以水作溶劑或者作分散介質(zhì)的涂料,都可稱為水基性涂料。水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是施涂于建(構(gòu))筑物鋼結(jié)構(gòu)表面,能形成耐火隔熱保護(hù)層以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的以水作為分散介質(zhì)的功能性涂料。水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料與溶劑性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比有著諸多優(yōu)點(diǎn):包括節(jié)省大量資源、降低了對大氣污染、改善了作業(yè)環(huán)境條件、水性涂層附著力強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)、防護(hù)性好等等。

隨著國家對環(huán)保的重視不斷加強(qiáng),各種環(huán)保政策發(fā)布,對中國涂料行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。其中,禁止使用高VOCs含量的溶劑型涂料,推廣水基性涂料等低VOCs含量涂料等措施成為重點(diǎn)。2016年發(fā)布的《國家鼓勵(lì)的有毒有害原料(產(chǎn)品)替代品目錄(2016年版)》就提出各類水性涂料替代溶劑型涂料。

目前,水性涂料在建筑涂料領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用,特別是水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,已成為鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的主流。我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料領(lǐng)域中在看重防火性能外,還關(guān)注涂膜的外觀、理化特性能,特別是耐水性、耐候性、耐久性等方面,其要求大大高于普通建筑涂料,而且不同的應(yīng)用場景,要求各不相同。

基于對鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的各種高要求,目前水性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)水平還不能完全滿足鋼結(jié)構(gòu)防火涂料市場對技術(shù)對性能的要求,在水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用上還存在諸多問題需求解決,包括光澤度不高、溫度濕度影響大、成本高、儲(chǔ)存穩(wěn)定性差,以及耐水性、耐候性、耐久性不高成為目前水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的痛點(diǎn)。
一、水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的組成及特性:
?。ㄒ唬┧凿摻Y(jié)構(gòu)防火涂料配方的基本組成:
1)水性樹脂:這是成膜的基料,決定了漆膜的主要功能。
2)膨脹阻燃體系:一般由三部分組成,分別是脫水劑(酸源)、成炭劑(炭源)和發(fā)泡劑(氣源)。

3)填料:主要用水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料增加固體含量、著色、并降低成本。
4)成膜助劑:在水揮發(fā)后,使乳液或分散體微粒形成均勻致密的膜,并改善低溫條件下的成膜性。
5)抑泡劑和消泡劑:抑制生產(chǎn)過程中漆液中產(chǎn)生的氣泡并能使已產(chǎn)生的氣泡逸出液面并破泡。
4)流平劑:改善漆的施工性能,形成平整的、光潔的涂層。
5)潤濕劑:提高漆液對底材的潤濕性能,改進(jìn)流平性,增加漆膜對底材的附著力。
6)分散劑:促進(jìn)顏填料在漆液中的分散。
7)流變助劑:對漆料提供良好流動(dòng)性和流平性,減少涂裝過程中的弊病
8)增稠劑:增加漆液的黏度,提高一次涂裝的濕膜厚度,并有防沉淀和防分層的作用。

9)防腐劑:防止漆液在貯存過程中霉變。
10)香精:使漆液具有愉快的氣味
11)著色劑:主要針對色漆而言,使得水性漆具有所需顏色。著色劑包括顏料和染料兩大類,顏料用于實(shí)色漆(不顯露木紋的涂裝),染料用于透明色漆(顯露木紋的涂裝)。
12)pH調(diào)節(jié)劑:調(diào)整漆液的pH值,使漆液穩(wěn)定。
13)蠟乳液或蠟汾:提高漆膜的抗劃傷性和改善其手感。
14)特殊添加劑:針對水性涂料的特殊要求添加的助劑,如防銹劑(鐵罐包裝防止過早生銹)、增硬劑(提高漆膜硬度)、消光劑(降低漆膜光澤)、抗劃傷劑、增滑劑(改善漆膜手感)、抗粘連劑(防止涂層疊壓粘連)、交聯(lián)劑(制成雙組分防火涂料時(shí),提高綜合性能)、憎水劑(使涂層具有荷葉效應(yīng))、耐磨劑(增加涂層的耐磨性)、紫外線吸收劑(戶外用漆抗老化,防止變黃)等。

15)離子水:配方設(shè)計(jì)時(shí)往往還要添加少量的去離子水以便生產(chǎn)制造。
?。ǘ┧凿摻Y(jié)構(gòu)防火涂料的特性
1、顏料分散性差;
2、表面張力大;
3、蒸發(fā)潛熱大,即其受溫度及濕度影響大;
4、分散安定性不好,抗剪切力性能差;導(dǎo)電性好,腐蝕性高。
?。ㄈ┧凿摻Y(jié)構(gòu)防火涂料的優(yōu)點(diǎn):
1.以水作溶劑,節(jié)省大量資源;水性涂料消除了施工時(shí)火災(zāi)危險(xiǎn)性;降低了對大氣污染;水性涂料僅采用少量低毒性醇醚類有機(jī)溶劑,改善了作業(yè)環(huán)境條件。一般的水性涂料有機(jī)溶劑(占涂料)在10%~15%之間,而陰極電泳涂料已降至1.2%以下,對降低污染節(jié)省資源效果顯著。
2.在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工;水性涂料對材質(zhì)表面適應(yīng)性好,涂層附著力強(qiáng)。
3.涂裝工具可用水清洗,大大減少清洗溶劑的消耗。

4.電泳涂膜均勻、平整。展平性好;內(nèi)腔、焊縫、棱角、棱邊部位都能涂上一定厚度的涂膜,有很好的防護(hù)性;電泳涂膜有**好的耐腐蝕性,厚膜陰極電泳涂層的耐鹽霧性**高可達(dá)1200h。
?。ㄋ模┧凿摻Y(jié)構(gòu)防火涂料的缺點(diǎn):
1.對施工過程中及材質(zhì)表面清潔度要求高,因水的表面張力大,污物易使涂膜產(chǎn)生縮孔。
2.對抗強(qiáng)機(jī)械作用力的分散穩(wěn)定性差,輸送管道內(nèi)的流速急劇變化時(shí),分散微粒被壓縮成固態(tài)微粒,使涂膜產(chǎn)生麻點(diǎn)。要求輸送管道形狀良好,管壁無缺陷。
3.對涂裝設(shè)備腐蝕性大,需采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料,設(shè)備造價(jià)高。水性涂料對輸送管道的腐蝕,金屬溶解,使分散微粒析出,涂膜產(chǎn)生麻點(diǎn),也需采用不銹鋼管。
4.蒸發(fā)潛熱大,對施工環(huán)境溫度、濕度要求高。溫度必須在5℃以上、濕度必須在85%以下。否則,涂層完全干透的時(shí)間則很長,甚至涂裝失敗。
5.涂膜、涂層的耐水性差。水性涂料的介質(zhì)一般都在微堿性(ph7.5~ph8.5),樹脂中的酯鍵易水解而使分子鏈降解,影響涂料和槽液穩(wěn)定性,及涂膜的性能。
6.膨脹型阻燃體系是的部分化學(xué)成溶于水,會(huì)隨著雨水沖刷或侵泡流失或從涂層中逸出,影響其耐久性。關(guān)于水性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料使用年限問題有等于研究。
雖然水性膨脹型存在諸多問題,但隨著新材料的應(yīng)用,配方的改良、工藝的進(jìn)步、設(shè)備的創(chuàng)新以及其它技術(shù)方面的不斷提升,有些問題將會(huì)在工藝上得到防止,有些問題將通過新材料的應(yīng)用、配方優(yōu)化和改良得到解決;有些問題將會(huì)通過生產(chǎn)和施工技術(shù)的改善和提高得以避免。