《水基性无机防火涂料》

PAGE《水基性无机防火涂料》（立项稿）编制说明《水基性无机防火涂料》标准起草组

目录TOC\o"1-2"\h\z\t"标题3,3"一、目的和意义 1二、国内外现状 11.国际现状 12.我国现状 2三、标准主要内容 2四、产品标准技术指标的先进性和适用性 31.优势性能及技术指标 32.检测证明 4五、与有关现行法律、法规和强制性标准的关系 6六、主要研究团队以及计划完成时间 71.研究团队 72.计划完成时间 7PAGE\*Arabic1目的和意义随着世界经济的高速发展，各个国家越来越重视防火安全。其中，防火涂料是一种有效降低火灾灾害的防火措施。在火灾发生时，防火涂料可以在基材表面迅速生成物理保护层阻隔热量和氧气的传递，并且释放出难燃的气体以稀释可燃性气体，从而熄灭火焰保护基材，为救援赢得宝贵的时间。防火涂料根据涂料的组成成份，可以分为有机防火涂料和无机防火涂料。其中，有机防火涂料中大多含有卤系阻燃剂、有机磷、有机硅和有机氮等。虽然有机防火涂料的阻燃效果较好，但它们在生产、使用和燃烧过程中具有潜在的毒性，对人类健康和环境安全产生了巨大的危害。特别是有机防火涂料在生产过程中会释放大量的挥发性有机化合物（VOC），该物质是空气污染的主要来源。相比之下，无机防火涂料来源广、能耗省、成本低，易于制备，施工方便，干燥迅速，贮存、运输安全，对环境和人类健康没有危害。就防火性能而言，无机防火涂料不可燃、耐高温，在高温作用下不产生有毒气体和烟雾，展现出超高的防火性能，这些特点使得无机水性防火涂料与有机防火涂料相比更加受到防火市场的青睐。尽管无机水性防火涂料已经成为了防火涂料产业的发展趋势，但是目前依然没有和无机水性防火涂料相关的国标行标进行规范，这使得产品在生产和销售过程中无据可依，也造成一些假冒伪劣产品鱼目混珠，给人们的生活带来安全隐患。因此，急需制定水性无机防火涂料相关的团体标准，对行业进行规范，让企业在生产过程中有据可依，为水性无机防火涂料的应用打下坚实的基础。二、国内外现状1.国际现状在国外，20世纪30年代就出现了水性无机防火涂料，它是以水玻璃为粘结剂，以无机矿物为阻燃填料。但是，早期发展的无机水性防火涂料一般为非膨胀型，其防火性能、涂膜性等理化性能很差。50年代，美国ABI化学公司推出一种水性膨胀型防火涂料，其主要成份是脲醛、淀粉、磷酸二氢铵、颜料和改性酚醛树脂，该防火涂料虽然具有较好的阻燃性，但涂膜性能较差；同期，日本东亚涂料株式会社推出了以硅酸钠为主要基料的防火涂料。70年代，日本亚沙奇化工公司率先推出了硅酸钠复合乳液的无机水性膨胀型防火涂料。80年代后，英国专利中报道了许多膨胀型无机水性防火涂料。21世纪以来，国外水性防火涂料发展迅速。日本发明了由聚烯烃和含磷聚酯组成的水性防火涂料，其柔韧性好，阻燃性能佳，适用于塑料、金属、纸张、木制品、纤维、玻璃、橡胶、陶瓷和混凝土。英国Nullifire公司研发的水性防火涂料系列同样性能优良，在世界上具有很高的声望。国内现状我国的防火涂料的研制和应用起始于20世纪50年代后期,当时的产品主要以硅酸盐和水玻璃为成膜物的溶剂型防火涂料，这种涂料的理化性能差且存在严重环境污染。70年代，四川消防科研所研发出膨胀型防火丙烯酸乳胶涂料，其主要成分是聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，防火等级可以达到三级。80年代，四川消防科研所又研发出一种膨胀型水性防火涂料，其主要成分是磷酸铝盐为基料，三氯乙基磷酸酯、三聚氰胺和滑石粉为复合阻燃剂。90年代，随着科技水平和环保意识的提高，水性防火涂料迅速发展。四川消防科研所研发出E60-1型无机水性防火涂料、B60-2膨胀型水性防火涂料；天津消防科研所研制出FSF-1膨胀型水性防火涂料；上海涂料有限公司成功研制出B60-4膨胀型水溶性防火涂料；北京城建天宁消防公司的TN-L60-01水性防火涂料等都是比较好的产品。进入21世纪后，我国防火涂料进入更快的发展阶段。防火涂料也随着整个涂料工业朝向节能、低污染、高性能、专业化的方向发展。2019年，国内新一代水基性无机防火涂料产品问世。该产品经10年研发，采用新型二维片层结构的无机阻燃填料，具有无毒无害、高效节能、绿色环保、阻燃防火性好等特点，获得国家发明专利（专利号：ZL201910617529.0），填补了我国防火涂料市场的空白。本标准依据该水基性无机防火涂料，制定产品的生产、检验规范，使无机防火涂料的科技成果造福社会，推动我国阻燃剂材料工业朝着低毒化、高效化、环保化、多功能化的方向可持续化发展。 三、标准主要内容本标准主要规定了水基性无机防火涂料的分类、理化性能、阻燃性、有害物质限量等技术要求、以及检验规则和标志、包装、运输、贮存、保质期的相关要求，描述了水基性无机防火涂料各项技术要求的试验方法。本标准适用于涂敷于纺织品或木材基材表面的水基型无机防火涂料的生产、检测等活动。四、产品标准技术指标的先进性和适用性1.优势性能及技术指标本标准的优势性能及技术指标主要体现在产品的理化性能、阻燃性和有害物质限量。在理化性能要求中，本标准主要从pH、耐冲击性、柔韧性、附着力、耐水性、耐湿热性、干燥时间等几方面对水基性无机防火涂料的性能进行了规范，其中耐冲击性、柔韧性、附着力、耐水性、耐湿热性和干燥时间远高于我国现行防火涂料相关标准中规定的性能指标；在阻燃性上，针对木材基材和纺织品基材用防火涂料设置了不同的性能项目，并给出了相应的限值和要求，这些限值和要求都达到或超过同类产品相关国家标准的规定（见表1）。此外，本标准还针对不同基材的防火涂料首次提出了相关有害物质限量的要求，特别是对于纺织品用防火涂料，本标准规定指标达到了纺织品安全要求中婴儿用织物中甲醛含量。说明增加防火涂层后，甲醛含量本身同未增加涂层相比没有明显变化。这也是目前相关防火涂料产品首次提出有害物质限量的要求，这些指标都体现了水基性无机防火涂料的无毒无害无污染的环保性，以及高耐火阻燃性。此外，我们查找了国际国外有关该产品相关标准及数据，在阻燃性能指标上，本标准的要求明显达到或超过国际、国外标准（见表1）。从表1可以看出：同样采用垂直燃烧的试验方法，本标准和国标中对阴燃时间指标有要求，而美标中没有，并且本标准中对损毁长度的指标要求更加严格。本标准与ISO对标，测试方法不同，欧标采用的是表面燃烧和边缘燃烧，所以，本产品对阻燃性能的要求比欧标更加严格。而能满足本标准阻燃性能测试的都能满足欧标测试。表1纺织品阻燃标准中阻燃性能对比产品标准阻燃性能测试方法标准水基性无机防火涂料续燃时间≤2s阴燃时间≤2s损毁长度≤40mm熔滴、滴落：无GB/T5455-2014纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定GB8965.1-2020防护服装阻燃服A级：续燃时间≤2s阴燃时间≤2s损毁长度≤50mmB级：续燃时间≤2s阴燃时间≤4s损毁长度≤100mm熔滴、滴落：无GB/T5455-2014纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定USANFPA2112-2012StandardonFlame-ResistantGarmentsforProtectionofIndustrialPersonnelAgainstFlashFire续燃时间≤2s损毁长度≤100mm无熔融和滴落ASTMD6413StandardTestMethodForFlameResistanceofTextiles(VerticalTest)ENISO11612:2008Protectiveclothing-clothingtoprotectagainstheatandflameA1表面燃烧：续燃时间≤2s阴燃时间≤2s燃烧状态为未烧到布的顶端或边缘，无破洞，无熔融，无滴落。A2边缘燃烧：续燃时间≤2s阴燃时间≤2s燃烧状态为未烧到布的顶端或边缘，无熔融，无滴落。ISO15025-2000Protectiveclothing-protectionagainstheatandflame-methodforlimitedflamespread2.检测证明本产品经第三方检测机构——国家消防装备质量监督检验中心、国家建筑工程材料监督检验中心双重进行符合性验证，经检测本产品满足国标中规定的涂料所需要满足的基本理化性能。将其应用在木材和纺织品上，具有良好的阻燃效果，且阻燃性能指标优于现行的相关的国标标准。通过有害物质检测，本产品具有无毒环保的优势。检测结果如表2、表3、表4和表5所示。表2防火涂料理化性能检测结果汇总序号检测项目标准值检测结果检测方法单项判定1耐冲击性，cm≥2030GB/T1732-1993合格2柔韧性，mm≤31GB/T1731-1993合格2附着力，级≤32GB/T1720-1989合格4耐水性经24h试验，涂膜不起皱，不剥落经24h试验，涂膜不起皱，不剥落GB/T1733-1993合格5耐湿热性经48h试验，涂膜无起泡，无脱落经48h试验，涂膜无起泡，无脱落GB/T1740-2007合格6干燥时间表干，h≤5<4GB/T1728-1989合格实干，h≤24<127细度，μm≤9070GB/T6753.1-2007合格表3木材检测结果汇总序号检测项目标准值检测结果检测方法单项判定1难燃性平均烟气温度最大值，℃≤200102GB/T8625-2005合格最小剩余长度，mm>0350合格平均剩余长度，mm≥150357合格2炭化体积，m³≤259GB12441-2018合格3质量损失，g≤5.04.0GB12441-2018合格4耐燃时间，min≥15＞15GB12441-2018合格5氧指数，%≥28>35GB/T2406.2-2009合格表4纺织品检测结果汇总序号检测项目标准值检测结果检测方法单项判定1纺织品垂直燃烧续燃时间，s≤5横向0GB/T5455-2014合格纵向0合格阴燃时间，s≤15横向0合格纵向0合格损毁长度，mm≤150横向31合格纵向32合格燃烧滴落物未引起脱脂棉燃烧或阴燃横向未引起脱脂棉燃烧或阴燃合格纵向未引起脱脂棉燃烧或阴燃合格2纺织品氧指数，%≥30.0横向32.1GB/T5454-1997合格纵向32.3合格注：本报告中标准值来源于GA159-2011。表5有害物质限量检测结果汇总序号检测项目标准值检测结果检测方法单项判定1VOC含量，g/L≤2500.1GB18581-2020合格2甲醛含量，mg/kg≤1000.5合格2总铅含量，mg/kg≤900合格4乙二醇醚及醚酯总和含量（限乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚），mg/kg≤3005合格5苯系物总和含量，mg/kg≤2502合格与有关现行法律、法规和强制性标准的关系本标准的内容与现行有关法律、法规和强制性标准无冲突，相关指标远优于相关国家或行业标准。GB/T1728-2020漆膜、腻子膜干燥时间测定法GB/T1731漆膜、腻子膜柔韧性测定法GB/T1732漆膜耐冲击测定法GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法GB/T1740漆膜耐湿热测定法GB/T2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为GB/T2912.1纺织品甲醛的测定GB/T5454-1997纺织品燃烧性能试验氧指数法GB/T5455纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定GB/T8625建筑材料难燃性试验方法六、主要研究团队以及计划完成时间1.