要按照防火規(guī)范要求進(jìn)行防火處理，保障人員生命安全和建筑設(shè)施的安全。

• 交通設(shè)施：像火車站、汽車站、地鐵站等交通樞紐的建筑結(jié)構(gòu)，以及橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)用防火涂料可以提高其抗火能力，確保在火災(zāi)等緊急情況下交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免造成重大交通擁堵和安全事故。

• 古建筑保護(hù)：對(duì)于眾多具有歷史文化價(jià)值的木結(jié)構(gòu)古建筑，涂抹木結(jié)構(gòu)防火涂料是保護(hù)其免受火災(zāi)威脅的重要措施之一，在傳承歷史文化的同時(shí)，保障古建筑的安全。

• 施工要點(diǎn)：

• 施工前要對(duì)被涂覆的基材表面進(jìn)行清潔、除銹、除油污等預(yù)處理工作，確保表面平整、干燥、無雜質(zhì)，這樣才能保證涂料的附著力良好，例如鋼結(jié)構(gòu)表面如果有銹跡和油污，會(huì)嚴(yán)重影響防火涂料的附著效果，進(jìn)而影響防火性能。

• 根據(jù)涂料的類型和施工要求，選擇合適的施工方法，常見的施工方法有刷涂、噴涂、滾涂等。比如超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般采用噴涂的方式，能使涂層均勻、平整，且施工效率較高；而對(duì)于一些邊角等難以噴涂的部位，可以采用刷涂的方式進(jìn)行補(bǔ)充施工。

• 嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書規(guī)定的施工環(huán)境條件進(jìn)行施工，一般要求溫度、濕度在一定范圍內(nèi)，避免在高溫、高濕或者低溫等惡劣環(huán)境下施工，否則可能會(huì)導(dǎo)致涂料干燥速度異常、涂層出現(xiàn)質(zhì)量問題等情況。

• 控制好涂層的厚度，不同類型的防火涂料有其對(duì)應(yīng)的厚度要求，施工過程中要多次測量，確保涂層厚度均勻且達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)橥繉雍穸戎苯雨P(guān)系到防火涂料的耐火極限和防火效果。

六、發(fā)展趨勢(shì)

• 環(huán)保化：隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，防火涂料正朝著低毒、低揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）排放的方向發(fā)展，研發(fā)和應(yīng)用更多無毒無害、對(duì)環(huán)境友好的原材料和配方，減少在生產(chǎn)、施工及使用過程中對(duì)環(huán)境和人體健康造成的不良影響。

• 高性能化：不斷提高防火涂料的防火性能，比如開發(fā)出能在更短時(shí)間內(nèi)膨脹形成更優(yōu)質(zhì)隔熱層的膨脹型防火涂料，或者提升非膨脹型防火涂料的隔熱、隔氧能力等，同時(shí)增強(qiáng)涂料的耐候性、耐水性、附著力等綜合性能，以適應(yīng)更加復(fù)雜惡劣的使用環(huán)境。

• 智能化：探索將一些智能材料和技術(shù)融入防火涂料中，例如研制出能夠在火災(zāi)發(fā)生前自動(dòng)預(yù)警的涂料，或者可以根據(jù)火勢(shì)大小、溫度變化等因素自適應(yīng)調(diào)整防火性能的涂料，為防火安全提供更智能化的保障。