钢结构是现代建筑不可或缺的元素，广泛运用于公共及商业建筑。高层建筑的钢结构骨架需要特种防火涂层予以保护，不然失火时，它们的强度在短短的几分钟之内就会迅速降低，发生弯曲甚至坍塌。
防火涂料品种较多，其中，膨胀型防火涂料遇火能够膨胀至几十倍，形成具有防火作用的隔热层，进而在一定时间内延长支撑构件熔化或弯曲的速度，为救援争取更多的撤离时间。
膨胀型防火涂料涂层很薄，既美观又具有优异的耐火性能，同时还省工省料，有利于降低工程造价，因此被越来越多的钢结构建筑所采用。
没有采用膨胀涂料的钢梁
采用了膨胀涂料的钢梁
膨胀涂料一般由碳供体、酸供体、起泡剂等反应活性组分和有机基料组成。基料能够帮助泡沫膨胀、提升泡沫的长期稳定性，同时改善涂料的强度和耐久性，保持对基材的持久粘附力，因此基料的质量对于涂料配方至关重要。
大量研究显示，醋酸乙烯-乙烯（VAE）共聚物是制作高稳定性基料的理想材料，能够使防火涂料具备必需的弹性、强度及粘附性。
德国瓦克化学在VAE乳液领域已拥有超过80年的丰富经验。以瓦克VINNAPAS®威耐实® EZ 3066 VAE乳液为基料的膨胀型防火涂料在500°C临界温度条件下的耐受时间达到140分钟，因此防火等级完全达到F90的要求，在特定的配方下，甚至可以达到F120。
与此同时，作为一种水性基料，VINNAPAS®威耐实® EZ 3066适用于水性涂料，用其可配制成不含任何成膜溶剂的涂料，在生产过程中也不使用含APEO的材料，而VOC、残留醋酸乙烯酯单体、甲醛的含量也很低，因此能够满足高环境相容性的要求。
膨胀型防火涂料的化学组成
膨胀型防火涂料的作用机理
当涂层受热，乳液首先软化熔融，引起整个涂层的软化、塑化，起泡剂（三聚氰胺）在达到分解温度时，释放出不燃性气体，使涂层持续膨胀，形成泡沫层。
此时温度达到酸供体（聚磷酸铵）的分解温度，聚磷酸铵分解放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机聚偏磷酸。呈熔融的粘稠体作用于泡沫层，使涂层中碳供体（季戊四醇）和乳液脱水成碳反应。
当泡沫层达到最大体积时，泡沫层凝固碳化，生成致密的均匀海绵状炭化层。这种泡沫炭质层的结构是无定形碳结构，石墨的微晶体，本身不燃，具有较低的导热系数，因而有效地隔绝了空气和热源，达到阻止燃烧的目的。
聚磷酸铵热分解成氨气和磷酸，磷酸进一步脱水形成聚磷酸或者聚偏磷酸，促进碳供体及有机基料（乳液）脱水成碳，形成炭质层，氨气则起发泡作用。
碳供体（季戊四醇）在酸供体（聚磷酸铵）作用下发生脱水反应，在高温下进一步发生脱氢、碳化、化学键断裂等复杂的化学反应，形成炭质层结构，起泡剂受热分解出氨气，同时生成碳。
膨胀过程中发生的主要反应
防火涂料几大关键组分的主要分解温度区间
基于VAE乳液的水性防火涂料典型配方与测试性能
典型配方
采用VINNAPAS® 威耐实® EZ 3066的典型配方进行耐火测试
使用VINNAPAS®威耐实® EZ 3066乳液制备的防火涂料泡层强度高，粘附力强，不易脱落，同时具有优异的泡沫完整性和持久的泡沫稳定性。该基料与涂料中各添加剂的相容性好。使用该基料制备的涂料可以让干膜厚度（DFT）更小，不易开裂，从而让涂料更高效。
优异的性能，再加上不含APEO及低VOC等环境友好特性，VINNAPAS®威耐实® EZ 3066已成为膨胀型钢结构防火涂料的理想基料。
(0)
