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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蔓延。防火涂料按阻燃機理不同，可分為膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料兩大類。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，因此在對美觀性有較高要求的場合(高標準建筑市場)如高層建筑、機場航站樓、火車站等得到廣泛應(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兩種，近年來隨著人們環(huán)保意識的不斷增強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，譬如通過長可達2.5 h的中國消防委托檢驗。國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，具體如下：
1.1 施工的環(huán)境條件
水性防火涂料的干燥過程始終伴有水的揮發(fā)，因此適中的溫度和良好的通風至關(guān)重要。與溶劑型涂料相同，施工時鋼材表面溫度應(yīng)至少高于露點溫度3 ℃，而大氣及底材溫度在10～40 ℃時，水性防火涂料的干燥性能達到最佳。濕度對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，燃油加熱機會產(chǎn)生水汽從而對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)進行打磨。與溶劑型防火涂料類似，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涂料體系必備的防腐性能，同時它應(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)生兼容性問題，且發(fā)生問題之后也很難界定責任，因此一站式服務(wù)的涂料廠家(同時提供防火和防腐涂料)得到了市場的青睞。大型涂料廠家如國際油漆甚至會提供通過認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，積水和長時間冷凝蒸汽會降低其壽命，甚至導致涂料起泡、失效。施工面漆對防火涂料進行防護(或稱之為“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)避免過度攪拌。過度攪拌會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，通常來說一般只在小范圍區(qū)域及修補時采用。此外，壓縮空氣驅(qū)動的無氣噴涂泵應(yīng)做相應(yīng)修改以適應(yīng)該涂料的施工，比如：應(yīng)加裝一個過濾裝置，以避免外部的污染物進入噴涂泵造成阻塞；去掉任何濕部延長膠頭，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到目標膜厚。
經(jīng)過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)過恰當?shù)氖┕ぃ┕げ划敃l(fā)生不同類型的涂膜缺陷，水性防火涂料的涂膜缺陷有其自身的特點。
2.1 開裂
水性防火涂料的開裂表現(xiàn)為表面不再平整光滑而是有頭發(fā)狀細小裂紋。
過度施工(over application)和施工環(huán)境是導致涂膜開裂的兩個主要因素�，F(xiàn)場的過度施工，容易導致單道涂膜施工超出涂料本身所能承受的最大單道厚度。此時涂膜最外層的涂料逐漸固化，表面涂膜變得致密、堅硬；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裂。在鋼結(jié)構(gòu)邊角及接縫處容易因為過度施工而造成涂膜過厚、開裂。
施工溫度過低也是引起水性防火涂料開裂的一大因素。同時大風天氣下施工，涂膜則更易開裂。溫度過低時涂膜固化速度降低，硬干時間及覆涂間隔延長，涂層內(nèi)部的水汽揮發(fā)減緩，而大風天氣造成表層水分揮發(fā)過快，同樣引起溶劑揮發(fā)受阻而造成開裂。
此外，涂料體系不配套也會導致涂膜出現(xiàn)開裂。如在彈性防火涂料表面涂刷普遍非彈性防火涂料，很容易造成面漆開裂和起鼓脫層。
發(fā)生涂料開裂時一般應(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，同時應(yīng)用濕膜卡定期測量涂膜厚度，防止涂層過厚。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，避免問題的重復(fù)發(fā)生。遇到大風天氣則應(yīng)采取適當措施進行阻擋，防止大風對涂膜固化造成影響。
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。
同其他類型涂料一樣，水性防火涂料有最大施工膜厚的限制，過度噴涂超過該膜厚施工則會引起涂膜流掛。流掛通常發(fā)生于鋼材的拐角、邊角等區(qū)域，該部分區(qū)域容易導致涂膜的疊加累積而產(chǎn)生過厚涂膜，此外施工技術(shù)差(槍嘴離鋼板太近)或過度稀釋也會導致此種現(xiàn)象的發(fā)生。添加過多稀釋劑后將會影響涂料的黏度，造成涂料黏度下降，涂膜流動性增強，因而更易發(fā)生流掛。
發(fā)生流掛的區(qū)域一般采用動力工具打磨去除流掛涂層，對膜厚不達標部位需要補涂。為了美觀，可霧噴一道修平。對施工技術(shù)較差的工人，應(yīng)進行施工培訓，掌握合理的施工技巧；對鋼材邊角應(yīng)進行預(yù)涂施工；同時遵循涂料廠家的意見，以恰當比例進行稀釋，避免過度稀釋。
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)域相對于其他涂膜區(qū)域的整體向下滑移，涂膜下滑后會產(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，會導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，應(yīng)去掉受損涂膜，對基材除油后進行修補。同時在現(xiàn)場找出污染源，采取相應(yīng)措施對污染源進行隔絕即可。
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裂，可以拿工具把鼓泡挑開。同時涂膜的附著力變差，有塊狀的脫落。但水性防火涂料的起泡卻有其獨特特點。
水性防火涂料的化學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，受熱時可稱為強脫水劑，使得許多高聚物生成碳化物，同時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在使用過程中存在一些目前難以克服的問題——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。APP聚合度在200～400時，涂料的耐水性較差，涂料組分易發(fā)生相分離和沉淀，導致穩(wěn)定性下降。選擇高聚合度的APP有利于增強防火涂料的耐水性，但目前市場上仍以低聚合度APP為主，這導致水性防火涂料對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情況下，外界高濕度水汽及雨水易對涂膜造成致命影響�，F(xiàn)場防火涂料起泡脫落現(xiàn)象是由流水或雨水沖刷導致的。涂膜施工后在未做面漆保護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 ℃，最高相對濕度小于80%且底材溫度高于露點溫度3 ℃以上。實際施工時，當天氣條件持續(xù)惡化，如溫度降至10 ℃以下時，應(yīng)停止施工，否則會有水汽凝結(jié)的危險。有條件的情況下，建議在惡劣天氣狀況時開啟環(huán)境控制設(shè)備如除濕機以便達到良好的施工效果，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)注意避免長期的水汽冷凝及積水出現(xiàn)，以免對防火涂料的防火性能造成影響。已經(jīng)發(fā)生起泡開裂的區(qū)域，防火涂料的性能受到影響，應(yīng)當重新打掉噴涂新的涂料。同時現(xiàn)場施工時應(yīng)注意天氣狀況，防止雨水對未固化的涂膜造成影響。已經(jīng)固化的涂膜也應(yīng)當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)防火場合，在前期設(shè)計時也應(yīng)注意不要設(shè)計用于室外鋼結(jié)構(gòu)，以免發(fā)生防火涂料早期起泡失效的風險。
3 結(jié) 語
水性防火涂料的開發(fā)及應(yīng)用近幾年來得到飛速發(fā)展，其防火性能也與溶劑型防火涂料相差無幾。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)。任何涂料的不當施工都會導致涂膜缺陷的產(chǎn)生。良好的施工技巧及經(jīng)驗非常重要，發(fā)生缺陷的涂膜應(yīng)及時去除，根據(jù)具體情況分析原因并避免再次發(fā)生。
