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防火涂料在舰船舱室、海洋钢结构中的应用

日期: 2018-04-08 13:26 浏览次数 :

  为了提高舰船的舒适性、美观性,使用可燃性装饰材料的数量不断增加,给舰船带来了很大的火灾危险性。舰船的主体结构和舱壁基本为钢结构,而钢板易传热,耐火性能很差。以钢材作舰船的承重构件,在火灾高温作用下,当钢结构温度达到350℃、500℃及600℃时,钢结构强度分别下降1/3、1/2和2/3。在火场高温作用下,裸露的钢结构会很快出现塑性变形,产生局部破坏,甚至引起钢结构整体倒塌,造成严重伤亡事故和经济损失。因此,对钢结构材料进行防火保护,可为扑灭舰船火灾、抢救人员赢得宝贵时间。舰船舱室钢结构防火涂料进行了研究。针对舰船笙室特殊的环境,在舰船舱室钢材表面采用的防火涂料不仅要具有良好的防火性能,而且要满足底材防锈、无毒、良好的耐水性、耐热性和施工性能等综合技术要求。由于溶剂型膨胀防火涂料挥发剂的毒性和对环境的污染,不适宜在舰船舱室中使用,而常规的水性防火涂料达不到现代舰船舱室某些高湿度的特殊场合的使用要求,因此,它的研究者采用了复层涂装技术来满足钢材表面防锈和防火的双重要求。防火涂料体系由3种涂料组成:725一N06一07自固化水性无机富锌底漆、AFS1水性封闭中间漆和AF3-1水性膨防火涂料面漆。
  无机富锌底漆是在大气和海洋重腐蚀环境中保护钢铁的首选锈底漆。水性自固化无机富锌涂料在成膜过程中,无机粘结剂在同锌粉反应的同时还同基体金属铁反应,因此其耐蚀、耐久性等优于有机富锌底漆,但其使用除必须喷砂抛丸除锈外,另一个缺点是表面存在较多孔隙,锌本身又是两性物质,因此涂覆在它上面的面漆经常出现起泡、龟裂、甚至脱落等现象。
  国内各种水性防火涂料品种繁多,但大多数耐水性差,不能在海洋高湿度环境下使用。影响防火涂料耐水性的因素有基料的耐水性和填料的耐水性,其中基料作为涂料的黏结剂其耐水性至关重要。AF3-1水性膨胀防火涂料采用有机硅改性丙烯酸酯乳液作为主要成膜物质,解决了涂料耐水性能和防火性能之间的矛盾,使涂料具有无毒、防火、耐水等良好的综合性能,可满足舰船环境使用的要求。
  在船上涂装的防火涂料,不仅要求燃烧膨胀发泡时无剧毒气体挥发,而且涂膜在一定的舱容比下,所挥发的有害气体量应在相应的国军标规定的最高限度以内,如果有害气体严重超标,在舰船上是禁用的。由海军医学研究所根据GJ B 3881一1999《舰船用非金属材料毒性评价程序规程》规定的程序和方法对AF3-1水性防火涂料进行评定,挥发的有害气体均在国军标GJ B 11.2一1992、GJ B 1l.3一1992、GJ B 11A一1998规定的范围内。
  由725一N06-07自固化水性无机富锌底漆、AFS1水性封闭中间漆和AF3-1水性膨胀防火涂料面漆组成的配套涂料体系,根据使用环境的特点,对其进行了附着力、耐水性、耐湿热、耐油性等方面的性能试验。配套涂料体系涂装厚度为:底漆(725一N06一07自固化水性无机富锌底漆)1道,40μm;中间漆(AFS1水性封漆)2道,40μm;面漆(AF3-1水性膨胀防火涂料)3道,350μm,该水性膨胀涂料配套体系具有优异的耐水性和良好的耐湿热性能。2001年1月在南海某船上曾进行实船试验,以考察该防火涂料体系的实用效果。
  THERMO-LAG防火涂料是一种组分、环氧基的涂料。该涂料遇火会从固体直接升华为气体,升华作用会吸收大量热能,并形成与燃烧热量传递方向相反的气体逆对流,从而起到阻碍燃烧的作用。该涂料的防火机理从某种角度上讲类似干冰。
  THERMO-LAG440涂料由于采用环氧树脂作为基料,因此它具有长效、耐久、耐蚀及可多种方式涂覆(喷涂、刮涂、刷涂等)、施工方便的特点。但由于该涂料不耐水,因此凡在长期积水的区域,应在该涂料上至少喷涂25 m环氧涂料,而在易积水的部位该涂料通常刷成一个坡度以利排水。由于THERMO-LAG440涂料遇火会挥发成有害气体,所以不能使用在居住舱室内部。
  EGA088/089环氧封闭漆的复涂间隔较长,在分段阶段完成无机锌底漆与封闭漆的施工后,待合拢成型后再喷涂防火涂料。防火涂料喷涂结束后,需在其上喷涂一层面漆以起到封闭的作用。防火涂料时间长会发黄,可喷涂用户所需要颜色的面漆,使之更易于维护和清洗。面漆品类的选择一般为环氧类或聚氨酯类面漆。在XJ工程项目中,选用了聚氨酯类可覆涂面漆PQ13000/015。经过上述处理,可实现海洋钢结构的防火绝缘,有利于海洋钻井平台等场火灾时的安全撤离和疏散。