1A414032 建筑防火材料的特性与应用

　　一、物体的阻燃和防火

　　燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的剧烈的氧化反应。放热、发光、生成新物质是燃烧现象的三个特征。可燃物、助燃物和火源通常被称为燃烧三要素。这三个要素必须同时存在并且互相接触，燃烧才可能进行。也就是说，要使燃烧不能进行，只要将燃烧三要素中的任何一个因素隔绝开来即可。例如，用难燃或不燃的涂料将可燃物表面封闭起来，避免基材与空气的接触，可使可燃表面变成难燃或不燃的表面。

　　根据燃烧理论可知，只要对燃烧三要素中的任何一种因素加以抑制，就可达到阻止燃烧进一步进行的目的。材料的阻燃和防火即是这一理论的具体实施。

　　物体的阻燃是指可燃物体通过特殊方法处理后，物体本身具有防止、减缓或终止燃烧的性能。物体的防火则是采用某种方法，使可燃物体在受到火焰侵袭时不会快速升温而遭到破坏。可见，阻燃的对象是物体本身，如塑料的阻燃，是使塑料本身由易燃转变为难燃材料;而防火的对象是其他被保护物体，如通过在钢材表面涂覆一层难燃涂层实现了钢材的防火，涂层本身最终还是会烧毁。由此可见，阻燃和防火两者并不是一回事。但阻燃和防火的目的都是使燃烧终止，这就使它们有了一定的共性。阻燃通常是通过在物体中加入阻燃剂来实现的，防火则通常是采用在被保护物体表面涂覆难燃物质(如防火涂料)来实现的，而难燃物质中通常也加入阻燃剂或防火助剂。从这一角度看问题，阻燃和防火的原理是类似的。

　　二、阻燃剂

　　目前已工业化的阻燃剂有多种类型，主要是针对高分子材料的阻燃设计的。

　　按使用方法分类，阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两类。添加型又可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂。添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的;反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其优点是对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久。

　　按所含元素分类，阻燃剂可分为磷系、卤素系(溴系、氯系)、氮系和无机系等几类。

　　三、防火涂料

　　防火涂料是指涂覆于物体表面上，能降低物体表面的可燃性，阻隔热量向物体的传播，从而防止物体快速升温，阻滞火势的蔓延，提高物体耐火极限的物质。

　　防火涂料主要由基料及防火助剂两部分组成。除了应具有普通涂料的装饰作用和对基材提供的物理保护作用外，还需要具有隔热、阻燃和耐火的功能，要求它们在一定的温度和一定时间内形成防火隔热层。因此，防火涂料是一种集装饰和防火为一体的特种涂料。

　　防火涂料的类型可用不同的方法来定义：

　　1.按所用基料的性质分类

　　根据防火涂料所用基料的性质，可分为有机型防火涂料、无机型防火涂料和有机无机复合型三类。有机型防火涂料是以天然的或合成的高分子树脂、高分子乳液为基料;无机型防火涂料是以无机胶粘剂为基料;有机无机复合型防火涂料的基料则是以高分子树脂和无机胶粘剂复合而成的。

　　2.按所用的分散介质分类

　　根据防火涂料所用的分散介质，可分为溶剂型防火涂料和水性防火涂料。溶剂型防火涂料的分散介质和稀释剂采用有机溶剂，存在易燃、易爆、污染环境等缺点，其应用日益受到限制。水性防火涂料以水为分散介质，其基料为水溶性高分子树脂和聚合物乳液等。生产和使用过程中安全、无毒，不污染环境，因此是今后防火涂料发展的方向。其中，乳液型防火涂料更为世人所关注。但就目前的技术水平看，水性防火涂料的总体质量不如溶剂型防火涂料，因此在国内的使用目前尚不如溶剂型防火涂料广泛。

　　3.按涂层的燃烧特性和受热后状态变化分类

　　按涂层受热后的燃烧特性和状态变化，可将防火涂料分为非膨胀型防火涂料和膨胀型两类。

　　非膨胀型防火涂料又称隔热涂料。这类涂料在遇火时涂层基本上不发生体积变化，而是形成一层釉状保护层，起到隔绝氧气的作用，从而避免、延缓或中止燃烧反应。这类涂料所生成的釉状保护层热导率往往较大，隔热效果差。因此，为了取得较好的防火效果，涂层厚度一般较大。即使如此，与膨胀型防火涂料相比，非膨胀型防火涂料的防火隔热的作用也很有限。

　　膨胀型防火涂料涂层在遇火时涂层迅速膨胀发泡，形成泡沫层。泡沫层不仅隔绝了氧气，而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能，可有效延缓热量向被保护基材传递的速率。同时涂层膨胀发泡过程中因为体积膨胀等各种物理变化和脱水、碳化等各种化学反应也消耗大量的热量，因此有利于降低体系的温度，故其防火隔热效果显著。

　　4.按使用目标分类

　　按防火涂料的使用目标来分，可分为饰面性防火涂料、钢结构防火涂料、电缆防火涂料、预应力混凝土楼板防火涂料、隧道防火涂料、船用防火涂料等多种类型。其中，钢结构防火涂料根据其使用场合可分为室内用和室外用两类，根据其涂层厚度和耐火极限又可分为厚质型、薄型和超薄型三类。

　　厚质型防火涂料一般为非膨胀型的，厚度为7～45mm，耐火极限根据涂层厚度有较大差别;薄型和超薄型防火涂料通常为膨胀型的，前者的厚度为3～7mm，后者的厚度为小于等于3mm。薄型和超薄型防火涂料的耐火极限一般与涂层厚度无关，而与膨胀后的发泡层厚度有关。

　　四、水性防火阻燃液

　　水性防火阻燃液又称水性防火剂、水性阻燃剂，2011年公安部颁布的公共安全行业标准《水基型阻燃处理剂》GA 159—2011中则将其正式命名为水基型阻燃处理剂。根据该标准的定义，水性防火阻燃液(水基型阻燃处理剂)是指以水为分散介质，采用喷涂或浸渍等方法使木材、织物或纸板等获得规定的燃烧性能的阻燃剂。

　　根据水性防火阻燃液的使用对象，可分为木材阻燃处理用的水性防火阻燃液、织物阻燃处理用的水性防火阻燃液及纸板阻燃处理用的水性防火阻燃液三类。木材阻燃处理用的水性防火阻燃液可处理各种木材、纤维板、刨花板、竹制品等，经处理后使这些木竹制品由易燃性材料成为难燃性材料;织物阻燃处理用的水性防火阻燃液可处理各种纯棉织物、化纤织物、混纺织物及丝绸麻织物等，使之成为难燃性材料;纸和纸板阻燃处理用的水性防火阻燃液则可处理各种纸张、纸板、墙纸、纸面装饰顶棚、纸箱等易燃材料，可明显改变它们的燃烧性能，使其成为阻燃材料。经水性防火阻燃液处理后的材料一般具有难燃、离火自熄的特点。此外用防火阻燃液处理材料后，不影响原有材料的外貌、色泽和手感，对木材、织物和纸板还兼具有防蛀、防腐的作用。

　　五、防火堵料

　　防火堵料是专门用于封堵建筑物中各种贯穿物，如电缆、风管、油管、气管等穿过墙壁、楼板等形成的各种开孔以及电缆桥架等，具有防火隔热功能且便于更换的材料。

　　根据防火封堵材料的组成、形状与性能特点可分为三类：以有机高分子材料为胶粘剂的有机防火堵料;以快干水泥为胶凝材料的无机防火堵料;将阻燃材料用织物包裹形成的防火包。这三类防火堵料各有特点，在建筑物的防火封堵中均有应用。

　　有机防火堵料又称可塑性防火堵料，它是以合成树脂为胶粘剂，并配以防火助剂、填料制成的。此类堵料在使用过程长期不硬化，可塑性好，容易封堵各种不规则形状的孔洞，能够重复使用。遇火时发泡膨胀，因此具有优异的防火、水密、气密性能。施工操作和更换较为方便，因此尤其适合需经常更换或增减电缆、管道的场合。

　　无机防火堵料又称速固型防火堵料，是以快干水泥为基料，添加防火剂、耐火材料等经研磨、混合而成的防火堵料，使用时加水拌合即可。无机防火堵料具有无毒无味、固化快速，耐火极限与力学强度较高，能承受一定重量，又有一定可拆性的特点。有较好的防火和水密、气密性能。主要用于封堵后基本不变的场合。

　　防火包又称耐火包或阻火包，是采用特选的纤维织物做包袋，装填膨胀性的防火隔热材料制成的枕状物体，因此又称防火枕。使用时通过垒砌、填塞等方法封堵孔洞。适合于较大孔洞的防火封堵或电缆桥架防火分隔，施工操作和更换较为方便，因此尤其适合需经常更换或增减电缆、管道的场合。

　　六、防火玻璃

　　目前，国内外生产的建筑用防火玻璃品种很多，归纳起来主要可分为两大类，即非隔热型防火玻璃和隔热型防火玻璃。非隔热型防火玻璃又称为耐火玻璃。这类防火玻璃均为单片结构的，其中又可分为夹丝玻璃、耐热玻璃和微晶玻璃三类。

　　隔热型防火玻璃为夹层或多层结构，因此也称为复合型防火玻璃。这类防火玻璃也有两种产品形式，即多层粘合型和灌浆型。

　　(1)多层粘合型防火玻璃是将多层普通平板玻璃用无机胶凝材料粘结复合在一起，在一定条件下烘干形成的。此类防火玻璃的优点是强度高、透明度好，遇火时无机胶凝材料发泡膨胀，起到阻火隔热的作用;缺点是生产工艺较复杂，生产效率较低。无机胶凝材料本身碱性较强、不耐水，对平板玻璃有较大的腐蚀作用。使用一定时间后会变色、起泡，透明度下降。这类防火玻璃在我国目前有较多使用。

　　(2)灌浆型防火玻璃是由我国首创的。它是在两层或多层平板玻璃之间灌入有机防火浆料或无机防火浆料后，然后使防火浆料固化制成的。其特点是生产工艺简单，生产效率较高。产品的透明度高，防火、防水性能好，还有较好的隔声性能。

　　七、防火板材

　　防火板材品种很多，主要有纤维增强硅酸钙板、耐火纸面石膏板、纤维增强水泥平板(TK板)、GRC板、泰柏板、GY板、滞燃型胶合板、难燃铝塑建筑装饰板、矿物棉防火吸声板、膨胀珍珠岩装饰吸声板等。防火板材广泛用于建筑物的顶棚、墙面、地面等多种部位。