王国建教授：钢结构防火涂料的可持续发展

    最近，网友“@刘思宇”的一条微博“见过消防队把自己烧了的没？兰州消防特勤中队做到了。”引起七万多条转发。“火灾、消防”一度成为微博热点话题。
    人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。以色列希伯来大学2004年报告说，人类用火的历史可以追溯到79万年前。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结防火的措施，才能尽量减少火灾对人类造成的危害。
    回顾多年以来的火灾事故：上海胶州路大火、天津蓟县“6·30火灾”都给社会与人民造成巨大损失。据统计，我国城市火灾平均为5万次/年，占全球城市火灾的三分之一。火灾造成的巨大损失不容小觑。
    就此，记者专程约见了同济大学高分子材料研究所所长王国建教授，请他就现今的防火涂料技术作出扼要概述。也同时解答网友们关心的防火问题。
    同济大学高分子材料研究所所长王国建教授与编辑吴墚纯合影
    “救生”——防火涂料概念意义
    我国的防火涂料历史可以追溯到上世纪70年代初，以水玻璃等为基料。后来又出现了以不饱和聚酯树脂和环氧树脂拼为基体的溶剂型防火涂料。上一世纪八十年代乳胶型防火涂料问世，这些防火涂料均以脱水成炭催化剂（聚磷酸铵APP）、成炭剂（季戊四醇PER）和发泡剂（三聚氰胺MEL）为防火助剂，即P-C-N体系。80年代后，防火涂料发展迅速，钢结构、电缆、隧道及木材表面装饰皆可利用防火涂料涂层达到防火的目的。那什么才是防火、阻燃的具体含义呢？防火涂料的真正价值又何在呢。
    王教授用这样一种比喻来通俗的解释防火与阻燃的区别，他说，防火是“牺牲自己保护别人”，防火涂料在燃烧过程中，实质上是保护钢结构，而涂料本身的结构被破坏了，故使用防火涂料的目的是保护钢结构在一定时间内不被破坏。阻燃则是“保护自己”，使材料本身不燃烧起来。这两个是不同的概念，但是异曲同工，因其都是与“火”打交道，都起了防火保护作用。
    他还表示，同济大学高分子材料研究所在防火与阻燃两方面都着力研究，并且与中国最早研究防火涂料的四川消防研究所互相合作，开发防火涂料产品。并且在产品领域、技术革新成果方面屡获得殊荣：教育部技术发明二等奖、上海市科技进步二等奖、上海技术发明三等奖等。同济大学高分子材料研究所借前人之鉴、以自身学术优势不断突破，不断革新，在防火涂料等领域得到各方肯定。
    略述现今防火涂料的主要衡量标准，其中之一就是耐火极限。钢结构在受火之后，会逐渐软化而失去强度。在一定载荷下能够经受火焰灼烧的时间称为耐火极限。最早我国国家标准规定的防火涂料耐火极限达到半小时即为合格，2002年重新修订后，耐火极限要求达1小时以上才为合格。而目前市场上正规厂商提供的防火涂料，耐火极限一般可达1小时30分以上。所采用的防火涂料的耐火极限时间长短，意义非同小可。不难想象，钢结构建筑在受火后1小时之内坍塌和1.5小时内坍塌，造成的人员、财产损失区别巨大。虽短短半小时，能使得更多人逃生，挽救大量生命。如美国9?11大火，虽最终楼倒人亡，但若是再能延长半小时坍塌，逃生人员或可增加以千百计。因此，“救生”才是防火涂料应用的真正意义。
    我国防火涂料发展虽已有多年，但尚存在较多技术问题。王教授指出，防火涂料厚度大，一般要达2mm以上，有别于普通油漆只需零点几毫米的厚度。因此施工时往往需要经过20多道涂刷才能达到要求，对施工人员的操作要求较高，施工周期也较长。此外，钢结构建筑常常做防锈和防腐蚀处理，而防火涂料通常在防腐蚀涂料施工之后涂刷。如果采用的防腐蚀涂料与防火涂料匹配性不好，一旦燃烧，防火涂料层可能会与防腐蚀涂料脱开而剥落，失去防火作用。针对这种情况，同济大学高分子材料研究所经过多年研究，成功将防火与防腐蚀两大功能合二为一，实现了“一种涂料两大功能”，大大推进了我国防火涂料的技术水平。
    环保型防火涂料溶剂走向水性化
    环保型涂料是当今涂料市场开发的重点方向。早期的涂料、油漆是溶剂型的，这些溶剂型的油漆、涂料会挥发出有毒有害物质。而现在的涂料向水性化趋势发展，零VOC含量。防火涂料也在向水性化方向发展。同济大学高分子材料研究所在这一方面也作了大量的工作。
    常识来说，涂料中的卤素在燃烧时会释放出氯化氢、溴化氢等有害气体，这些气体对人体有强烈的窒息作用。故而往往火灾中，人往往不是死于大火，而是死于烟幕雾窒息。涂料在生产、施工中有害气体的挥发对人员、环境也有很大影响。王教授拿出了最近检测的一份检测报告，从中可以看到，在他们研制的水性防火涂料中，有害金属化合物、卤素含量、VOC含量均检测不出，十分环保绿色。
    涂料的“粉末化”、“高固体化”、“水性化”是涂料行业发展的必然方向。故而，防火涂料的发展必须紧跟这一形式，才能可持续发展。此外，防火涂料的装饰性越来越受到人们关注。因此同济大学高分子材料研究所目前正在进行的透明、超薄（厚度0.8mm以下）的高装饰性防火涂料的研制，将为防火涂料市场提供新的品种。
    后记
    我国涂料工业，从1915年开林油漆厂在中国创建以来，至今已有近百个年头。在近百个年头里，科学技术的步步攀升，使得涂料工业的从业人员不断谋求着行业的进步和发展。
    涂料新产品的开发，融入了许多的专研与尝试。新产品的诞生绝非一日之功，可能耗上5年甚至10年时间才能开发出一类新品。而推动着涂料行业技术不断革新产品不断突破的内核是几代涂料人的心血结晶。
    不难发现，百年之中，涂料行业边走边寻，新老交替，探索发展，变革创新。而其中唯一不变的是涂料行业从业人员们兢兢业业的专研和开拓。至今的百年历程，换来了涂料行业的蓬勃发展不断壮大，自主研发技术大量踊跃呈现。相信新的时代新的契机，涂料行业一定能再次雄起，创建出更多属于中国的“自主革新力量”。