水性无毒低烟膨胀型防火涂层材料的研究与应用

本项目属于材料科学、化学工程、环境科学与工程、安全工程等多学科交叉的环境友好型火灾安全材料与技术领域。

本项目在自主开发了水性环氧—丙烯酸酯乳液成膜物、丙烯酸本体杂化乳液成膜物、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液、腰果壳改性环氧树脂成膜物的基础上，开发了水性环氧—丙烯酸酯乳液饰面型防火涂料、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液饰面型防火涂料、丙烯酸本体杂化乳液钢结构防火涂料和无溶剂膨胀型防火涂料，揭示了聚合物基膨胀型防火涂料的防火与生烟机理，开发了一系列聚合物基膨胀型防火涂料抑烟技术，并为防火涂层材料在投入工程环境实际应用一段时间后的防火性能及使用寿命提供了科学的评价方法，形成了新型系列水性无毒低烟防火涂层材料的产品与技术。以满足航空航天、钢结构建筑和高层建筑等的防火安全需要。

1. 水性环氧—丙烯酸酯乳液成膜物、丙烯酸本体杂化乳液成膜物、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液、腰果壳改性环氧树脂成膜物，实现了涂层材料的高性能化。克服了传统防火涂层材料附着力差、耐候性差、易脆裂等致命缺点。

2. 以水性环氧—丙烯酸酯乳液成膜物和、丙烯酸本体杂化乳液、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液、腰果壳改性环氧树脂为成膜物，开发了四类无毒低烟膨胀型防火涂料，突破传统防火涂料VOC值高、燃烧时释放大量有毒烟气问题，实现VOC值小于50g/L的技术指标防火，同时将涂层在燃烧释放烟气量控制在极低的范围，将防火涂料的表干时间提高4倍和粘结强度提高2倍，达同类技术的国际先进水平。

3. 建立了饰面与钢结构防火涂料抑烟性能和烟毒性参数测试方法，揭示了低烟无毒膨胀防火涂料的防火与生烟机理，开发出一套针对膨胀型防火涂料的防火抑烟技术。

4. 形成了完善的聚合物基低VOC低烟膨胀型防火涂料的生产工艺流程和操作规范，并制定了系统的生产和质量控制的相关管理文件和技术标准。

该成果获青岛市科技进步二等奖和中国化工专利优秀奖，共申请国家发明专利授权14件，已授权10件。发表论文30余篇。培养博士2名，硕士15名，学士30名。

目前，该项目已经应用于国防及民用建设的重大工程中，如：大型运输机、海洋船舶，钢结构机场航站楼，高层建筑和地下工程（如隧道）等。

近三年共生产系列水性无毒低烟膨胀型防火涂料4000余吨，实现销售收入3.3亿余元。产生了较大的军事、经济、社会效益和环境效益。此涂层材料的产业化，推动了涂料领域的发展，提高了涂层材料的技术水平、科技含量。为国家环境保护和消防安全做出了较大贡献。

本项目属于材料科学、化学工程、环境科学与工程、安全工程等多学科交叉的环境友好型火灾安全材料与技术领域。 本项目在自主开发了水性环氧—丙烯酸酯乳液成膜物、丙烯酸本体杂化乳液成膜物、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液、腰果壳改性环氧树脂成膜物的基础上的基础上,开发了水性环氧—丙烯酸酯乳液饰面型防火涂料、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液饰面型防火涂料、丙烯酸本体杂化乳液钢结构防火涂料和无溶剂膨胀型防火涂料,揭示了聚合物基膨胀型防火涂料的防火与生烟机理,开发了一系列聚合物基膨胀型防火涂料抑烟技术,并为防火涂层材料在投入工程环境实际应用一段时间后的防火性能及使用寿命提供了科学的评价方法,形成了新型系列水性无毒低烟防火涂层材料的产品与技术。以满足航空航天、钢结构建筑和高层建筑等的防火安全需要。 1.水性环氧—丙烯酸酯乳液成膜物、丙烯酸本体杂化乳液成膜物、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液、腰果壳改性环氧树脂成膜物,实现了涂层材料的高性能化。克服了传统防火涂层材料附着力差、耐候性差、易脆裂等致命缺点。 2.以水性环氧—丙烯酸酯乳液成膜物和、丙烯酸本体杂化乳液、醇酸—丙烯酸酯杂化乳液、腰果壳改性环氧树脂为成膜物,开发了四类无毒低烟膨胀型防火涂料,突破传统防火涂料VOC值高、燃烧时释放大量有毒烟气问题,实现VOC值小于50g/L的技术指标防火,同时将涂层在燃烧释放烟气量控制在极低的范围,将防火涂料的表干时间提高4倍和粘结强度提高2倍,达同类技术的国际先进水平。 3.建立了饰面与钢结构防火涂料抑烟性能和烟毒性参数测试方法,揭示了低烟无毒膨胀防火涂料的防火与生烟机理,开发出一套针对膨胀型防火涂料的防火抑烟技术。 4.形成了完善的聚合物基低VOC低烟膨胀型防火涂料的生产工艺流程和操作规范,并制定了系统的生产和质量控制的相关管理文件和技术标准。 该成果获青岛市科技进步二等奖和中国化工专利优秀奖,共申请国家发明专利授权14件,已授权10件。发表论文30余篇。培养博士2名,硕士15名,学士30名。 目前该项目已经应用于国防及民用建设的重大工程中,如：大型运输机、海洋船舶,钢结构机场航站楼,高层建筑和地下工程（如隧道）等。 近三年共生产系列水性无毒低烟膨胀型防火涂料4000余吨,实现销售收入3.3亿余元。产生了较大的军事、经济、社会效益和环境效益。此涂层材料的产业化,推动了涂料领域的发展,提高了涂层材料的技术水平、科技含量。为国家环境保护和消防安全做出了较大贡献。