以丙烯酸乳液为基体树脂，多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇构成的膨胀型阻燃剂和阻燃协效剂为阻燃体系，制备了水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，系统考察了防火涂料中阻燃剂和阻燃协效剂的含量对耐火性能的影响，通过正交实验对阻燃剂中各组分间的配比进行了优化。研究结果表明：多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇按质量比5∶3∶2进行复配时，所得膨胀型阻燃剂具有最佳的阻燃效果;在丙烯酸乳液中添加该阻燃剂35.7%，阻燃协效剂5.1%制得的防火涂料，当涂层厚度为1.0mm时，耐火时间高达95.3min，明显高于国标规定的大于60min的标准;防火涂料中的阻燃协效剂在燃烧时参与炭层的生成，对炭层有增强作用。

　　关键词：钢结构防火涂料;膨胀阻燃体系;协同效应;耐火性能;正交设计

　　0引言

　　钢结构是建筑领域广泛使用的建筑材料，对其进行防火耐热保护的研究正日益受到人们的重视[1-3]。钢结构防火涂料是施涂于钢构件表面、遇火焰能形成耐火隔热保护层、并具有一定装饰作用的防护性涂料，按防火机理分为膨胀型和非膨胀型两类，按涂层厚度分为厚型、薄型、超薄型，其中涂层厚度不超过3mm的超薄型钢结构防火涂料近年来发展迅速，市场份额占近90%。但是，这类阻燃涂料通常为溶剂型，采用卤系阻燃剂制备，在生产和施工时，溶剂的挥发不仅造成不可再生石油资源的浪费，而且污染环境;在火灾发生时释放的有毒气体严重威胁人们的生命、财产和赖以居住的环境的安全。因此，环境友好阻燃涂料的研究具有重大的现实意义[4]。为此，本文以丙烯酸乳液为基体树脂，以绿色环保的磷、氮非卤阻燃剂和阻燃协效剂为阻燃体系，制备水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，系统考察了__

　　1实验部分

　　1.1主要原料

　　丙烯酸乳液：工业品，固含量42%，中山市孙大化工有限公司提供;多聚磷酸铵(APP)：工业品，山东寿光卫东化工有限公司生产;三聚氰胺(MEL)：工业品，四川美丰化工股份有限公司生产;季戊四醇(PTH)：工业品，云天化集团生产;其他相关原料、助剂均为市售。

　　1.2水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备

　　将计量的阻燃体系、相关助剂和去离子水混合均匀后，在球磨机上研磨，然后加入到高速搅拌的丙烯酸乳液中搅拌分散，即得水性超薄膨胀型钢结构防火涂料。其中阻燃体系由APP、MEL、PTH组成的膨胀型阻燃剂和阻燃协效剂两部分构成。

　　1.3测试与表征

　　1.3.1耐火性能测试样片的制备

　　按超薄型钢结构防火涂料的施工工艺，涂刷在150mm×75mm×3mm的钢板上，每次涂刷厚度约0.1mm，涂刷间隔约2h，直到用游标卡尺测得涂层厚度为(1±0.05)mm，即得耐火性能测试样片。

　　1.3.2防火涂料耐火时间的测定

　　采用自行设计的简易耐火测试装置(见图1)，将耐火性能测试样片放置在固定于铁架台上的铁圈上，涂层朝下，铁圈与酒精喷灯口的垂直距离为7cm，热电偶置于测试样片的上方测量燃烧过程中钢板温度的变化。待喷灯火焰温度升到1000℃时，将酒精喷灯移至测试样片下方，直接燃烧防火涂层，并开始计时，把钢板温度升至300℃的时间作为涂层的耐火时间，同时采用数码相机跟踪拍摄防火涂层在燃烧初期、中期、后期的涂层变化情况，以评价涂层的阻燃性能。