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0 前 言
水性防火涂料是防火涂料的一種，防火涂料作為一種功能性涂料，能有效防止或延緩火勢(shì)蔓延。防火涂料按阻燃機(jī)理不同，可分為膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料兩大類(lèi)。相比非膨脹型防火涂料，膨脹型防火涂料具有用料省、施工易、表面美觀等優(yōu)點(diǎn)，因此在對(duì)美觀性有較高要求的場(chǎng)合(高標(biāo)準(zhǔn)建筑市場(chǎng))如高層建筑、機(jī)場(chǎng)航站樓、火車(chē)站等得到廣泛應(yīng)用。
膨脹型防火涂料按照分散介質(zhì)的不同分為溶劑型和水性?xún)煞N，近年來(lái)隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)及水性防火涂料的不斷發(fā)展，水性防火涂料的性能得到了廣泛提升，其質(zhì)量已經(jīng)逐漸接近溶劑型防火涂料，譬如通過(guò)長(zhǎng)可達(dá)2.5 h的中國(guó)消防委托檢驗(yàn)。國(guó)際油漆的水性防火涂料Interchar 1120即是其中的典型代表。
1 水性防火涂料的施工
水性防火涂料施工具有其自身特點(diǎn)，具體如下：
1.1 施工的環(huán)境條件
水性防火涂料的干燥過(guò)程始終伴有水的揮發(fā)，因此適中的溫度和良好的通風(fēng)至關(guān)重要。與溶劑型涂料相同，施工時(shí)鋼材表面溫度應(yīng)至少高于露點(diǎn)溫度3 ℃，而大氣及底材溫度在10～40 ℃時(shí)，水性防火涂料的干燥性能達(dá)到最佳。濕度對(duì)防火涂料的干燥性能同樣影響巨大，多數(shù)涂料廠家都建議空氣的相對(duì)濕度應(yīng)在80%以下。海邊潮濕及多雨地區(qū)，應(yīng)配備相應(yīng)的除濕裝置，燃油加熱機(jī)會(huì)產(chǎn)生水汽從而對(duì)涂料的干燥及固化產(chǎn)生影響，因此并不建議使用。
1.2 底材處理
良好的底材處理是任何涂層發(fā)揮作用的前提，水性防火涂料也不例外。所有表面應(yīng)清潔、干燥、無(wú)污染，應(yīng)打磨焊縫及邊角部位形成圓滑的表面，焊渣、飛濺等表面缺陷同樣應(yīng)進(jìn)行打磨。與溶劑型防火涂料類(lèi)似，目前主流水性防火涂料廠家都建議首先施工一道底漆，該底漆可以提供整個(gè)涂料體系必備的防腐性能，同時(shí)它應(yīng)與防火涂料具有良好的兼容性。底漆和防火涂料生產(chǎn)廠家不同，不僅容易產(chǎn)生兼容性問(wèn)題，且發(fā)生問(wèn)題之后也很難界定責(zé)任，因此一站式服務(wù)的涂料廠家(同時(shí)提供防火和防腐涂料)得到了市場(chǎng)的青睞。大型涂料廠家如國(guó)際油漆甚至?xí)峁┩ㄟ^(guò)認(rèn)可的配套底漆及面漆
體系。
1.3 面漆施工
水性防火涂料受空氣中水汽影響較大，積水和長(zhǎng)時(shí)間冷凝蒸汽會(huì)降低其壽命，甚至導(dǎo)致涂料起泡、失效。施工面漆對(duì)防火涂料進(jìn)行防護(hù)(或稱(chēng)之為“密封”)就變得非常重要。施工面漆之前，防火涂料表面應(yīng)清潔、干燥，且二者需具有良好的兼容性。
1.4 施工方法
機(jī)械攪拌可以確保涂料形成均一狀態(tài)，任何情況下都不能使用手工攪拌，但應(yīng)避免過(guò)度攪拌。過(guò)度攪拌會(huì)使涂料中夾雜更多的空氣，影響涂膜質(zhì)量。刷涂和輥涂同樣適用于水性防火涂料的施工，但是其單道成膜較低，通常來(lái)說(shuō)一般只在小范圍區(qū)域及修補(bǔ)時(shí)采用。此外，壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的無(wú)氣噴涂泵應(yīng)做相應(yīng)修改以適應(yīng)該涂料的施工，比如：應(yīng)加裝一個(gè)過(guò)濾裝置，以避免外部的污染物進(jìn)入噴涂泵造成阻塞；去掉任何濕部延長(zhǎng)膠頭，將吸入管直接連接涂料。目前超薄型防火涂料的厚度均在2.0 mm左右，因此需要多道施工才能達(dá)到目標(biāo)膜厚。
經(jīng)過(guò)上述的涂料施工之后，必須檢查涂膜厚度是否符合要求。
2 可能出現(xiàn)的涂膜缺陷及原因
任何涂料都需要經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)氖┕ぃ┕げ划?dāng)會(huì)發(fā)生不同類(lèi)型的涂膜缺陷，水性防火涂料的涂膜缺陷有其自身的特點(diǎn)。
2.1 開(kāi)裂
水性防火涂料的開(kāi)裂表現(xiàn)為表面不再平整光滑而是有頭發(fā)狀細(xì)小裂紋。
過(guò)度施工(over application)和施工環(huán)境是導(dǎo)致涂膜開(kāi)裂的兩個(gè)主要因素�，F(xiàn)場(chǎng)的過(guò)度施工，容易導(dǎo)致單道涂膜施工超出涂料本身所能承受的最大單道厚度。此時(shí)涂膜最外層的涂料逐漸固化，表面涂膜變得致密、堅(jiān)硬；而處于下層涂料中的溶劑揮發(fā)受阻，難以從涂膜中脫離因此造成涂層的開(kāi)裂。在鋼結(jié)構(gòu)邊角及接縫處容易因?yàn)檫^(guò)度施工而造成涂膜過(guò)厚、開(kāi)裂。
施工溫度過(guò)低也是引起水性防火涂料開(kāi)裂的一大因素。同時(shí)大風(fēng)天氣下施工，涂膜則更易開(kāi)裂。溫度過(guò)低時(shí)涂膜固化速度降低，硬干時(shí)間及覆涂間隔延長(zhǎng)，涂層內(nèi)部的水汽揮發(fā)減緩，而大風(fēng)天氣造成表層水分揮發(fā)過(guò)快，同樣引起溶劑揮發(fā)受阻而造成開(kāi)裂。
此外，涂料體系不配套也會(huì)導(dǎo)致涂膜出現(xiàn)開(kāi)裂。如在彈性防火涂料表面涂刷普遍非彈性防火涂料，很容易造成面漆開(kāi)裂和起鼓脫層。
發(fā)生涂料開(kāi)裂時(shí)一般應(yīng)將出現(xiàn)弊病的涂膜打磨至新鮮涂層或至底漆，然后重新噴涂施工。應(yīng)遵循涂料廠家的施工建議，調(diào)節(jié)噴槍壓力、噴嘴尺寸及噴槍距基材的距離，同時(shí)應(yīng)用濕膜卡定期測(cè)量涂膜厚度，防止涂層過(guò)厚。并且應(yīng)在不斷的施工中逐漸掌握不同廠家涂料的施工技巧，避免問(wèn)題的重復(fù)發(fā)生。遇到大風(fēng)天氣則應(yīng)采取適當(dāng)措施進(jìn)行阻擋，防止大風(fēng)對(duì)涂膜固化造成影響。
2.2 流掛
水性防火涂料的流掛表現(xiàn)為涂膜表面有條狀凸起、有明顯的液體流淌的痕跡。
同其他類(lèi)型涂料一樣，水性防火涂料有最大施工膜厚的限制，過(guò)度噴涂超過(guò)該膜厚施工則會(huì)引起涂膜流掛。流掛通常發(fā)生于鋼材的拐角、邊角等區(qū)域，該部分區(qū)域容易導(dǎo)致涂膜的疊加累積而產(chǎn)生過(guò)厚涂膜，此外施工技術(shù)差(槍嘴離鋼板太近)或過(guò)度稀釋也會(huì)導(dǎo)致此種現(xiàn)象的發(fā)生。添加過(guò)多稀釋劑后將會(huì)影響涂料的黏度，造成涂料黏度下降，涂膜流動(dòng)性增強(qiáng)，因而更易發(fā)生流掛。
發(fā)生流掛的區(qū)域一般采用動(dòng)力工具打磨去除流掛涂層，對(duì)膜厚不達(dá)標(biāo)部位需要補(bǔ)涂。為了美觀，可霧噴一道修平。對(duì)施工技術(shù)較差的工人，應(yīng)進(jìn)行施工培訓(xùn)，掌握合理的施工技巧；對(duì)鋼材邊角應(yīng)進(jìn)行預(yù)涂施工；同時(shí)遵循涂料廠家的意見(jiàn)，以恰當(dāng)比例進(jìn)行稀釋?zhuān)苊膺^(guò)度稀釋。
2.3 表面油污引起的涂膜下滑
涂膜下滑通常表現(xiàn)為部分區(qū)域相對(duì)于其他涂膜區(qū)域的整體向下滑移，涂膜下滑后會(huì)產(chǎn)生明顯的下滑邊界。此種現(xiàn)象通常是由于基材表面含有油污造成的。表面有油脂污染時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水性涂料涂膜張力發(fā)生變化，因而在油污表面發(fā)生涂膜下滑，下滑區(qū)域及現(xiàn)狀與油污區(qū)域的大小及現(xiàn)狀相一致。發(fā)生這種情況時(shí)，應(yīng)去掉受損涂膜，對(duì)基材除油后進(jìn)行修補(bǔ)。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)找出污染源，采取相應(yīng)措施對(duì)污染源進(jìn)行隔絕即可。
2.4 涂膜起泡
水性防火涂料的起泡表現(xiàn)同普通涂料一樣，表面有涂膜鼓起甚至開(kāi)裂，可以拿工具把鼓泡挑開(kāi)。同時(shí)涂膜的附著力變差，有塊狀的脫落。但水性防火涂料的起泡卻有其獨(dú)特特點(diǎn)。
水性防火涂料的化學(xué)膨脹體系一般由催化劑、成炭劑和發(fā)泡劑組成，催化劑一般為中、低聚合度聚磷酸銨(APP)，成炭劑多為季戊四醇，發(fā)泡劑則為三聚氰胺，它們均有一定的吸濕性。以聚磷酸銨為例，聚磷酸銨由于其具有較高的磷、氮含量，較好的熱穩(wěn)定性，受熱時(shí)可稱(chēng)為強(qiáng)脫水劑，使得許多高聚物生成碳化物，同時(shí)生成氨氣隔絕和稀釋空氣中的氧氣，起到阻燃、防火的作用，因而作為重要的阻燃劑廣泛用于水性防火涂料。但APP在使用過(guò)程中存在一些目前難以克服的問(wèn)題——抗?jié)B析性差，易從聚合物表面析出，析出后APP易吸濕而發(fā)生水解，從而影響防火涂料的性能。APP的聚合度越高，其耐水性就越強(qiáng)。APP聚合度在200～400時(shí)，涂料的耐水性較差，涂料組分易發(fā)生相分離和沉淀，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降。選擇高聚合度的APP有利于增強(qiáng)防火涂料的耐水性，但目前市場(chǎng)上仍以低聚合度APP為主，這導(dǎo)致水性防火涂料對(duì)靜水及流水的耐受性較差。
一般而言，水性防火涂料施工期間及施工后未做面漆保護(hù)情況下，外界高濕度水汽及雨水易對(duì)涂膜造成致命影響。現(xiàn)場(chǎng)防火涂料起泡脫落現(xiàn)象是由流水或雨水沖刷導(dǎo)致的。涂膜施工后在未做面漆保護(hù)的情況下即受到雨水沖刷或水的集聚，因而產(chǎn)生起泡現(xiàn)象。
受制于水性防火涂料體系配方，其施工也應(yīng)注意天氣的影響。施工溫度宜在10～40 ℃，最高相對(duì)濕度小于80%且底材溫度高于露點(diǎn)溫度3 ℃以上。實(shí)際施工時(shí)，當(dāng)天氣條件持續(xù)惡化，如溫度降至10 ℃以下時(shí)，應(yīng)停止施工，否則會(huì)有水汽凝結(jié)的危險(xiǎn)。有條件的情況下，建議在惡劣天氣狀況時(shí)開(kāi)啟環(huán)境控制設(shè)備如除濕機(jī)以便達(dá)到良好的施工效果，加速施工效率。即使已經(jīng)做好面漆的水性防火涂料也應(yīng)注意避免長(zhǎng)期的水汽冷凝及積水出現(xiàn)，以免對(duì)防火涂料的防火性能造成影響。已經(jīng)發(fā)生起泡開(kāi)裂的區(qū)域，防火涂料的性能受到影響，應(yīng)當(dāng)重新打掉噴涂新的涂料。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)注意天氣狀況，防止雨水對(duì)未固化的涂膜造成影響。已經(jīng)固化的涂膜也應(yīng)當(dāng)免受流水及靜水的侵蝕。水性防火涂料目前只適用于室內(nèi)防火場(chǎng)合，在前期設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)注意不要設(shè)計(jì)用于室外鋼結(jié)構(gòu)，以免發(fā)生防火涂料早期起泡失效的風(fēng)險(xiǎn)。
3 結(jié) 語(yǔ)
水性防火涂料的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用近幾年來(lái)得到飛速發(fā)展，其防火性能也與溶劑型防火涂料相差無(wú)幾。而與溶劑型防火涂料不同的是，水性防火涂料受環(huán)境中水汽的影響較大，因此常見(jiàn)特有缺陷(起泡、脫落)也與高濕、雨水及靜水有關(guān)。任何涂料的不當(dāng)施工都會(huì)導(dǎo)致涂膜缺陷的產(chǎn)生。良好的施工技巧及經(jīng)驗(yàn)非常重要，發(fā)生缺陷的涂膜應(yīng)及時(shí)去除，根據(jù)具體情況分析原因并避免再次發(fā)生。
