新材料在钢结构膨胀型防火涂料中的应用分析

容七英

（楚雄佑琳生科技有限公司，云南 楚雄 675000）

防火涂料在现阶段的建设设计和施工中被广泛的利用，其使用可以有效的提升建筑的防火等级和实际防火效果，从而保证建筑消防安全，所以重视防火涂料的具体使用有突出的现实效果。就目前掌握的资料来看，钢结构膨胀型防火材料的应用比较的广泛，但是随着建筑安全等级的要去提升，对涂料的具体性能等有了更高的要求，所以防火涂料要实现其应用效果的提升，必须要在新标准基础上做改变。

1 晶须在防火涂料中的应用

在现阶段的防火涂料生产中，利用比较广泛的一种新材料是晶须。要了解晶须在防火涂料中的具体利用，首先需要对晶须做全面的认知。所谓的晶须具体指的是自然形成或者在人工控制条件下（主要形式） 以单晶形式生长成的一种纤维，其直径非常小（微米数量级），不含有通常材料中存在的缺陷（晶界、位错、空穴等），其原子排列高度有序，因而其强度接近于完整晶体的理论值。其机械强度等于邻接原子间力。晶须的高度取向结构不仅使其具有高强度、高模量和高伸长率，而且还具有电、光、磁、介电、导电、超导电性质[1]。晶须的强度远高于其他短切纤维，主要用作复合材料的增强体，用于制造高强度复合材料。

从现实分析来看，晶须的种类是非常多的，而且在防火涂料中，晶须的应用也是非常广泛的。目前所掌握的资料显示，在防火涂料的生产中，利用的晶须主要有：水合碱式硫酸镁晶须、氢氧化镁晶须、二氧化硅晶须、氧化镁晶须等。在这些晶须中，水合碱式硫酸镁晶须主要是加入到环氧树脂基和丙烯酸基涂料体系中，在加入了此种晶须后，涂料的黏度指数有了非常显著的提升，其增稠性和触变性极大改善，涂料的涂抹效果以及具体的性能等均有了显著的改变。

2 石墨层间化合物在防火涂料中的应用

就目前的掌握的资料来看，在防火涂料中，石墨层间化合物的应用有着非常显著的效果。从概念解读来看，所谓的墨层间化合物，就是在插层剂的作用下，化学反应物质侵入石墨层间，并在层间与碳原子键合，形成一种并不破坏石墨层状结构的化合物。石墨经过化学处理制成的层间化合物，其性质大大优于石墨，具有耐高温、抗热震、防氧化、耐腐蚀、润滑性和密封性等优良性能或功能，是制备新型导电材料、电池材料、储氢材料、高效催化剂、柔性石墨、密封材料的原料，其应用范围已扩大到冶金、石油、化工、机械、航空航天、原子能、新型能源等领域。

就应用了石墨层间化合物的防火涂料应用分析来看，在遇到高温的时候，石墨层间化合物吸留在层间阵中的化合物会分解并析出，化合物的分解和析出会使石墨沿着结构的轴线出现数百倍的膨胀。而且石墨层间的化合物在受热的条件下，其因为膨胀会吸收大量的环境中的热量，从而导致火焰窒息。膨胀的化合物主要的成分是碳，其耐高温效果比较的好，一般在600～700℃，而且膨胀后的化合物结构比较疏松，有着非常好的隔热效果，其在材质上进行附着相当于添加了隔热层，这样，隔绝火源的目的可以实现[2]。

3 氟素表面与界面活性剂在防火涂料中的应用

对现阶段钢结构膨胀防火涂料中的新材料应用做分析可知一种重要的新材料是氟素表面与界面活性剂。就这种材料的具体分析来看，其是一种非离子聚合型含氟表面活性剂，将其作为涂料的添加剂进行利用，涂料的表面张力会明显的降低。对氟素表面与界面活性剂的具体应用做分析发现其颜色浅、气味小、黏度比较的低，可以作为一种比较优秀的润湿剂和流平剂，从而发挥具体的作用。

从防火涂料的具体法分析来看，其防火性与涂料的双重效应有显著的关系，而所谓的双重效应具体指的是涂料足够低的表面张力和连续的可预见表面张力。足够低的表面张力具体指的是涂料本身的表面张力要比基材的表面张力要小，一般来讲，基材的表面张力和涂料的表面张力差值要达到10倍以上，这样，涂料在基材上可以充分的浸润和铺展[3]。连续的可预见表面张力具体指的是涂料在由液相转化为固相的动态过程中涂料表面张力的稳定、可靠维持，这样可以有效的避免或者是减少过程中的表面张力梯度，如此一来，外观差异性会减少，涂料起皮、脱落路灯问题均会减少或者是避免。

对各种元素的属性做分析可知氟是所有元素中电负性最大的，而范德华原子半径又是除氢以外最小且原子极化率最低的元素。基于此特点，氟原子所形成的单键和碳原子所形成的单键与其他原子所形成的单键键能相比，氟原子单键的键能最大，而且键长比较的短，所以氟表面的活性剂的F-C链非常的牢固。正是因F-C链比较的牢固，所以其很难出现以共价键均裂方式的断裂和分解。除此之外，在相同的化合物当中，氟碳离子异形裂解离反应所需要的能量也是最大的，所以在氟素表面与界面活性剂在遇到高热情况的时候，其会表现出非常高的活性，这种活性使涂料具备了双重效应，从而使涂料具备了比较强烈的防火效果。

就氟素表面活性剂的具体利用来看，其在涂料体系中的添加量一般维持在0.03%～0.5%，这样的比例对于涂料防火性能的发挥有积极的作用。就氟素表面活性剂的具体应用方式来看，直接均匀搅拌加入即可。总之，在聚酯氨、不饱和树脂等防火涂料体系中，可以使用氟素表面与界面活性剂，这样，材料的耐化学品性、耐高温性会显著提升。

4 双氢氧化物在防火涂料中的应用

在防火涂料的生产中，应用的第四种比较有效的新材料是双氢氧化物。从双氢氧化物的概念分析来看，其是化合物插层组装的一系列超分子材料，也称之为水滑石类插层材料。从双氢氧化物的特点分析来看，其是一种由带正电荷的物层和层间填充带负电荷的阴离子所构成的层状化合物，这种层状结构维持了此类化合物的化学稳定性。

就现阶段的具体分析来看，双氢氧化物的具体利用比较的广泛，而且其作用表现也比较的显著[4]。一般来讲，利用此类化合物，材料的气体渗透性以及热稳定性等会有非常好的提升。对双氢氧化物在防火涂料中的具体利用做分析会发现当防火涂料中含有1.9%的纳米双氢氧化物时，涂料的耐火性可以达到32min45s，其效果明显的要高于一般的阻燃填料。总的来讲，在防火涂料中应用双氢氧化物，不仅涂料的防火性能会明显的提升，去还会有效的提升涂料在遇到火情时膨胀后的强度。

5 结语

综上所述，建筑防火是建筑施工和应用中的重中之重，所以必须要做好防火分析。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，但是从实践分析来看，现阶段利用的防火涂料，其性能等存在着一定的问题，所以其防火效果是有限的。新材料为防火涂料的开发提供了机遇，在防火涂料的生产中，新材料的使用会有效的提高涂料的防火效果，所以出于高防火性能涂料生产的需要，对新材料的具体应用做分析现实意义显著。