钢结构防火涂料是施涂于建(构)筑物钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的功能性特种涂料。
一、钢结构防火涂料的防火原理
1.防火涂料本身具有难燃性或不燃性,使被保护基材不直接与空气接触,延迟物体着火和减少燃烧的速度。
2.防火涂料除本身具有难燃性或不燃性外,它还具有较低的导热系数,可以延迟火焰温度向被保护基材的传递。
3.防火涂料受热分解出不燃惰性气体,冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体,使之不易燃烧或燃烧速度减慢。
4.含氮的防火涂料受热分解出NO、NH3等基团,与有机游离基化合,中断连锁反应,降低温度。
5.膨胀型防火涂料受热膨胀发泡,形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体,延迟热量与基材的传递,阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。
二、钢结构防火涂料的阻燃机理
阻燃剂是燃烧过程的一个或多个阶段的结束。通过对防火涂料阻燃机理的分析。将防火涂料分为两类:非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料。
1.非膨胀型防火涂料的阻燃机理
当非膨胀型防火涂料着火时,涂料的体积基本不变。阻燃效果主要通过以下方式发挥作用:
(1)涂料本身是耐火的或不可燃的,可以延缓火焰的蔓延。
(2)在高温或火焰的作用下,涂层会分解各种不可燃气体(如氨、氯化氢、二氧化碳和水蒸气等)。它可以稀释被保护木材热分解形成的可燃气体和氧气的浓度。从而有效防止或延缓木材的燃烧过程。
(3)在高温或火焰的作用下,涂层可形成一层不燃的低导热无机釉质保护层。覆盖在保护木材的表面,隔绝木材与氧气的接触,从而避免或减少燃烧反应的发生。在一定时间内具有一定的阻燃和隔热效果。然而,与膨胀型防火涂料相比,非膨胀型防火涂料隔热效果差。涂层厚度大,单位面积涂层量大。使用成本高,装饰效果差。因此,目前的应用有一定的局限性。不包括在现行的装饰防火涂料规范中。
2.膨胀型防火涂料的阻燃机理。
室温下,成膜后膨胀型防火涂料涂层厚度薄。有利于满足装饰要求。当涂层受到火焰或高温影响时,涂层开始软化和分解。脱水剂释放有机酸,炭化剂醋化,然后碳层脱水和碳化。形成的水蒸气和一些不可燃气体使碳层膨胀,形成致密的膨胀碳化层,其中含有许多小的封闭空隙。导热系数明显降低,接近空气的导热系数。正是由于碳层厚度的增加和导热系数的明显降低。使得木材通过膨胀碳层传递给木材的热量只有原来的十分之一甚至百分之一,表现出良好的保温效果。