钢结构因其强度高、自重轻、整体刚度好和抵抗变形能力强等一系列优点，在现代建筑方面应用广泛。然而易导热和不耐高温是钢材较为致命的缺点，纯钢材的承载力在火场环境时，10min内可以降低40%~45%。因此，钢结构的防火研究至关重要，使用防火涂料是较简洁且有效的手段。

　　依据分散介质的不同，防火涂料主要有溶剂型防火涂料和水性防火涂料两种。相比于溶剂型防火涂料，水性防火涂料具有环保、低毒和低VOC等优点，是目前防火涂料中发展前景优良的防火涂料。

　　防火涂料是通过阻止助燃气体与可燃物接触来达到防火的目的，依据防火涂料阻燃机理的不同，可分为膨胀型和非膨胀型防火涂料，其中，膨胀型防火涂料因附着力好，耐火极限范围广，并且遮盖力强，具有一定的装饰效果，所以应用比较广泛。

　　膨胀型防火涂料的防火机理主要是在高温环境中可生成不燃性气体使涂层发生体积膨胀，产生封闭的泡孔结构，一方面可以隔绝助燃气体向钢结构扩散，另一方面也可以减缓高热量与钢结构的接触；

　　同时，化学反应生成封闭型泡孔还会吸收环境中的热量，从而减缓高温对钢结构的影响，达到保护钢结构稳定性的目的。膨胀型防火涂料的燃烧过程示意图和膨胀示意图如图1和图2所示。

　　膨胀型防火涂料组成成分主要包含：成膜物质、成膜助剂、膨胀阻燃体系、填料、助剂等。

　　主要是大分子量的有机树脂，也成为粘结剂，其在遇火或高温条件下可与膨胀阻燃体系共同作用形成膨胀炭层，提高防火阻燃效果。常用的树脂一般包括醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、苯丙树脂和环氧树脂等。分析过程中主要以FTIR、1H-NMR和Py-GCMS等谱图进行定性定量。

　　成膜助剂一般为高沸点的有机溶剂，多用于水性的膨胀型防火涂料中，常见的有十二碳醇酯（醇酯十二）和十六碳醇酯（醇酯十六）等。

　　溶剂：水性膨胀型防火涂料中的溶剂以水为主，同时也可能存在低沸点的醇、醚和酯类小分子等，溶剂型膨胀型防火涂料的溶剂主要为二甲苯、芳烃或烷烃类溶剂油及醇醚类的有机小分子等。分析过程中主要以1H-NMR和GCMS等谱图进行定性定量。

　　酸源：指无机酸或加热过程可以转变为酸的物质，目前具有代表性的为聚磷酸铵（APP），加热过程可以使体系中的碳基物质发生碳化等反应。

　　碳源:指含多羟基的化合物，在遇到高温是发生反应脱水成炭以形成防火的碳层骨架，常用的为季戊四半岛官方网址 半岛入口官网醇（PER）、双季戊四醇，还有一部分天然物质如淀粉、纤维素和葡萄糖等。

　　气源:顾名思义是指在加热过程可以释放惰性气体的化合物，目前具有代表性的为三聚氰胺（MEL），气体释放后可在钢材表面形成多孔的致密碳层。

　　常用的多为一些耐高温类型填料，如二氧化硅、玻璃纤维、氢氧化铝和钛白粉等。

　　在分析过程中主要是先进行前处理分离样品，然后采用XRF、XRD和SEM-EDS等方法定性定量。

　　样品中的助剂一般是微量添加的，大部分助剂信息无法通过直观的谱图分析到，多是依据谱图中的片段信息，结合样品的具体情况进行分析和推断。

　　如，分散剂：水性样品中可使用聚羧酸盐分散剂，溶剂型样品中可使用丙烯酸酯类分散剂、聚氨酯分散剂等，有利于阻燃体系中的聚磷酸铵和三聚氰胺类粉料和颜填料物质均匀分散在体系中，提高使用性能。

　　增稠剂：部分样品中会添加增稠剂以提高体系的粘稠度，如水性膨胀型防火涂料在pH为8-9时可使用碱溶胀丙烯酸酯增稠剂，也可使用缔合型聚氨酯增稠剂；溶剂型体系则可选用气相二氧化硅、聚脲等作为增稠剂。

　　杀菌防腐剂：主要用于水性膨胀型防火涂料中，添加适量的杀菌防腐剂可以防止样品腐败变质，提高其储存稳定性，如卡松。