水性膨胀型钢结构防火涂料一般由乳液、阻燃体系、无机颜填料、无机阻燃增强材料、助剂和去离子水组成。阻燃体系是水性膨胀型钢结构防火涂料的关键材料，决定着水性膨胀型钢结构防火涂料的根本性能。而无机颜填料、无机阻燃增强材料对水性膨胀型钢结构防火涂料性能也有着很大影响。下面对一些无机颜填料、无机阻燃增强材料对水性膨胀型钢结构防火涂料性能的影响作一分析。

　　1.无机颜料（钛白粉）对防火涂料性能的影响

　　钛白粉作为无机颜填料可以有效降低成本，提高涂料的白度。而且，实验发现，添加钛白粉的涂层在高温下，即在450～650℃时，TiO2会与磷酸或者聚磷酸铵，生成更稳定的白色陶瓷状多孔物质磷酸钛(TiP2O7)，磷酸钛(TiP2O7)对炭层骨架结构有很好的加强作用，并提高残炭层的抗氧化性。650℃以后膨胀阻燃体系的相对量就变少。同时，在800℃以后钛白粉对碳层的进一步加强起不到作用，因此还需要加入适量的其他无机材料，比如有机膨润土、晶须或者可膨胀石墨等，以进一步提高涂层炭层强度，从而进一步提高防火涂料的耐火性。

　　2.无机填料对涂层热稳定性的影响

　　海泡石与晶须比硅酸铝纤维耐高温稳定性好，这是由于海泡石簇状纤维结构中含有大量的纳米级孔道，该孔道远小于固体导热系数，所以海泡石具有良好的阻热效果，但海泡石和硅酸铝纤维都刷涂困难，涂层较厚，不适用超薄膨胀型防火涂料，晶须是由于具有完整的晶体结构，高度有序的原子排列结构，使其具有很大的力学强度。

　　硼酸锌在550～850℃耐高温稳定性明显较好，其次是可膨胀石墨和磷酸锌，这是因为硼酸锌为硼系阻燃剂中重要的一种，具有阻燃、抑烟、成炭、抑阻燃和防熔滴的多种功能，但是实验表明，硼酸锌对膨胀体系膨胀有抑制作用，不适合膨胀型防火涂料，磷酸锌更有利于钢结构防腐，可膨胀石墨能有利于提高炭层膨胀率，提高耐火性能。

　　有机膨润土在450～600℃之间稳定性比云母粉、蒙脱土和钛白粉都高，在600℃时，达到顶峰。

　　3.晶须(硫酸镁晶)对防火涂料性能的影响

　　晶须(硫酸镁晶)在650℃之前，稳定性不如有机膨润土，而在650℃之后比有机膨润土更稳定；二者均能有效提高涂层的耐火性能，区别在于有机膨润土在450～600℃热稳定性更好，晶须则是整体曲线较平缓，对涂层持续在高温下，应该更有利于提高耐火性能．

　　晶须(硫酸镁晶)是一种针状单晶体材料，直径是亚微米和纳米级尺寸，长度几微米到几十微米，正是这种完整的晶体结构使其具有较好强度和耐高温性，不仅可以替代硅酸铝纤维等纤维材料填充，有效地降低烟密度，而且可以起增强膨胀炭层强度和致密度，能有效防止涂层在火焰下开。膨胀型防火涂料之所以具有防火性能，是因为防火涂料遇火能膨胀一定致密度和强度的膨胀炭层。但实验表明，随着晶须用量不断增加，会抑制涂层的膨胀，因此过多的晶须反而不利于耐火性能的提高．同时，随着晶须(硫酸镁晶)用量的增加，涂料的粘度也不断上升，当量太多时，涂料会太粘稠，不利于刷涂施工，实验表明晶须含量为3％左右较为合适。

　　4.可膨胀石墨对防火涂料性能的影响

　　添加可膨胀石墨EG）的防火涂料涂层受高温后形成许多蠕虫状多泡孔物质均匀的穿插在膨胀炭层中，构成残炭层保护体系的骨架，使得涂料发泡更均匀，结构更致密。可膨胀石墨（EG）和膨胀型阻燃体系有着类似的防火隔热效果，且热膨胀温度很接近(大约200℃)，将两者有机结合，可以提高和改善防火涂料的耐火性。

　　5.总结

　　1)TiO2高温下形成的白色焦磷酸钛，能加强膨胀炭层的骨架结构，使炭层高温下更稳定，从而提高防火涂层的耐火性能，尤其在450～650℃下效果更明显。

　　2)水性膨胀型钢结构防火涂料添加无机材料是必要的，无机材料能明显提高炭层的热稳定性和炭层残余率．通过多种无机材料对比发现，有机膨润土和晶须热稳定性相对较。

　　3)可膨胀石墨高温下能膨胀形成多泡孔物质，添加可膨胀石墨的涂层更为均，有助于提高和改善防火涂料的耐火性。