总结
膨胀型涂料系统是旨在抑制火灾影响的一系列被动防火保护(PFP)系统之一。相较于混凝土包覆或防火板材等其他PFP系统,膨胀型涂料系统具备多项优势:其施工与维护更为简便,且可涂饰任何装饰性或保护性面漆。因此,在新建筑及既有建筑改造项目中,该类系统的应用正日益广泛。
膨胀型涂料系统在与底漆和/或面漆配套使用时,其耐久性得以提升,这在严苛暴露环境中尤为重要。然而,为确保防火保护性能,系统内所有涂层必须兼容且经认证。若底漆和/或面漆存在兼容性问题,系统可能需早于规定时限进行维护或重新涂装,导致业主产生额外成本。最严重情况下,底漆或面漆可能对膨胀型涂料的防火性能产生意外负面作用。
什么是膨胀型涂料?
当钢材温度升至500°C以上时,钢材强度相比室温下会迅速减半。火灾中,未加保护的钢结构可在15分钟内达到该温度,结构可能因此垮塌。
膨胀型涂层为反应型涂层,可在规定耐火时限内保持结构钢的承载能力。当温度升至250°C以上时,涂层膨胀并形成无机碳质焦层,隔绝基体与火场热量,从而延长钢材承载时间,为人员疏散、应急响应及消防扑救争取更多时间。
膨胀型涂层为反应型涂层,可在规定耐火时限内保持结构钢的承载能力。当温度升至250°C以上时,涂层膨胀并形成无机碳质焦层,隔绝基体与火场热量,从而延长钢材承载时间,为人员疏散、应急响应及消防扑救争取更多时间。
滑移测试程序
在严苛暴露环境下用于钢材防火时,膨胀型涂料系统通常包含多层不同涂料,通常为双涂层体系(底漆+膨胀层)或三涂层体系(底漆+膨胀层+面漆)。具体体系选择取决于外部环境的潜在侵蚀性/风化作用。

图1 典型膨胀型涂层系统
各道涂层在体系中均承担关键作用,故须确保体系内全部涂层已完成整体测试。在第三方实验室对膨胀型产品进行正式防火测试时,每款产品均在指定干膜厚度下覆涂于一种底漆之上(部分情形亦含面漆)。经进一步测试后,同一涂料制造商的其他底漆及面漆可与该膨胀型产品配套使用。
因此,涂料制造商依据公认行业标准,将特定底漆与面漆纳入其膨胀型涂层系统并获得认可,所采用标准包括最常用的 EOTA 欧洲评估文件 EAD 350402-00-1106 及 CEN 欧洲标准 EN 16623。部分情况下,制造商亦可能进行超出强制范围的测试,以验证其他关键性能,如常温附着力或重涂间隔。
因此,涂料制造商依据公认行业标准,将特定底漆与面漆纳入其膨胀型涂层系统并获得认可,所采用标准包括最常用的 EOTA 欧洲评估文件 EAD 350402-00-1106 及 CEN 欧洲标准 EN 16623。部分情况下,制造商亦可能进行超出强制范围的测试,以验证其他关键性能,如常温附着力或重涂间隔。
底漆的作用
在标准涂层体系中,底漆确保涂层附着基材并提供钢材额外防腐蚀保护。当作为膨胀型涂料体系组成部分时,底漆具备附加功能:保障遇火时炭化层对钢材的粘附性。该特性称为‘粘附性’。
膨胀型涂料体系所用底漆多为标准防腐底漆,不具备固有耐热性。底漆暴露于高温时,尤其在较高干膜厚度下,常发生与钢材基材的粘附失效。火灾中可能导致膨胀炭化层剥离,致使钢材急剧升温,进而影响膨胀型涂料性能。因此,底漆需作为膨胀体系组成部分进行测试认证。
底漆系列的测试与认可
根据EAD 350402-00-1106规定,底漆可基于通用原则进行测试认证(即若某类型底漆在特定干膜厚度下验证有效,则整个涂料系列均可获批)。如上所述,底漆干膜厚度是关键因素。因此,每个底漆系列均规定最大干膜厚度(不得超过200微米)。底漆的最终审批需由膨胀型涂料制造商提供。


图 2. 底漆'粘附性'的重要性:左图示出炭化层形成良好且附着基材;右图显示因粘附性不佳导致钢材裸露于火中的状况。
面漆的作用
面漆为涂覆表面提供外观与色泽。但在C3级以上等严苛暴露环境中,其主要功能是充当膨胀层的密封涂层,确保膨胀型涂料免受湿气及其他环境因素侵蚀。因此,面漆选择取决于涂层体系所处风化与腐蚀环境。
密封效应取决于面漆类型(通常基于基料化学特性)及施工干膜厚度。若采用不兼容面漆或过低干膜厚度,将导致膨胀型涂料防护不足,进而引发涂层早期退化并最终丧失成炭特性。若干膜厚度过高,面漆可能阻碍炭化层形成,致使耐火时间缩短。


图3:密封效应重要性图示:左图显示良好的炭化膨胀;右图为暴露退化的膨胀型涂料,未显现成炭特性。
面漆测试与认证
与底漆不同,面漆需单独进行测试与认证。但类似底漆,干膜厚度是关键参数,并将于认证文件中明确规定。依据EAD350402-00-1106标准的测试要求,需证实应用于测试板基材并经受风化的涂层体系能继续保持形成炭层的能力。
为您的膨胀型防火体系选择合适的底漆和面漆
涂料制造商已核定各款膨胀型防火涂料的兼容底漆与面漆清单,并标注推荐干膜厚度。使用非兼容底漆或面漆可能导致额外维护需求,并降低防火性能。因此,必须选用经制造商核准的配套涂层,且须由制造商确认整体防火系统能够达到预期防火时长。