基本信息
- 項目名稱：
- 新型膨脹型隧道防火涂料的制備及其對隧道鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的隔熱防火保護作用研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品針對目前廣泛應(yīng)用的隧道防火涂料與混凝土粘結(jié)性差，以及施工時釋放大量有毒有害有機分散劑，且火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生大量有毒有害煙氣的缺點，采用環(huán)氧樹脂和水泥為成膜物質(zhì)，賦予本隧道涂料優(yōu)良的粘接性能和防水性能；另外采用水作為分散劑，避免施工過程中有毒有害揮發(fā)物的釋放，同時本產(chǎn)品采用物理膨脹劑可膨脹石墨為阻燃劑，具有良好的隔熱隔氧作用，從而對基體起到良好的防火保護作用。
- 詳細介紹：
- 三、 本作品“揚華之星”隧道防火涂料針對目前廣泛應(yīng)用的隧道防火涂料與混凝土粘結(jié)性差，在車輛通行時產(chǎn)生的強風(fēng)和振動作用下容易脫落，以及施工時釋放大量有毒有害有機分散劑，且火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生大量有毒有害煙氣的缺點，采用具有“萬能膠”之稱的環(huán)氧樹脂和水泥為成膜物質(zhì)，充分利用環(huán)氧樹脂的疏水性及其與混凝土的高粘接性，賦予本隧道涂料優(yōu)良的粘接性能和防水；另外采用水作為涂料的分散劑，避免施工過程中有毒有害揮發(fā)物的釋放，同時本產(chǎn)品采用物理膨脹劑可膨脹石墨為阻燃劑，可膨脹石墨在受火時發(fā)生膨脹，形成一層很厚的乳蟲狀且致密的膨脹碳層,該碳層具有良好的隔熱隔氧作用，從而對基體起到良好的防火保護作用。本作品隧道防火涂料本身不燃，.且受火時不產(chǎn)生有毒有害氣體，具有良好的環(huán)境友好性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 隧道火災(zāi)與一般火災(zāi)相比具有溫度高、煙霧大、撲救和人員疏散困難的特點，因此隧道防火已成為當前消防行業(yè)刻不容緩的任務(wù)。在多種隧道防火保護方法中，防火涂料是最為經(jīng)濟有效，也是應(yīng)用范圍最廣的一種。根據(jù)隧道火災(zāi)特點和隧道設(shè)計規(guī)范的要求，防火涂料應(yīng)該具有以下特征： 1）燃燒時不應(yīng)有有毒氣體產(chǎn)生，并趨向于環(huán)保型，便于隧道火災(zāi)的滅火及隧道的修復(fù)； 2）隧道一般都比較潮濕，并且車輛通過時，還要產(chǎn)生強風(fēng)和震動，因此隧道防火涂料還必須兼顧涂料的附著性； 3）隧道工程工期緊、施工量大，因此，應(yīng)充分考慮施工的方便性和效率，涂料應(yīng)既可以人工抹涂，又可以機器噴涂； 4）工程成本較低，以便推廣使用 本涂料的創(chuàng)新和優(yōu)勢在于以下幾點： 1、環(huán)境友好性強。本涂料中成膜物質(zhì)采用環(huán)氧樹脂乳液，固化劑采用水性環(huán)氧-胺加成型固化劑XY-200，兩個體系均可溶于水，提高了涂料的環(huán)保性能；2、阻燃性能好。作為阻燃劑，膨脹石墨膨脹率可達200—400ml//g，在受熱時，膨脹石墨能夠形成蠕蟲狀的膨脹炭層，減緩了可燃氣體與氧氣向燃燒界面的遷移速度，使涂料具有良好的耐火性能。同時膨脹石墨本身無毒且在受熱時不會產(chǎn)生有毒和腐蝕性氣體，從而大大降低了燃燒時的發(fā)煙量，符合隧道防火涂料關(guān)于有毒氣體釋放量低的要求。 3、粘接性好。本涂料成膜物質(zhì)采用環(huán)氧乳液和水性環(huán)氧胺加成型固化劑，在提高了涂料對于基材的粘接能力。
科學(xué)性、先進性
- 首先，本涂料的環(huán)境友好性強，耐水、耐堿性好。由于環(huán)氧樹脂僅能溶于有機溶劑，因此以環(huán)氧樹脂作為成膜物質(zhì)的涂料多為溶劑型涂料。本涂料中利用聚乙二醇和環(huán)氧樹脂，采用相反轉(zhuǎn)技術(shù)制備了環(huán)氧樹脂專用乳化劑，從而制得了可溶于水的環(huán)氧樹脂微細狀乳液，解決了一般環(huán)氧涂料中稀釋劑污染環(huán)境的問題，提高了涂料的環(huán)境友好性。同時成膜物質(zhì)環(huán)氧乳液和水性環(huán)氧胺加成型固化劑賦予涂料良好的耐水、耐堿性能。 其次，本涂料的具有高阻燃性，且阻燃性能穩(wěn)定。涂料中采用了膨脹石墨作為阻燃劑，膨脹石墨在火災(zāi)中會膨脹形成蠕蟲狀碳層，有效阻隔熱量相基材表面的傳遞，同時還能減緩可燃氣體和氧氣向燃燒界面的擴散速度，具有良好的阻燃性能。 最后，本涂料易于施工。本涂料施工時不需要多次涂刷，由于流平性較好，在對隧道中混凝土進行表面處理之后一次涂刷即可完成施工，可采用人工涂刷，也可采用機器噴涂，符合隧道工程工期緊、施工量大的特點。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 成品展示（分為A、B組分）
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1涂料的涂刷方法：將涂料的A、B、C三組分按規(guī)定比例混合到攪拌機中，攪拌均勻后，用刷子在作業(yè)面表面上均勻涂刷即可。本涂料施工簡單且為一次涂刷，符合隧道防火涂料的要求。 2適用范圍：各類公路及鐵路隧道。 3推廣前景：隨著我國隧道技術(shù)發(fā)展，我國已成為世界上隧道最多、最復(fù)雜、發(fā)展最快的國家。由于隧道內(nèi)通風(fēng)排煙不好、照明系統(tǒng)易破壞，并且部分隧道供水不能得到有效保障，因此隧道火災(zāi)具有溫度高、煙氣量大、不易于撲救和疏散、并且極易形成二次火災(zāi)的特點。因此在完善隧道疏散應(yīng)急預(yù)案的同時，隧道防火也是當前消防行業(yè)工作的重點。目前隧道的防火措施有加厚混凝土層、在混凝土中添加聚丙烯纖維、采用自動噴淋、涂刷防火涂料等方法，從經(jīng)濟角度和可實施角度來看，涂刷防火涂料都是隧道防火措施的首選。 本涂料具有耐水性、耐堿性優(yōu)良，易于涂刷，受火作用后有毒氣體釋放量小、與基材的粘接能力強等優(yōu)點，均符合隧道防火涂料的要求。同時本涂料的價格較為低廉，因此估計市場前景良好。
同類課題研究水平概述
- 目前提高隧道鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防火措施主要有安裝噴淋滅火系統(tǒng)、額外設(shè)置混凝土犧牲層、在隧道表面安裝防火板材或其他防火材料以及在隧道砌體上噴涂防火涂料。每種防火措施各有優(yōu)缺點，從性能、成本以及施工方便性綜合考慮，噴涂防火涂料是現(xiàn)階段隧道防火的最佳選擇[4]。隧道防火涂料是一種涂覆于隧道側(cè)壁和拱頂，對隧道側(cè)壁和拱頂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)起隔熱防火保護作用，避免隧道內(nèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)時強度降低、炸裂及襯內(nèi)鋼筋破壞失去支撐能力而崩塌。 我國隧道防火涂料研究起步晚，基礎(chǔ)薄弱，還停留在直接將混凝土防火涂料或厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，甚至電纜防火涂料作為隧道防火涂料使用的階段。目前隧道防火涂料行業(yè)主要存在的問題有： ◆ 涂層過厚的，一般涂層厚度在20-30mm，耐火時間才能達到3h； ◆ 施工復(fù)雜，需多次涂刷，不符合隧道工程工期緊、任務(wù)多的特點； ◆ 粘結(jié)強度低，不能滿足車輛通行時產(chǎn)生強風(fēng)和振動的實際情況； ◆ 耐水性差，不符合隧道常年潮濕的環(huán)境要求，容易造成涂料的脫落； ◆ 耐火性能差，耐火極限最多在20min[1]左右。 基于我國隧道快速發(fā)展的嚴峻形勢、隧道防火設(shè)計的要求以及我國經(jīng)濟發(fā)展的具體情況, 了解隧道防火涂料的分類及其防火隔熱原理，理解隧道防火涂料應(yīng)滿足的基本要求，掌握隧道防火涂料的配方設(shè)計具有十分重要的意義。
