多功能水性超薄膨胀型防火涂料的性能研究.pdf

摘要

水性超薄膨胀型防火涂料是一种环保型防火涂料，具备节约能源、低VOC、

轻质等特点，在钢结构和电线电缆防火等多个领域应用广泛。然而，该涂层应用于

钢结构时，容易被雨水冲刷而造成腐蚀，降低防火性能；应用于电线电缆时，除具

备防火性能外，还需具备一定的抗弯性能。因此，亟需开发一种兼具耐水性能和抗

弯性能的多功能水性超薄膨胀型防火涂层。

本文以环氧树脂和乳液B为基料，以聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MEL）和

季戊四醇（PER）为膨胀阻燃体系，在添加分散剂、消泡剂、流平剂等助剂保证其

良好的分散性与流平性的基础上，通过调整颜填料的种类和含量，研究了涂层防火

性能与抗弯性能的变化与机制。主要研究结果如下：

（1）以钢板为基材，优化了颜填料的组成，研究了其对涂层防火性能的影响。

采用喷涂在Q235钢板上制备防火涂层，当气凝胶（Sa）、纤维（Mf）和陶瓷微球

（Cm）添加量分别为9%、4%和6%时，钢板背板最高平衡温度最低，为380.8℃，

比基础涂层背板温度降低101.3℃，炭化层内具有大量片层状结构，表面基本无

开裂，无翘边，防火性能最优。

（2）研究了浸水实验对上述涂层防火性能的影响与机制。浸水后，涂层钢板背

板最高平衡温度比未浸水时升高52.5℃，防火性能显著下降。这是由于涂层浸水

后阻燃体系中的APP、PER、MEL部分发生水溶，表面的交联结构密度下降，受

火后炭化层中的片层状结构显著减少，强度和致密度下降，对涂层的阻燃隔热效果

显著降低。

（3）以电线为基材，采用刷涂工艺，研究了涂层厚度对上述涂层防火性能和抗

弯性能的影响，并通过添加增塑剂进行成分优化，进一步改善涂层的抗弯性能。涂

层厚度为0.4mm时，电线起火时间最长，防火性能最高，但抗弯性能不满足标准

要求。在此基础上添加1%~5%的增塑剂，随增塑剂添加量增加，抗弯性能呈先增

大后减小的趋势，当增塑剂添加量为3%时，涂层抗弯性能最佳，满足标准要求。

关键词：水性超薄膨胀型防火涂料，颜填料，增塑剂，防火性能，抗弯性能

Studyontheperformanceofmulti-functionwater-based

ultra-thinexpansionfireproofcoatings

Abstract

Waterborneultra-thinintumescentfireretardantcoatingisakindofenviron

ment-friendlyfireretardantcoating,whichhasthecharacteristicsofenergysavin

g,lowVOCandlightweight.Itiswidelyusedinsteelstructure,wireandcabl

efirepreventionandotherfields.However,whenthecoatingisusedinsteelst

ructure,itiseasytobeerodedbyrainandreducethefireproofperformance;w

henappliedtowiresandcables,itnotonlyhasfireproofperformance,butalso

needstohavecertainbendingperformance.Therefore,thereisanurgentneedto

developamulti-functional