新材料在鋼結構膨脹型防火涂料中的應用分析

容七英

（楚雄佑琳生科技有限公司，云南 楚雄 675000）

防火涂料在現階段的建設設計和施工中被廣泛的利用，其使用可以有效的提升建筑的防火等級和實際防火效果，從而保證建筑消防安全，所以重視防火涂料的具體使用有突出的現實效果。就目前掌握的資料來看，鋼結構膨脹型防火材料的應用比較的廣泛，但是隨著建筑安全等級的要去提升，對涂料的具體性能等有了更高的要求，所以防火涂料要實現其應用效果的提升，必須要在新標準基礎上做改變。

1 晶須在防火涂料中的應用

在現階段的防火涂料生產中，利用比較廣泛的一種新材料是晶須。要了解晶須在防火涂料中的具體利用，首先需要對晶須做全面的認知。所謂的晶須具體指的是自然形成或者在人工控制條件下（主要形式） 以單晶形式生長成的一種纖維，其直徑非常小（微米數量級），不含有通常材料中存在的缺陷（晶界、位錯、空穴等），其原子排列高度有序，因而其強度接近于完整晶體的理論值。其機械強度等于鄰接原子間力。晶須的高度取向結構不僅使其具有高強度、高模量和高伸長率，而且還具有電、光、磁、介電、導電、超導電性質[1]。晶須的強度遠高于其他短切纖維，主要用作復合材料的增強體，用于制造高強度復合材料。

從現實分析來看，晶須的種類是非常多的，而且在防火涂料中，晶須的應用也是非常廣泛的。目前所掌握的資料顯示，在防火涂料的生產中，利用的晶須主要有：水合堿式硫酸鎂晶須、氫氧化鎂晶須、二氧化硅晶須、氧化鎂晶須等。在這些晶須中，水合堿式硫酸鎂晶須主要是加入到環氧樹脂基和丙烯酸基涂料體系中，在加入了此種晶須后，涂料的黏度指數有了非常顯著的提升，其增稠性和觸變性極大改善，涂料的涂抹效果以及具體的性能等均有了顯著的改變。

2 石墨層間化合物在防火涂料中的應用

就目前的掌握的資料來看，在防火涂料中，石墨層間化合物的應用有著非常顯著的效果。從概念解讀來看，所謂的墨層間化合物，就是在插層劑的作用下，化學反應物質侵入石墨層間，并在層間與碳原子鍵合，形成一種并不破壞石墨層狀結構的化合物。石墨經過化學處理制成的層間化合物，其性質大大優于石墨，具有耐高溫、抗熱震、防氧化、耐腐蝕、潤滑性和密封性等優良性能或功能，是制備新型導電材料、電池材料、儲氫材料、高效催化劑、柔性石墨、密封材料的原料，其應用范圍已擴大到冶金、石油、化工、機械、航空航天、原子能、新型能源等領域。

就應用了石墨層間化合物的防火涂料應用分析來看，在遇到高溫的時候，石墨層間化合物吸留在層間陣中的化合物會分解并析出，化合物的分解和析出會使石墨沿著結構的軸線出現數百倍的膨脹。而且石墨層間的化合物在受熱的條件下，其因為膨脹會吸收大量的環境中的熱量，從而導致火焰窒息。膨脹的化合物主要的成分是碳，其耐高溫效果比較的好，一般在600～700℃，而且膨脹后的化合物結構比較疏松，有著非常好的隔熱效果，其在材質上進行附著相當于添加了隔熱層，這樣，隔絕火源的目的可以實現[2]。

3 氟素表面與界面活性劑在防火涂料中的應用

對現階段鋼結構膨脹防火涂料中的新材料應用做分析可知一種重要的新材料是氟素表面與界面活性劑。就這種材料的具體分析來看，其是一種非離子聚合型含氟表面活性劑，將其作為涂料的添加劑進行利用，涂料的表面張力會明顯的降低。對氟素表面與界面活性劑的具體應用做分析發現其顏色淺、氣味小、黏度比較的低，可以作為一種比較優秀的潤濕劑和流平劑，從而發揮具體的作用。

從防火涂料的具體法分析來看，其防火性與涂料的雙重效應有顯著的關系，而所謂的雙重效應具體指的是涂料足夠低的表面張力和連續的可預見表面張力。足夠低的表面張力具體指的是涂料本身的表面張力要比基材的表面張力要小，一般來講，基材的表面張力和涂料的表面張力差值要達到10倍以上，這樣，涂料在基材上可以充分的浸潤和鋪展[3]。連續的可預見表面張力具體指的是涂料在由液相轉化為固相的動態過程中涂料表面張力的穩定、可靠維持，這樣可以有效的避免或者是減少過程中的表面張力梯度，如此一來，外觀差異性會減少，涂料起皮、脫落路燈問題均會減少或者是避免。

對各種元素的屬性做分析可知氟是所有元素中電負性最大的，而范德華原子半徑又是除氫以外最小且原子極化率最低的元素。基于此特點，氟原子所形成的單鍵和碳原子所形成的單鍵與其他原子所形成的單鍵鍵能相比，氟原子單鍵的鍵能最大，而且鍵長比較的短，所以氟表面的活性劑的F-C鏈非常的牢固。正是因F-C鏈比較的牢固，所以其很難出現以共價鍵均裂方式的斷裂和分解。除此之外，在相同的化合物當中，氟碳離子異形裂解離反應所需要的能量也是最大的，所以在氟素表面與界面活性劑在遇到高熱情況的時候，其會表現出非常高的活性，這種活性使涂料具備了雙重效應，從而使涂料具備了比較強烈的防火效果。

就氟素表面活性劑的具體利用來看，其在涂料體系中的添加量一般維持在0.03%～0.5%，這樣的比例對于涂料防火性能的發揮有積極的作用。就氟素表面活性劑的具體應用方式來看，直接均勻攪拌加入即可。總之，在聚酯氨、不飽和樹脂等防火涂料體系中，可以使用氟素表面與界面活性劑，這樣，材料的耐化學品性、耐高溫性會顯著提升。

4 雙氫氧化物在防火涂料中的應用

在防火涂料的生產中，應用的第四種比較有效的新材料是雙氫氧化物。從雙氫氧化物的概念分析來看，其是化合物插層組裝的一系列超分子材料，也稱之為水滑石類插層材料。從雙氫氧化物的特點分析來看，其是一種由帶正電荷的物層和層間填充帶負電荷的陰離子所構成的層狀化合物，這種層狀結構維持了此類化合物的化學穩定性。

就現階段的具體分析來看，雙氫氧化物的具體利用比較的廣泛，而且其作用表現也比較的顯著[4]。一般來講，利用此類化合物，材料的氣體滲透性以及熱穩定性等會有非常好的提升。對雙氫氧化物在防火涂料中的具體利用做分析會發現當防火涂料中含有1.9%的納米雙氫氧化物時，涂料的耐火性可以達到32min45s，其效果明顯的要高于一般的阻燃填料。總的來講，在防火涂料中應用雙氫氧化物，不僅涂料的防火性能會明顯的提升，去還會有效的提升涂料在遇到火情時膨脹后的強度。

5 結語

綜上所述，建筑防火是建筑施工和應用中的重中之重，所以必須要做好防火分析。防火涂料的使用有效的提升了建筑的防火效果，提高了建筑使用的安全性，但是從實踐分析來看，現階段利用的防火涂料，其性能等存在著一定的問題，所以其防火效果是有限的。新材料為防火涂料的開發提供了機遇，在防火涂料的生產中，新材料的使用會有效的提高涂料的防火效果，所以出于高防火性能涂料生產的需要，對新材料的具體應用做分析現實意義顯著。