钢结构防火涂料的应用与发展
目 录
摘要 ................................................................... 1
前言 ................................................................... 2
1. 国内外钢结构防火涂料应用与发展的情况 ................................. 3
1.1国外动向 ........................................................ 3
1.1.1国外钢结构建筑涂料的发展情况 ............................... 3
1.1.2国外钢结构建筑涂料的产业结构 ............................... 4
1.1.3国外钢结构建筑涂料的产品结构 ............................... 4
1.1.4国外钢结构建筑涂料的新品种 ................................. 5
1.1.5国外钢结构涂料生产的新技术 ................................. 6
1.1.6国外钢结构建筑涂料研究的新领域 ............................. 6
1.1.7国外钢结构建筑涂料的发展趋势 ............................... 7
1.2国内动向 ........................................................ 7
1.2.1企业状况与分布 ............................................. 7
1.2.2 钢结构建筑涂料工业的技术水平 .............................. 8
1.2.3工艺装备水平 ............................................... 9
1.2.4科技发展水平 ............................................... 9
1.2.5 我国钢结构建筑涂料的市场前景 .............................. 9
1.2.6我国钢结构建筑涂料企业所面临的形势 ........................ 10
1.2.6.1市场竞争日益加剧 .................................... 10
1.2.6.2科技研究工作薄弱 .................................... 11
1.2.6.3国产原材料、助剂短缺 ................................ 12
1.2.7我国钢结构建筑涂料科技的发展 .............................. 13
1.2.7.1向水性化发展 ........................................ 13
1.2.7.2向功能化发展 ........................................ 13
1.3对我国钢结构建筑涂料发展的几点建议 ............................. 14
1.3.1 探索加速低成本扩张之路 .................................. 14
1.3.2完善国家现行标准和解决存在的问题 .......................... 15
1.3.3完善钢结构建筑涂料施工应用技术规程 ........................ 15
1.3.4发挥钢结构建筑涂料行业协会作用 ............................ 16
2阻燃技术的应用与发展 ................................................. 16
2.1阻燃技术的展望 ................................................. 17
2.2阻燃剂的新进展 ................................................. 17
2.3膨胀型钢结构防火涂料的探讨 ..................................... 18
2.4钢结构防火涂料的选用与施工 ..................................... 18
2.5小结 ........................................................... 20
3. 钢结构防火涂料应用与处理措施 ........................................ 20
3.1建筑物钢结构的防火处理措施 ..................................... 21
3.2防火涂料的工作原理和分类 ....................................... 22
3.3钢结构的防火保护方式 ........................................... 23
3.4 钢结构防火涂料的选用规定 ...................................... 23
3.5钢结构防火的方法 ............................................... 23
3.5.1外包防火层法 ................................................. 23
3.5.2浇筑混凝土砌筑砖块法 ...................................... 24
3.5.3充水法 .................................................... 24
3.5.4轻质防火厚板包覆法 ........................................ 25
3.5.5复合保护法 ................................................ 25
3.6钢结构防火涂料的应用现状 ....................................... 25
3.7钢结构防火涂料发展 ............................................. 26
3.8钢结构防火涂料的耐久性及使用管理 ............................... 28
3.8.1 钢结构防火涂料的耐久性 ................................... 28
3.8.2钢结构防火涂料的使用管理 .................................. 28
3.9钢结构防火涂料的施工质量 ....................................... 29
3.9.1钢结构防火涂料施工质量主要存在的问题 ...................... 29
3.9.2钢结构防火涂料的施工注意事项 .............................. 29
3.10小结 .......................................................... 30
参考文献 .............................................................. 31
致谢 .................................................................. 32
摘要
早在20世纪70年代，国外对钢结构防火涂料的研究和应用就展开了积极的工作并取得了较好的成就，至今仍是方兴未艾。上世纪80年代初，国外钢结构防火涂料就进入中国市场，在工程上应用。从20世纪80年代初开始，我国也开始研制钢结构防火涂料，至今已有许多优良品种广泛应用于各行各业，本文针对近年来钢结构在建筑工程中广泛被应用的实际, 分别论述了钢结构防火涂料的性能和适用性还有目前存在的问题及对策，并指出了其应用与发展的方向。
关键词：钢结构 ，钢结构防火，防火涂料 。
前言
钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼，厂房、库房、候车室、候机厅等采用钢材都很普遍。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。
钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。
要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。建筑防火是消防科学技术的一个重要领域，而防火涂料又是防火建筑材料中的重要组成部分。防火涂料是指涂装在物体表面，可防止火灾发生，阻止火势蔓延传播或隔离火源，延长基材着火时间或增加绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料。按用途和使用对象的不同可分为：饰面型防火涂料、电缆防火涂料、钢结构防火涂料、预应力混凝土楼板防火涂料等。我国防火涂料的发展，较国外工业发达国家晚15～20年，虽然起步晚，但发展速度较快。尤其是钢结构防火涂料，从品种类型、技术性能、应用效果和标准化程度上看，已接近或达到国际先进水平。近几年，其需求量成倍增长，这与钢结构建筑的迅速发展是分不开的。
钢结构作为高层建筑结构的一种形式，以其强度高、质量轻，并有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点，在建筑业中得到广泛应用，尤其在超高层及大跨度建筑等方面显示出强大的生命力。截至1990年底，世界上高200米以上的100栋超高层建筑中钢结构占了79%。改革开放以来，随着国际间技术交流与合作的加强，钢结构应用技术在我国得到了蓬勃发展，高层和超高层建筑迅速增长。据1995年的统计资料，
我国建成的100幢超高层建筑中钢结构占37%，多数是近几年兴建的。随着我国城市规模的发展，钢结构在我国建筑业的应用具有非常广阔的前景。但由于钢结构自身不燃，钢结构的防火隔热保护问题曾一度被人们忽视。根据国内外有关资料报道及有关机构的试验和统计数字表明，钢结构建筑的耐火性能较砖石结构和钢筋混凝土结构差。钢材的机械强度随温度的升高而降低，在5000℃左右，其强度下降到40%～50%，钢材的力学性能，诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等都迅速下降，很快失去支撑能力，导致建筑物垮塌。因此，对钢结构进行保护势在必行。钢结构防火涂料刷涂或喷涂在钢结构表面，起防火隔热作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。早在20世纪70年代，国外对钢结构防火涂料的研究和应用就展开了积极的工作并取得了较好的成就，至今仍是方兴未艾。上世纪80年代初，国外钢结构防火涂料就进入中国市场，在工程上应用。从20世纪80年代初开始，我国也开始研制钢结构防火涂料，至今已有许多优良品种广泛应用于各行各业。
随着我国城镇建设开发力度的进一步加大，钢结构因其钢性和塑性都比较优良，将被广泛应用在建筑中。因此，必须进一步深入研究钢结构防火涂料性能，根据不同需要、不同功能，提高钢结构耐火极限，增强建筑物抗御火灾能力，确保国家和人民群众生命财产安全。
1. 国内外钢结构防火涂料应用与发展的情况
1.1国外动向
1.1.1国外钢结构建筑涂料的发展情况
近年来，国外建筑涂料从产品品种、规模应用、质量水平以及研究水平上，都有了很大的发展，已经成为涂料中产量最大的品种。发展较快的地区主要分布在美国、日本、西欧及亚太地区。美国是涂料工业发达国家，建筑涂料占涂料总量的50％。在外墙装饰材料中，建筑涂料占45％；在内墙装饰材料中，建筑涂料占60％。在美国，80％的建筑物外墙用各种优雅的调和色涂料装饰，住宅小区和别墅基本上以涂料装饰为主，一栋建筑物常用1-2种色彩的涂料，使建筑物显得丰富多彩、生机盎然，而室内常用单色涂料。日本是世界涂料生产大国，涂料年产量居世界第二位，仅次于美国，建筑涂料产量占涂料总产量的30％。在日本，建筑涂料使用非常广泛，不仅
限于内外墙壁、顶棚、地面，还包括门窗、走廊、楼梯扶手、水箱、屋面防水等建筑物所有的附属金属构件和木质件。西欧像德国、瑞士等国家，80％的外墙使用涂料装饰，意大利、西班牙等地中海沿岸国家，66％的外墙用涂料装饰。西欧的建筑涂料使用量占涂料总量的39％。亚太地区近几年来建筑涂料发展迅速，一些国家的政府从美化环境出发，颁布了相关政策法规，为建筑涂料的消费量迅速增长提供了有利的支持。
1.1.2国外钢结构建筑涂料的产业结构
世界涂料工业的显著特点是，世界级大公司通过其战略购并、合作合资、合理布局涂料的生产与市场，形成市场一体化的规模效应，使涂料工业向集团化、规模化、专业化的方向发展，从而达到全球合理化经营的目的。如荷兰的阿克苏公司与瑞典的Nobel 公司合并组建的AtzO-Nobel 公司， 成为世界上最大的公司之一； 美国的宣威公司以8.3亿美元收购TM 赫顿公司，又相继收购了智利和巴西的各一家公司。美国最大的10家（涂料）公司的年产量占美国涂料总量的70％以上， 而宣威公司一家的年产量即在100万吨以上，足见其生产集中的程度。而这种收购、兼并、整合正加快其步伐成为一种趋势，这种发展趋势的后果就是大企业的优势产品更具有垄断和竞争性。据统计，世界10家最大的涂料公司的产量占世界涂料总量的1/3， 而市场占有率则达到60％，这种趋势正向发展中国家延伸。
1.1.3国外钢结构建筑涂料的产品结构
国外建筑涂料种类丰富，有有机的水性涂料和溶剂类涂料，也有无机涂料。就有机涂料的成膜物而言，油脂涂料天然树脂涂料、酚醛树脂涂料、沥青涂料等为低档涂料。醇酸、氨基、硝基、过氯乙烯等树脂、聚脂、环氧丙烯酸树脂、聚氯酯、有机硅橡胶等树脂类涂料即合成树脂涂料为高档涂料。高低档涂料的比例通常是反映涂料工业发展水平的尺度美国、日本、西欧等发达国家和地区，合成树脂涂料的比例都在90％以上。美国建筑涂料以成膜物分类，主要由丙烯酸系列、聚醋酸乙烯系列两大类树脂构成，也有少量的环氧树脂和聚氨酯涂料。外墙涂料丙烯酸类树脂涂料占60％左右，聚醋酸乙烯类树脂涂料占30％左右，其它树脂如聚氨酯、环氧树脂系列涂料等约占10％左右。日本建筑涂料不仅质量高，而且种类多，外墙涂料主要有属平滑涂装型的无光泽漆、厚质丙烯酸乳液涂料、有光泽的氯乙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、
丙烯酸树脂涂料、双组分聚氨酯涂料、有机硅丙烯酸橡胶涂料、含氟树脂涂料、仿瓷涂装型的高弹性丙烯酸橡胶涂料、水性环氧树脂涂料、丙烯酸乳胶涂料。内墙涂料主要有丙烯酸乳胶涂料、弹性丙烯酸乳胶涂料、氯乙烯树脂涂料、环氧树脂涂料等。地面涂料主要有双组分环氧树脂漆、厚质涂料、双组分聚氨酯厚质树脂弹性涂料、丙烯酸树脂涂料、弹性氯乙烯树脂和环氧树脂涂料。日本的建筑涂料以苯乙烯——丙烯酸、醋酸乙烯——丙烯酸树脂及纯丙烯酸树脂为主。近年来，聚氨酯涂料作为中高档建筑涂料在日本使用量大增。欧洲各国建筑涂料也以丙烯酸类树脂涂料为主，尤其在外墙涂料上占绝大部分。 英国的ICI 、德国的BASF 和DINOV A 等公司生产的建筑涂料中，丙烯酸树脂占相当大的比重。德国KEIM 公司的无机建筑涂料，在欧洲也占有一定的市场。
1.1.4国外钢结构建筑涂料的新品种
丙烯酸奎树脂涂料 日本钟渊化学工业公司采用硅酮为交联剂对丙烯酸进行改性，其耐候性可与含氟树脂涂料相媲美， 而成本只有含氟树脂涂料的1/3，是很有发展前景的品种，可广泛用作各种墙面石板、木板的装饰涂料耐候性氟树脂涂料 美国最先研制开发了氟树脂涂料，用偏氟乙烯树脂开发氟树脂涂料，用于建筑方面取得良好的效果。氟树脂涂料与其他合成树脂作料相比，具有优良的耐候性、耐久性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法相比的优点。20世纪80年代后，日本的旭硝子（株）研制开发出常温固化氟树脂涂料，经改进后，其系列产品已开始投入到欧美及亚太地区。该涂料适宜做超高层建筑的复层装饰保护涂料以及超高层钢结构和跨海桥梁等装饰保护涂料。水性聚氨酯涂料 聚氨酯是性能优良的高分子材料之一，以这种树脂制成的涂料，具有优良的光泽和耐水、耐候性。溶剂型聚氨酯涂料由于对环境污染和对施工人员的身体有影响，使用量越来越少，加上国际环境保护法的推出，人们又开发出了水性的聚氨酯涂料。目前，水性聚氨酯涂料作为一类高档的建筑涂料，在发达国家已开始广泛使用。世界各国有关的研制开发也很活跃，国外近10年来有关水性聚氨酯涂料的专利发明达800多项，前景十分广阔。粉末涂料 从人类生活的环境意义考虑， 粉末涂料作为一种新型的建筑涂料发展迅速。在美国，粉末涂料年增长率为12％左右， 欧洲为10％左右，日本为5％左右。粉末涂料近几年已开始在门、栏杆、阳台等建筑物上使用。如大日本油墨公司开发了新型丙烯酸聚酯粉末涂料，这种涂料光泽好、硬度高、耐候性好，适宜做内外装饰保
护涂料。在日本兼具防腐性和耐候性能的聚酯——聚氨酯粉末涂料已开始在室内外广泛使用。美国推出的聚酯——聚氨酯粉末涂料也具有良好的前景。功能性建筑涂料 随着人类生活水平的进步和生活水准的提高，对建筑涂料的要求除了具有保护作用和精美的高装饰性外，还具有某些特殊的功能，形成了建筑涂料的高装饰性兼功能化的新观念。同时，作为涂料科学基础的高分子化学、生物科学的交叉与进步，推动了建筑涂料功能化的发展。国内外建筑涂料现状及发展趋势
1.1.5国外钢结构涂料生产的新技术
国外建筑涂料之所以性能优良、品种齐全是与其先进的生产技术分不开的，表现在先进的聚合物生产技术 在聚合物乳液合成上， 采用无表面活性剂的自乳化技术和其它特定的聚合技术，使多种不同单体组成的聚合物呈层状结构存在于同一胶粒中，从而达到保证产品性能的目的，使产品既具有一定的硬度、耐污染性，又使施工易于进行。另外，通过定向聚合、辐射聚合、互穿网络聚合等制得聚合物乳液来改进涂料的性能和增加使用功能。高自动化水平的涂料生产工艺 国外涂料生产控制基本上实现了电脑控制现代化，液体输送实现了管道化，固体物料已采用气动和机械输送及计量自动控制。先进的涂料检测技术 国外对于涂料性能的评价已不再单凭外观、颜色、光泽、硬度、冲击等宏观检测，而且将射线分析（EP-NA ）、X 射线光电子光谱仪（EsCA ）、自动电子光谱仪（AES ）、离子微分析仪（INA ）、富里埃变换红外光谱仪（FT ？IR ）、紫外光谱仪、核磁共振、色差计等现代化仪器用于涂膜性能测试，深入到了内部组成结构和界面状态等微观检测。此外，还采用椭圆对称仪、综合腐蚀速率测定仪（CRN ）、超声波显微镜对涂膜进行非破坏性测定。正是以上这些先进的技术促使了生产的规模化、高效率、高质量以及涂料研究的发展。
1.1.6国外钢结构建筑涂料研究的新领域
国际环境保护法颁布后，发达国家先后提出了发展涂料工业的三大前提和四大原则，即无公害（无污染）、省资源、省能源和经济、效率、生态、能源。遵循这样的前提和原则，近年来，作为环境主要污染源之一的涂料工业的研究领域也
向新的方向深入，主要有弹性型涂料（单层弹性涂料、透明型弹性涂料、低污染弹性涂料）、封闭功能与有厚膜性的涂料、潮气固化的有机硅改性丙烯酸的超耐候性涂料、常温因化的含氟树脂涂料以及无机聚合物与合成树脂乳液复合涂料、水泥等无机水硬
化物与低Tg （玻璃化温度）的合成树脂乳胶复合涂料等；以主体感、色调多彩感为主体要素，体现美化感、装潢感、高级感、时代感特征的研究领域；兼具有高雅的装饰性和我种特殊功能复合的涂料也成为近年来建筑涂料研究的热点。另外，关于新型涂料用颜料浆的研究、各种高效涂料助剂的研究也是十分活跃的研究领域。
1.1.7国外钢结构建筑涂料的发展趋势
①向低有机挥发物方向发展
环境保护已成为人类共同的事业。随着现代化工业的发展，环境污染越来越受到人类的重视，各国政府都相继制定了有关法规，美国从66项法规发展到现在的1113项法规，对建筑涂料的有机挥发物的限制作出了更为明确的限制。其VOC 含量从100g/L限定到50g/L。 日本和欧美国家也都在环保法规上对VOC 含量作出了限定标准，世界环保的要求和呼声使涂料的开发研究朝着低污染环保型的方向深化。建筑涂料在生产、使用中非放的VOC 是主要的环境污染源之一。因此，减少VOC 的含量已经成为国外建筑涂料发展的总趋势。
②向功能复合化方向发展
功能性建筑涂料由于不仅有保护和装饰建筑物的功能，而且具有其他方面的特殊功能，也成为国外建筑涂料发展的重要方向。随着高分子科学等其他与涂料相关的基础科学的重大突破和高新技术的进步，不久的将来，功能性建筑涂料在现有基础上将会有更新的飞跃。目前，研究开发的主要技术方向是高装饰性、高功能复合化的建筑涂料以及能赋予涂料特殊功能的高效功能性新型涂料用树脂和添加剂的研究。
③向高性能、高档次发展
随着现代高层建筑的兴起，对建筑涂料的耐候性要求越来越高，高耐候性涂料树脂的研究开发成为当今世界尤其是发达国家涂料研究的活跃领域。目前，最活跃的领域是含氟树脂和有机硅改性树脂的研究。其中，有机硅改性丙烯酸树脂涂料的研究由于其耐候性可以与含氟树脂涂料相媲美。耐污染性优于氟树脂涂料，成本只有氟树脂涂料的1/3， 将是今后超耐候涂料的发展方向。
1.2国内动向
1.2.1企业状况与分布
在计划经济条件下，涂料行业归属为化工部门，涂料生产厂家有115家，除基本
自治区外，全国各地都建有涂料厂，其中江苏省最多，其次是广东省、湖北省、黑龙江省、湖南省、山西省，只有一家涂料企业的有新疆、宁夏、青海、海南等省区。在这些涂料厂家中，生产的品种主要是工业涂料及专用涂料，约占涂料总量的75％。建筑涂料尤其是水性涂料，包括各类树脂的乳胶漆生产量所占比例相对较小。进入市场经济后，国有油漆厂（行业内企业）一统我国涂料市场的格局已经被打破，尤其是技术、装备、资金以及市场营销为一体的独资、合资国外大型涂料企业进入中国市场以后，给中国的建筑涂料市场带来阵阵冲击波，建筑涂料市场形成了国有油漆厂、建材行业企业及乡镇企业、合资（或独资）企业三足鼎立之势。我国建筑涂料生产厂数千家，主要分布在北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东等省市，约占60％。 能达到年产5000吨以上的大型企业不足3％，而年产5000吨以上的大型企业大多分布在沿海地区。从1990年起，国外企业在中国独资或合资建成的建筑涂料厂约16家，生产的规模在2万-5万吨/年的水平。资料表明，在我国，按照涂料生产和应用水平的分布来看，划分为三个地带较为合适，即涂料发展最好的是华东和中南为第一地带；其产量分布尚不平衡，呈现南重北轻的态势。从中可以看出，涂料工业发展的好坏、快慢是与经济发展的情况分不开的。建筑涂料的产量及产品结构由于建筑涂料企业分布在各个行业，至今没有一个统计系统来统计全国建筑涂料的产量。2001年我国建筑涂料产量约在150万吨， 其中广东省年产建筑涂料15万吨，居全国之首。在全国建筑涂料总量中，低档聚乙烯醇类涂料约占其中的40％，内外墙乳胶漆占40％，溶剂型涂料占20％（主要是室内木质装饰漆和外墙涂料）。内墙涂料主要是聚醋酸乙烯、聚醋酸乙烯——丙烯酸酯、聚苯乙烯——丙烯酸酯和乙烯——醋酸乙烯乳胶漆以及聚乙烯醇类低档涂料。外墙涂料中分乳胶型和溶剂型两种，乳胶涂料以聚苯乙烯——丙烯酸酯和聚丙烯酸酯类品种为主，溶剂型涂料以丙烯酸酯类、丙烯酸聚氨酯和有机硅接枝丙烯酸类涂料为主，还有各种砂壁状和复层型等厚质涂料以及少量的无机硅酸盐涂料。地面涂料一般以聚氨酯和环氧树脂类涂料为主。功能涂料有防火、防潮、防结露、防霉、防虫、防腐蚀、防炭化等品种
1.2.2 钢结构建筑涂料工业的技术水平
我国的建筑涂料在20世纪80年代后得到了迅速的发展，目前已能自行研制、生产世界上大多数中、高档品种的建筑涂料，仅就技术水平而言，已达到了国际上20世纪90年代初的水平，能够基本满足我国蓬勃发展的建筑业和装潢业对建筑涂料品
种的要求。我国的有机类建筑涂料占建筑涂料的80％，而聚乙烯醇类、水溶性有机类低档涂料约占一半。因此，从我国的产品水平总体上看与国外相比还有较大的差距。
1.2.3工艺装备水平
我国建筑涂料的工艺装备水平近年来发展较快，并取得了较大的进步，通过引进、消化、吸收，国产最大容量的树脂反应釜已达15立方米。在研磨设备方面，我国已能生产系列双桶或三桶卧式砂磨机，研磨效率可比普通砂磨机提高3倍以上。 涂料生产用的各类物料输送泵我国也已经开发出来。建筑涂料生产所用装备国内基本都可生产，并且能满足技术要求，但从外观质量以及使用寿命上与先进国家相比，仍存在相当差距。国内一些企业从提高产品质量、全方位服务出发，配备了计算机配色系统、工业自动化配色以及现场调配色。但是占建筑涂料生产企业相当比例的乡镇、个体企业几乎没有像样的生产装备，设备简陋，更谈不上电子监控和计算机管理系统。建筑涂料企业整体工艺水平处于较低层次。
1.2.4科技发展水平
建筑涂料工业科技发展工作在20世纪80年代以后得到较快的发展。在借鉴了发达国家成功经验的基础上，科技工作引导着我国建筑涂料工业走过了从低档产品逐步向高档产品过渡，由单一品种逐步向多品种及配套技术过渡，从传统的平状薄型逐步向复层厚质等高装饰性、高性能过渡的发展道路，形成了具有高、中、低档层次建筑涂料品种结构的局面。我国建筑涂料由20世纪80年代初的年产20万吨， 到现在的年产150万吨，科技在其中起了积极的作用。但是，我们应当清醒地认识到，几十年来，我国建筑涂料的科技工作基本上以仿制发达国家的产品为主，随着科技工作的日益深化，目前可以仿制的产品已经越来越少了。另外，随着知识产权保护法规的逐步健全，仿制他人产品的行为已开始非法化，仿制型科技已经接近终点，创新科技即将开始。我国建筑涂料的科技工作正处于划时代的转折点。
1.2.5 我国钢结构建筑涂料的市场前景
改革开放以来，我国经济建设发生了巨大的变化，人民的生活水平有了显著的提高。党中央、国务院多次强调要加快建筑业的振业与发展，使之尽快地成为国民经济的支柱产业。为了实现现代化建设战略目标，将有一大批建筑工程、市政建设和居民
住宅需要兴建，建筑业将以年12％的速度增长。各种装饰装修材料的发展也将大大促进我国建筑涂料的发展。据有关资料表明，现有建筑装饰消费水平比前10年提高了约20％，目前建筑装饰费用已占工程造价的30％-40％，较高级的建筑装饰已占工程造价的50％。装饰工程在直线上升，装饰工程造价已从1990年的80亿元发展到2000年的2800亿元。我国建筑装饰装修行业进入了发展的黄金期，其市场发展潜力巨大。
1.2.6我国钢结构建筑涂料企业所面临的形势
建设部提出在建筑材料中把发展高性能外墙涂料作为点建筑材料来推广。全国化学建材协调组又将建筑涂料列入化学建材重点发展材料，在全国化学建材工作会议上颁布的《国家化学建材产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》也为建筑涂料行业的发展勾画了美好的蓝图。这些宏观环境都为建筑涂料行业提供了良好的发展机遇。面对如此广阔的建筑装饰装修市场，如此难得的市场机遇，中国建筑涂料大多数企业却感到市场被动，市场占有份额越来越小。试分析以下几个因素
1.2.6.1市场竞争日益加剧
中国的改革开放，使国外的企业家都看好中国这一潜在的巨大市场。国外的知名涂料企业带着他们的先进生产技术、巨额的资金以及百年发展的丰富市场营销经验进入了中国的市场，以其大量的广告宣传和对经销商的优惠政策迅速扩展到中国的各个城镇，使中国的建筑涂料企业如同遇上了暴风骤雨，始料不及。目前，在国内的独资企业、合资企业不断涌现，如日本立邦在上海、惠州、廊坊、苏州、重庆设立了5家生产和分装机构。英国ICI 在广州、上海建成了4万吨和5万吨生产线， 在北方欲建成5万吨生产线。美国、意大利、加拿大、德国及我国台湾、香港等也都纷纷在我国合资建立和预建大型生产厂。我国建筑涂料的品牌很多， 但能与日本立邦、美国ICI 等国外名牌一比高下的几乎没有，把品牌和服务融为一体的经营体系还不健全。涂料的优劣、品牌的荣辱是与最终的服务——涂料在涂刷物上的实际效果分不开的。我国的大部分涂料企业品牌服务意识淡薄，销售和服务链接不上，产品通过代理商卖出去就算终结了使命，质量和效果只有用户自己去评说。由此造成了假冒伪劣产品充斥市场、品牌良莠不齐的局面。我国的涂料工业随着国民经济的发展经历了从初期、起步到逐渐成熟三个阶段，从起步到逐渐成熟形成规模的周期较短，基础较弱，传统
的生产模式和产品概念总是把投资少、见效快、工艺简单、设备要求不高作为涂料的特性，谋求短期效益， 没有把涂料作为一门科学来深化， 所以就造成了 “大跃进”式遍地开花的局面，普遍存在着技术含量低、功能简单、质量低劣，全国数千家涂料企业平均年生产规模只有240吨左右，与美国825家企业、平均年生产规模7878吨相比，悬殊很大。目前我国涂料年产万吨以上的企业屈指可数，而美国的S.W 公司年产涂料100万吨以上，印度的亚西亚涂料年产16万吨，台湾的荣记涂料年产10万吨，规模上不就失去了竞争的优势，阻障了品牌的延伸能力。我国处在经济发展的关键时期，巨大的市场需求使建筑涂料成为一个耀眼的亮点，为国内外的涂料企业提供了一个极好的扩展机遇。 中国加入WTO ，2008年奥运会更为中国的涂料市场注入了活力，市场竞争、服务竞争、性能竞争，使国内涂料企业的忧患意识得到了加强 升华， 我国的民营企业以其灵活的经营方式、特色产品、地理优势，经过近几年的磨练已经形成了初具规模的经营方式，逐步确定了自己稳固的市场和地位；我国的国有企业通过近几年的调整，综合实力 得到加强， 一批集团化、专业化的规模企业已经初步形成，成为市场竞争的主力军。但仍有相当大比例的企业生产上于原始作坊状态。据统计，分布在全国的建筑涂料企业，大部分为小、土、散的企业，由于生产规模小，管理水平低，企业技术水平低，生产设备简陋，生产工人文化素质较差，劳动生产率低，发展根基脆弱，市场竞争能力差。
1.2.6.2科技研究工作薄弱
在我国，对建筑涂料专用基料和助剂的基础研究一直处于薄弱状态，包括应用研究，缺乏系统的、自始至终的研究。多年来，科研院所、大专院校对此类基础研究做了大量的工作，大量的科技成果有力地促进了涂料业的发展。但也有相当一些科技成果因研究与应用的脱节而束之高阁。随着我国科技体制的不断深化，科技人员从“科技是第一生产力”中认识到科技成果转化为生产力的重要性，但在重视研究实用性的同时，却忽视了高起点、高价值的基础研究。我国在行业基础研究包括应用研究上打一枪换一个地方已不是稀罕事，更缺乏系统的规划、指导和支持。一些企业始终保持着不断有高新技术产品问世，来支持着企业的发展。在这些企业中，常常是一个科研人员或一个科研群体，几年、十几年甚至一生都在一个主课题上研究，保证了一个产品从研究、生产、投入市场、施工应用的全过程的高水平和高质量。我国的科学研究走过了由单纯的实验室研究到与生产紧密结合的过程。但由于科技体制中申请政府的
专题专项拨款以及科研企业的行为结合等等各方面的原因和矛盾都使得系统的规划、指导和支持变得较为困难。建筑涂料企业又分布在化工、建材、轻工、建筑、煤炭、交通、文教等多个领域中，行业分散，科技规划项目来源多支，重复研究出现。因此，只有加强基础研究，提高研究的起点，加强产品系列配套的研究，才能使我国的建筑涂料工业有较大的发展。而要赶上先进水平，一定要避免低水平的重复研究。在科技体制还没有完全进入市场经济的情况下，只有改变企业轻视科技，科技轻视市场，使企业的发展与科技发展紧密结合在一起，使二者形成统一，我们的企业才能壮大，我们的科技才能发展。有关部门应重点支持具有国际水平、高起点前沿项目的基础研究及系统工程，步入一个基础研究，应用技术研究，形成生产力的良性循环中。
1.2.6.3国产原材料、助剂短缺
从我国的涂料工业发展历史看，原材料及其助剂始终是涂料工业发展的一个制约因素和薄弱环节。建筑涂料所用的原料和助剂不仅品种少，而且质量不稳定，价格高，严重制约着其发展。能够满足目前我国环境状态尤其是满足耐沾污耐腐蚀的复合技术的基料很少，有很多还是空白。我国的现有原材料相当一部分在规格和质量上变化很大，生产中常常出现使用同一个厂家的不同批号的原料，既给产品质量造成很大的差异，也给生产厂家的生产和技术开发带来了很多困难。助剂品种少、功能差，严重影响着建筑涂料的涂膜性能和表观性能，致使长期以来国内产品与国外产品存在较大的差距。国外的原材料、涂料助剂产品品种多、功能全、适用性强，为涂料生产厂家提供各种助剂，尤其是具有复合功能的助剂，受到了普遍的欢迎。颜料是赋予建筑涂料色彩、美化五彩缤纷建筑物的主宰。同时，它也是建筑涂料发展中尤其是外墙建筑涂料使用中最令人头痛的问题之一。发达国家建筑外饰采用建筑涂料的使用率达80％，而我国建筑外饰采用建筑涂料的使用率相比之下就低了很多，这与我国国产颜料在耐候性能上的质量低劣是有直接关系的。长期以来，外墙涂料尤其是带色涂料在涂刷到墙面后，少则几个月，多则两三年，甚至一场雨，就使鲜艳的颜色面目全非，变色严重。近几年来，国外各大颜料公司进入中国市场后， 白色颜料（钛白粉） 基本上由英国ICI 、 美国杜邦公司提供，各色颜料国内企业也部分采用，但价格之高使企业难以接受。尽管他们的有些颜料在国外有使用成功的范例，但由于气候、环境、使用年限、施工质量的差异，在中国使用也未必能得到保障。因为作为涂料产品，其保色性好坏，首先必须是颜料具有高质量的能满足各种室外应用的性能，同时保色性又与基
料的含量、颜色的饱和度有着直接的关系。为了发展和提高我国的建筑涂料产品水平，保证产品质量，必须加速发展满足高性能外墙涂料的复合技术的基料、配套的涂料助剂和高品质的颜料。
1.2.7我国钢结构建筑涂料科技的发展
建设部最近颁布了第27号公告《关于发布化学建材技术与产品公告》，公告中列入了停止或逐步停止生产的淘汰类产品共有：聚乙烯醇乙其缩甲醛类、硝化纤维素类内墙涂料，聚乙烯醇缩醛类、聚醋酸乙烯类和氯偏类外墙涂料。公告中列出重点开发生产的有：环保型（包括健康型）内墙涂料，环保型水乳类、低毒性溶剂型以及高耐候性、高耐沾性、高保色性的外墙涂料。根据公告的精神以及市场的需求，我国的建筑涂料科学技术工作应当向以下几个方向发展：
1.2.7.1向水性化发展
当今世界，人类赖以生存的环境越来越多地受到人们的关注。涂料的品种结构应向着减少VOC 含量、向着绿色产品、环保化发展。向水性化发展是大趋势，传统的溶剂型涂料比重将逐步下降。提高水性涂料的质量和技术水平、开发新的品种，是巩固和发展水性涂料的重要环节。在研究和开发以丙烯酸系列为基料的乳胶涂料的基础上，对于各类高性能涂料所需要的水性基料应加强、加快研究开发速度，满足特殊部分的特殊要求。
1.2.7.2向功能化发展
除了研究开发各类功能性涂料，包括防水涂料、防水涂料、防腐涂料、防霉涂料、隔热涂料、保温涂料、防碳化涂料等，还应加紧研究和开发建筑装饰中出现的难题和新问题，满足各类建筑对不同功能的需求。复合化技校针是提高和满足各类功能的有效途径。
①功能的复合化。如弹性功能与呼吸功能复合，将那些优良的弹性乳液与被亲水官能团表面修饰微壳（超微粒子）复合化，使弹性能力与透湿性并存。弹性功能与低污染功能的复合：将常温反应型乳液与涂膜亲水性技术复合，通过使用交联分子量大的反应乳液，提高伸长率和膜密度，显示出硬度，使弹性功能与低污染性相结合。
②加强对耐酸雨涂料的基础研究，解决建筑物受酸雨腐蚀问题，使耐酸雨建筑涂料能
钢结构防火涂料的应用与发展
目 录
摘要 ................................................................... 1
前言 ................................................................... 2
1. 国内外钢结构防火涂料应用与发展的情况 ................................. 3
1.1国外动向 ........................................................ 3
1.1.1国外钢结构建筑涂料的发展情况 ............................... 3
1.1.2国外钢结构建筑涂料的产业结构 ............................... 4
1.1.3国外钢结构建筑涂料的产品结构 ............................... 4
1.1.4国外钢结构建筑涂料的新品种 ................................. 5
1.1.5国外钢结构涂料生产的新技术 ................................. 6
1.1.6国外钢结构建筑涂料研究的新领域 ............................. 6
1.1.7国外钢结构建筑涂料的发展趋势 ............................... 7
1.2国内动向 ........................................................ 7
1.2.1企业状况与分布 ............................................. 7
1.2.2 钢结构建筑涂料工业的技术水平 .............................. 8
1.2.3工艺装备水平 ............................................... 9
1.2.4科技发展水平 ............................................... 9
1.2.5 我国钢结构建筑涂料的市场前景 .............................. 9
1.2.6我国钢结构建筑涂料企业所面临的形势 ........................ 10
1.2.6.1市场竞争日益加剧 .................................... 10
1.2.6.2科技研究工作薄弱 .................................... 11
1.2.6.3国产原材料、助剂短缺 ................................ 12
1.2.7我国钢结构建筑涂料科技的发展 .............................. 13
1.2.7.1向水性化发展 ........................................ 13
1.2.7.2向功能化发展 ........................................ 13
1.3对我国钢结构建筑涂料发展的几点建议 ............................. 14
1.3.1 探索加速低成本扩张之路 .................................. 14
1.3.2完善国家现行标准和解决存在的问题 .......................... 15
1.3.3完善钢结构建筑涂料施工应用技术规程 ........................ 15
1.3.4发挥钢结构建筑涂料行业协会作用 ............................ 16
2阻燃技术的应用与发展 ................................................. 16
2.1阻燃技术的展望 ................................................. 17
2.2阻燃剂的新进展 ................................................. 17
2.3膨胀型钢结构防火涂料的探讨 ..................................... 18
2.4钢结构防火涂料的选用与施工 ..................................... 18
2.5小结 ........................................................... 20
3. 钢结构防火涂料应用与处理措施 ........................................ 20
3.1建筑物钢结构的防火处理措施 ..................................... 21
3.2防火涂料的工作原理和分类 ....................................... 22
3.3钢结构的防火保护方式 ........................................... 23
3.4 钢结构防火涂料的选用规定 ...................................... 23
3.5钢结构防火的方法 ............................................... 23
3.5.1外包防火层法 ................................................. 23
3.5.2浇筑混凝土砌筑砖块法 ...................................... 24
3.5.3充水法 .................................................... 24
3.5.4轻质防火厚板包覆法 ........................................ 25
3.5.5复合保护法 ................................................ 25
3.6钢结构防火涂料的应用现状 ....................................... 25
3.7钢结构防火涂料发展 ............................................. 26
3.8钢结构防火涂料的耐久性及使用管理 ............................... 28
3.8.1 钢结构防火涂料的耐久性 ................................... 28
3.8.2钢结构防火涂料的使用管理 .................................. 28
3.9钢结构防火涂料的施工质量 ....................................... 29
3.9.1钢结构防火涂料施工质量主要存在的问题 ...................... 29
3.9.2钢结构防火涂料的施工注意事项 .............................. 29
3.10小结 .......................................................... 30
参考文献 .............................................................. 31
致谢 .................................................................. 32
摘要
早在20世纪70年代，国外对钢结构防火涂料的研究和应用就展开了积极的工作并取得了较好的成就，至今仍是方兴未艾。上世纪80年代初，国外钢结构防火涂料就进入中国市场，在工程上应用。从20世纪80年代初开始，我国也开始研制钢结构防火涂料，至今已有许多优良品种广泛应用于各行各业，本文针对近年来钢结构在建筑工程中广泛被应用的实际, 分别论述了钢结构防火涂料的性能和适用性还有目前存在的问题及对策，并指出了其应用与发展的方向。
关键词：钢结构 ，钢结构防火，防火涂料 。
前言
钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼，厂房、库房、候车室、候机厅等采用钢材都很普遍。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。
钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。
要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。建筑防火是消防科学技术的一个重要领域，而防火涂料又是防火建筑材料中的重要组成部分。防火涂料是指涂装在物体表面，可防止火灾发生，阻止火势蔓延传播或隔离火源，延长基材着火时间或增加绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料。按用途和使用对象的不同可分为：饰面型防火涂料、电缆防火涂料、钢结构防火涂料、预应力混凝土楼板防火涂料等。我国防火涂料的发展，较国外工业发达国家晚15～20年，虽然起步晚，但发展速度较快。尤其是钢结构防火涂料，从品种类型、技术性能、应用效果和标准化程度上看，已接近或达到国际先进水平。近几年，其需求量成倍增长，这与钢结构建筑的迅速发展是分不开的。
钢结构作为高层建筑结构的一种形式，以其强度高、质量轻，并有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点，在建筑业中得到广泛应用，尤其在超高层及大跨度建筑等方面显示出强大的生命力。截至1990年底，世界上高200米以上的100栋超高层建筑中钢结构占了79%。改革开放以来，随着国际间技术交流与合作的加强，钢结构应用技术在我国得到了蓬勃发展，高层和超高层建筑迅速增长。据1995年的统计资料，
我国建成的100幢超高层建筑中钢结构占37%，多数是近几年兴建的。随着我国城市规模的发展，钢结构在我国建筑业的应用具有非常广阔的前景。但由于钢结构自身不燃，钢结构的防火隔热保护问题曾一度被人们忽视。根据国内外有关资料报道及有关机构的试验和统计数字表明，钢结构建筑的耐火性能较砖石结构和钢筋混凝土结构差。钢材的机械强度随温度的升高而降低，在5000℃左右，其强度下降到40%～50%，钢材的力学性能，诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等都迅速下降，很快失去支撑能力，导致建筑物垮塌。因此，对钢结构进行保护势在必行。钢结构防火涂料刷涂或喷涂在钢结构表面，起防火隔热作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。早在20世纪70年代，国外对钢结构防火涂料的研究和应用就展开了积极的工作并取得了较好的成就，至今仍是方兴未艾。上世纪80年代初，国外钢结构防火涂料就进入中国市场，在工程上应用。从20世纪80年代初开始，我国也开始研制钢结构防火涂料，至今已有许多优良品种广泛应用于各行各业。
随着我国城镇建设开发力度的进一步加大，钢结构因其钢性和塑性都比较优良，将被广泛应用在建筑中。因此，必须进一步深入研究钢结构防火涂料性能，根据不同需要、不同功能，提高钢结构耐火极限，增强建筑物抗御火灾能力，确保国家和人民群众生命财产安全。
1. 国内外钢结构防火涂料应用与发展的情况
1.1国外动向
1.1.1国外钢结构建筑涂料的发展情况
近年来，国外建筑涂料从产品品种、规模应用、质量水平以及研究水平上，都有了很大的发展，已经成为涂料中产量最大的品种。发展较快的地区主要分布在美国、日本、西欧及亚太地区。美国是涂料工业发达国家，建筑涂料占涂料总量的50％。在外墙装饰材料中，建筑涂料占45％；在内墙装饰材料中，建筑涂料占60％。在美国，80％的建筑物外墙用各种优雅的调和色涂料装饰，住宅小区和别墅基本上以涂料装饰为主，一栋建筑物常用1-2种色彩的涂料，使建筑物显得丰富多彩、生机盎然，而室内常用单色涂料。日本是世界涂料生产大国，涂料年产量居世界第二位，仅次于美国，建筑涂料产量占涂料总产量的30％。在日本，建筑涂料使用非常广泛，不仅
限于内外墙壁、顶棚、地面，还包括门窗、走廊、楼梯扶手、水箱、屋面防水等建筑物所有的附属金属构件和木质件。西欧像德国、瑞士等国家，80％的外墙使用涂料装饰，意大利、西班牙等地中海沿岸国家，66％的外墙用涂料装饰。西欧的建筑涂料使用量占涂料总量的39％。亚太地区近几年来建筑涂料发展迅速，一些国家的政府从美化环境出发，颁布了相关政策法规，为建筑涂料的消费量迅速增长提供了有利的支持。
1.1.2国外钢结构建筑涂料的产业结构
世界涂料工业的显著特点是，世界级大公司通过其战略购并、合作合资、合理布局涂料的生产与市场，形成市场一体化的规模效应，使涂料工业向集团化、规模化、专业化的方向发展，从而达到全球合理化经营的目的。如荷兰的阿克苏公司与瑞典的Nobel 公司合并组建的AtzO-Nobel 公司， 成为世界上最大的公司之一； 美国的宣威公司以8.3亿美元收购TM 赫顿公司，又相继收购了智利和巴西的各一家公司。美国最大的10家（涂料）公司的年产量占美国涂料总量的70％以上， 而宣威公司一家的年产量即在100万吨以上，足见其生产集中的程度。而这种收购、兼并、整合正加快其步伐成为一种趋势，这种发展趋势的后果就是大企业的优势产品更具有垄断和竞争性。据统计，世界10家最大的涂料公司的产量占世界涂料总量的1/3， 而市场占有率则达到60％，这种趋势正向发展中国家延伸。
1.1.3国外钢结构建筑涂料的产品结构
国外建筑涂料种类丰富，有有机的水性涂料和溶剂类涂料，也有无机涂料。就有机涂料的成膜物而言，油脂涂料天然树脂涂料、酚醛树脂涂料、沥青涂料等为低档涂料。醇酸、氨基、硝基、过氯乙烯等树脂、聚脂、环氧丙烯酸树脂、聚氯酯、有机硅橡胶等树脂类涂料即合成树脂涂料为高档涂料。高低档涂料的比例通常是反映涂料工业发展水平的尺度美国、日本、西欧等发达国家和地区，合成树脂涂料的比例都在90％以上。美国建筑涂料以成膜物分类，主要由丙烯酸系列、聚醋酸乙烯系列两大类树脂构成，也有少量的环氧树脂和聚氨酯涂料。外墙涂料丙烯酸类树脂涂料占60％左右，聚醋酸乙烯类树脂涂料占30％左右，其它树脂如聚氨酯、环氧树脂系列涂料等约占10％左右。日本建筑涂料不仅质量高，而且种类多，外墙涂料主要有属平滑涂装型的无光泽漆、厚质丙烯酸乳液涂料、有光泽的氯乙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、
丙烯酸树脂涂料、双组分聚氨酯涂料、有机硅丙烯酸橡胶涂料、含氟树脂涂料、仿瓷涂装型的高弹性丙烯酸橡胶涂料、水性环氧树脂涂料、丙烯酸乳胶涂料。内墙涂料主要有丙烯酸乳胶涂料、弹性丙烯酸乳胶涂料、氯乙烯树脂涂料、环氧树脂涂料等。地面涂料主要有双组分环氧树脂漆、厚质涂料、双组分聚氨酯厚质树脂弹性涂料、丙烯酸树脂涂料、弹性氯乙烯树脂和环氧树脂涂料。日本的建筑涂料以苯乙烯——丙烯酸、醋酸乙烯——丙烯酸树脂及纯丙烯酸树脂为主。近年来，聚氨酯涂料作为中高档建筑涂料在日本使用量大增。欧洲各国建筑涂料也以丙烯酸类树脂涂料为主，尤其在外墙涂料上占绝大部分。 英国的ICI 、德国的BASF 和DINOV A 等公司生产的建筑涂料中，丙烯酸树脂占相当大的比重。德国KEIM 公司的无机建筑涂料，在欧洲也占有一定的市场。
1.1.4国外钢结构建筑涂料的新品种
丙烯酸奎树脂涂料 日本钟渊化学工业公司采用硅酮为交联剂对丙烯酸进行改性，其耐候性可与含氟树脂涂料相媲美， 而成本只有含氟树脂涂料的1/3，是很有发展前景的品种，可广泛用作各种墙面石板、木板的装饰涂料耐候性氟树脂涂料 美国最先研制开发了氟树脂涂料，用偏氟乙烯树脂开发氟树脂涂料，用于建筑方面取得良好的效果。氟树脂涂料与其他合成树脂作料相比，具有优良的耐候性、耐久性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法相比的优点。20世纪80年代后，日本的旭硝子（株）研制开发出常温固化氟树脂涂料，经改进后，其系列产品已开始投入到欧美及亚太地区。该涂料适宜做超高层建筑的复层装饰保护涂料以及超高层钢结构和跨海桥梁等装饰保护涂料。水性聚氨酯涂料 聚氨酯是性能优良的高分子材料之一，以这种树脂制成的涂料，具有优良的光泽和耐水、耐候性。溶剂型聚氨酯涂料由于对环境污染和对施工人员的身体有影响，使用量越来越少，加上国际环境保护法的推出，人们又开发出了水性的聚氨酯涂料。目前，水性聚氨酯涂料作为一类高档的建筑涂料，在发达国家已开始广泛使用。世界各国有关的研制开发也很活跃，国外近10年来有关水性聚氨酯涂料的专利发明达800多项，前景十分广阔。粉末涂料 从人类生活的环境意义考虑， 粉末涂料作为一种新型的建筑涂料发展迅速。在美国，粉末涂料年增长率为12％左右， 欧洲为10％左右，日本为5％左右。粉末涂料近几年已开始在门、栏杆、阳台等建筑物上使用。如大日本油墨公司开发了新型丙烯酸聚酯粉末涂料，这种涂料光泽好、硬度高、耐候性好，适宜做内外装饰保
护涂料。在日本兼具防腐性和耐候性能的聚酯——聚氨酯粉末涂料已开始在室内外广泛使用。美国推出的聚酯——聚氨酯粉末涂料也具有良好的前景。功能性建筑涂料 随着人类生活水平的进步和生活水准的提高，对建筑涂料的要求除了具有保护作用和精美的高装饰性外，还具有某些特殊的功能，形成了建筑涂料的高装饰性兼功能化的新观念。同时，作为涂料科学基础的高分子化学、生物科学的交叉与进步，推动了建筑涂料功能化的发展。国内外建筑涂料现状及发展趋势
1.1.5国外钢结构涂料生产的新技术
国外建筑涂料之所以性能优良、品种齐全是与其先进的生产技术分不开的，表现在先进的聚合物生产技术 在聚合物乳液合成上， 采用无表面活性剂的自乳化技术和其它特定的聚合技术，使多种不同单体组成的聚合物呈层状结构存在于同一胶粒中，从而达到保证产品性能的目的，使产品既具有一定的硬度、耐污染性，又使施工易于进行。另外，通过定向聚合、辐射聚合、互穿网络聚合等制得聚合物乳液来改进涂料的性能和增加使用功能。高自动化水平的涂料生产工艺 国外涂料生产控制基本上实现了电脑控制现代化，液体输送实现了管道化，固体物料已采用气动和机械输送及计量自动控制。先进的涂料检测技术 国外对于涂料性能的评价已不再单凭外观、颜色、光泽、硬度、冲击等宏观检测，而且将射线分析（EP-NA ）、X 射线光电子光谱仪（EsCA ）、自动电子光谱仪（AES ）、离子微分析仪（INA ）、富里埃变换红外光谱仪（FT ？IR ）、紫外光谱仪、核磁共振、色差计等现代化仪器用于涂膜性能测试，深入到了内部组成结构和界面状态等微观检测。此外，还采用椭圆对称仪、综合腐蚀速率测定仪（CRN ）、超声波显微镜对涂膜进行非破坏性测定。正是以上这些先进的技术促使了生产的规模化、高效率、高质量以及涂料研究的发展。
1.1.6国外钢结构建筑涂料研究的新领域
国际环境保护法颁布后，发达国家先后提出了发展涂料工业的三大前提和四大原则，即无公害（无污染）、省资源、省能源和经济、效率、生态、能源。遵循这样的前提和原则，近年来，作为环境主要污染源之一的涂料工业的研究领域也
向新的方向深入，主要有弹性型涂料（单层弹性涂料、透明型弹性涂料、低污染弹性涂料）、封闭功能与有厚膜性的涂料、潮气固化的有机硅改性丙烯酸的超耐候性涂料、常温因化的含氟树脂涂料以及无机聚合物与合成树脂乳液复合涂料、水泥等无机水硬
化物与低Tg （玻璃化温度）的合成树脂乳胶复合涂料等；以主体感、色调多彩感为主体要素，体现美化感、装潢感、高级感、时代感特征的研究领域；兼具有高雅的装饰性和我种特殊功能复合的涂料也成为近年来建筑涂料研究的热点。另外，关于新型涂料用颜料浆的研究、各种高效涂料助剂的研究也是十分活跃的研究领域。
1.1.7国外钢结构建筑涂料的发展趋势
①向低有机挥发物方向发展
环境保护已成为人类共同的事业。随着现代化工业的发展，环境污染越来越受到人类的重视，各国政府都相继制定了有关法规，美国从66项法规发展到现在的1113项法规，对建筑涂料的有机挥发物的限制作出了更为明确的限制。其VOC 含量从100g/L限定到50g/L。 日本和欧美国家也都在环保法规上对VOC 含量作出了限定标准，世界环保的要求和呼声使涂料的开发研究朝着低污染环保型的方向深化。建筑涂料在生产、使用中非放的VOC 是主要的环境污染源之一。因此，减少VOC 的含量已经成为国外建筑涂料发展的总趋势。
②向功能复合化方向发展
功能性建筑涂料由于不仅有保护和装饰建筑物的功能，而且具有其他方面的特殊功能，也成为国外建筑涂料发展的重要方向。随着高分子科学等其他与涂料相关的基础科学的重大突破和高新技术的进步，不久的将来，功能性建筑涂料在现有基础上将会有更新的飞跃。目前，研究开发的主要技术方向是高装饰性、高功能复合化的建筑涂料以及能赋予涂料特殊功能的高效功能性新型涂料用树脂和添加剂的研究。
③向高性能、高档次发展
随着现代高层建筑的兴起，对建筑涂料的耐候性要求越来越高，高耐候性涂料树脂的研究开发成为当今世界尤其是发达国家涂料研究的活跃领域。目前，最活跃的领域是含氟树脂和有机硅改性树脂的研究。其中，有机硅改性丙烯酸树脂涂料的研究由于其耐候性可以与含氟树脂涂料相媲美。耐污染性优于氟树脂涂料，成本只有氟树脂涂料的1/3， 将是今后超耐候涂料的发展方向。
1.2国内动向
1.2.1企业状况与分布
在计划经济条件下，涂料行业归属为化工部门，涂料生产厂家有115家，除基本
自治区外，全国各地都建有涂料厂，其中江苏省最多，其次是广东省、湖北省、黑龙江省、湖南省、山西省，只有一家涂料企业的有新疆、宁夏、青海、海南等省区。在这些涂料厂家中，生产的品种主要是工业涂料及专用涂料，约占涂料总量的75％。建筑涂料尤其是水性涂料，包括各类树脂的乳胶漆生产量所占比例相对较小。进入市场经济后，国有油漆厂（行业内企业）一统我国涂料市场的格局已经被打破，尤其是技术、装备、资金以及市场营销为一体的独资、合资国外大型涂料企业进入中国市场以后，给中国的建筑涂料市场带来阵阵冲击波，建筑涂料市场形成了国有油漆厂、建材行业企业及乡镇企业、合资（或独资）企业三足鼎立之势。我国建筑涂料生产厂数千家，主要分布在北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东等省市，约占60％。 能达到年产5000吨以上的大型企业不足3％，而年产5000吨以上的大型企业大多分布在沿海地区。从1990年起，国外企业在中国独资或合资建成的建筑涂料厂约16家，生产的规模在2万-5万吨/年的水平。资料表明，在我国，按照涂料生产和应用水平的分布来看，划分为三个地带较为合适，即涂料发展最好的是华东和中南为第一地带；其产量分布尚不平衡，呈现南重北轻的态势。从中可以看出，涂料工业发展的好坏、快慢是与经济发展的情况分不开的。建筑涂料的产量及产品结构由于建筑涂料企业分布在各个行业，至今没有一个统计系统来统计全国建筑涂料的产量。2001年我国建筑涂料产量约在150万吨， 其中广东省年产建筑涂料15万吨，居全国之首。在全国建筑涂料总量中，低档聚乙烯醇类涂料约占其中的40％，内外墙乳胶漆占40％，溶剂型涂料占20％（主要是室内木质装饰漆和外墙涂料）。内墙涂料主要是聚醋酸乙烯、聚醋酸乙烯——丙烯酸酯、聚苯乙烯——丙烯酸酯和乙烯——醋酸乙烯乳胶漆以及聚乙烯醇类低档涂料。外墙涂料中分乳胶型和溶剂型两种，乳胶涂料以聚苯乙烯——丙烯酸酯和聚丙烯酸酯类品种为主，溶剂型涂料以丙烯酸酯类、丙烯酸聚氨酯和有机硅接枝丙烯酸类涂料为主，还有各种砂壁状和复层型等厚质涂料以及少量的无机硅酸盐涂料。地面涂料一般以聚氨酯和环氧树脂类涂料为主。功能涂料有防火、防潮、防结露、防霉、防虫、防腐蚀、防炭化等品种
1.2.2 钢结构建筑涂料工业的技术水平
我国的建筑涂料在20世纪80年代后得到了迅速的发展，目前已能自行研制、生产世界上大多数中、高档品种的建筑涂料，仅就技术水平而言，已达到了国际上20世纪90年代初的水平，能够基本满足我国蓬勃发展的建筑业和装潢业对建筑涂料品
种的要求。我国的有机类建筑涂料占建筑涂料的80％，而聚乙烯醇类、水溶性有机类低档涂料约占一半。因此，从我国的产品水平总体上看与国外相比还有较大的差距。
1.2.3工艺装备水平
我国建筑涂料的工艺装备水平近年来发展较快，并取得了较大的进步，通过引进、消化、吸收，国产最大容量的树脂反应釜已达15立方米。在研磨设备方面，我国已能生产系列双桶或三桶卧式砂磨机，研磨效率可比普通砂磨机提高3倍以上。 涂料生产用的各类物料输送泵我国也已经开发出来。建筑涂料生产所用装备国内基本都可生产，并且能满足技术要求，但从外观质量以及使用寿命上与先进国家相比，仍存在相当差距。国内一些企业从提高产品质量、全方位服务出发，配备了计算机配色系统、工业自动化配色以及现场调配色。但是占建筑涂料生产企业相当比例的乡镇、个体企业几乎没有像样的生产装备，设备简陋，更谈不上电子监控和计算机管理系统。建筑涂料企业整体工艺水平处于较低层次。
1.2.4科技发展水平
建筑涂料工业科技发展工作在20世纪80年代以后得到较快的发展。在借鉴了发达国家成功经验的基础上，科技工作引导着我国建筑涂料工业走过了从低档产品逐步向高档产品过渡，由单一品种逐步向多品种及配套技术过渡，从传统的平状薄型逐步向复层厚质等高装饰性、高性能过渡的发展道路，形成了具有高、中、低档层次建筑涂料品种结构的局面。我国建筑涂料由20世纪80年代初的年产20万吨， 到现在的年产150万吨，科技在其中起了积极的作用。但是，我们应当清醒地认识到，几十年来，我国建筑涂料的科技工作基本上以仿制发达国家的产品为主，随着科技工作的日益深化，目前可以仿制的产品已经越来越少了。另外，随着知识产权保护法规的逐步健全，仿制他人产品的行为已开始非法化，仿制型科技已经接近终点，创新科技即将开始。我国建筑涂料的科技工作正处于划时代的转折点。
1.2.5 我国钢结构建筑涂料的市场前景
改革开放以来，我国经济建设发生了巨大的变化，人民的生活水平有了显著的提高。党中央、国务院多次强调要加快建筑业的振业与发展，使之尽快地成为国民经济的支柱产业。为了实现现代化建设战略目标，将有一大批建筑工程、市政建设和居民
住宅需要兴建，建筑业将以年12％的速度增长。各种装饰装修材料的发展也将大大促进我国建筑涂料的发展。据有关资料表明，现有建筑装饰消费水平比前10年提高了约20％，目前建筑装饰费用已占工程造价的30％-40％，较高级的建筑装饰已占工程造价的50％。装饰工程在直线上升，装饰工程造价已从1990年的80亿元发展到2000年的2800亿元。我国建筑装饰装修行业进入了发展的黄金期，其市场发展潜力巨大。
1.2.6我国钢结构建筑涂料企业所面临的形势
建设部提出在建筑材料中把发展高性能外墙涂料作为点建筑材料来推广。全国化学建材协调组又将建筑涂料列入化学建材重点发展材料，在全国化学建材工作会议上颁布的《国家化学建材产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》也为建筑涂料行业的发展勾画了美好的蓝图。这些宏观环境都为建筑涂料行业提供了良好的发展机遇。面对如此广阔的建筑装饰装修市场，如此难得的市场机遇，中国建筑涂料大多数企业却感到市场被动，市场占有份额越来越小。试分析以下几个因素
1.2.6.1市场竞争日益加剧
中国的改革开放，使国外的企业家都看好中国这一潜在的巨大市场。国外的知名涂料企业带着他们的先进生产技术、巨额的资金以及百年发展的丰富市场营销经验进入了中国的市场，以其大量的广告宣传和对经销商的优惠政策迅速扩展到中国的各个城镇，使中国的建筑涂料企业如同遇上了暴风骤雨，始料不及。目前，在国内的独资企业、合资企业不断涌现，如日本立邦在上海、惠州、廊坊、苏州、重庆设立了5家生产和分装机构。英国ICI 在广州、上海建成了4万吨和5万吨生产线， 在北方欲建成5万吨生产线。美国、意大利、加拿大、德国及我国台湾、香港等也都纷纷在我国合资建立和预建大型生产厂。我国建筑涂料的品牌很多， 但能与日本立邦、美国ICI 等国外名牌一比高下的几乎没有，把品牌和服务融为一体的经营体系还不健全。涂料的优劣、品牌的荣辱是与最终的服务——涂料在涂刷物上的实际效果分不开的。我国的大部分涂料企业品牌服务意识淡薄，销售和服务链接不上，产品通过代理商卖出去就算终结了使命，质量和效果只有用户自己去评说。由此造成了假冒伪劣产品充斥市场、品牌良莠不齐的局面。我国的涂料工业随着国民经济的发展经历了从初期、起步到逐渐成熟三个阶段，从起步到逐渐成熟形成规模的周期较短，基础较弱，传统
的生产模式和产品概念总是把投资少、见效快、工艺简单、设备要求不高作为涂料的特性，谋求短期效益， 没有把涂料作为一门科学来深化， 所以就造成了 “大跃进”式遍地开花的局面，普遍存在着技术含量低、功能简单、质量低劣，全国数千家涂料企业平均年生产规模只有240吨左右，与美国825家企业、平均年生产规模7878吨相比，悬殊很大。目前我国涂料年产万吨以上的企业屈指可数，而美国的S.W 公司年产涂料100万吨以上，印度的亚西亚涂料年产16万吨，台湾的荣记涂料年产10万吨，规模上不就失去了竞争的优势，阻障了品牌的延伸能力。我国处在经济发展的关键时期，巨大的市场需求使建筑涂料成为一个耀眼的亮点，为国内外的涂料企业提供了一个极好的扩展机遇。 中国加入WTO ，2008年奥运会更为中国的涂料市场注入了活力，市场竞争、服务竞争、性能竞争，使国内涂料企业的忧患意识得到了加强 升华， 我国的民营企业以其灵活的经营方式、特色产品、地理优势，经过近几年的磨练已经形成了初具规模的经营方式，逐步确定了自己稳固的市场和地位；我国的国有企业通过近几年的调整，综合实力 得到加强， 一批集团化、专业化的规模企业已经初步形成，成为市场竞争的主力军。但仍有相当大比例的企业生产上于原始作坊状态。据统计，分布在全国的建筑涂料企业，大部分为小、土、散的企业，由于生产规模小，管理水平低，企业技术水平低，生产设备简陋，生产工人文化素质较差，劳动生产率低，发展根基脆弱，市场竞争能力差。
1.2.6.2科技研究工作薄弱
在我国，对建筑涂料专用基料和助剂的基础研究一直处于薄弱状态，包括应用研究，缺乏系统的、自始至终的研究。多年来，科研院所、大专院校对此类基础研究做了大量的工作，大量的科技成果有力地促进了涂料业的发展。但也有相当一些科技成果因研究与应用的脱节而束之高阁。随着我国科技体制的不断深化，科技人员从“科技是第一生产力”中认识到科技成果转化为生产力的重要性，但在重视研究实用性的同时，却忽视了高起点、高价值的基础研究。我国在行业基础研究包括应用研究上打一枪换一个地方已不是稀罕事，更缺乏系统的规划、指导和支持。一些企业始终保持着不断有高新技术产品问世，来支持着企业的发展。在这些企业中，常常是一个科研人员或一个科研群体，几年、十几年甚至一生都在一个主课题上研究，保证了一个产品从研究、生产、投入市场、施工应用的全过程的高水平和高质量。我国的科学研究走过了由单纯的实验室研究到与生产紧密结合的过程。但由于科技体制中申请政府的
专题专项拨款以及科研企业的行为结合等等各方面的原因和矛盾都使得系统的规划、指导和支持变得较为困难。建筑涂料企业又分布在化工、建材、轻工、建筑、煤炭、交通、文教等多个领域中，行业分散，科技规划项目来源多支，重复研究出现。因此，只有加强基础研究，提高研究的起点，加强产品系列配套的研究，才能使我国的建筑涂料工业有较大的发展。而要赶上先进水平，一定要避免低水平的重复研究。在科技体制还没有完全进入市场经济的情况下，只有改变企业轻视科技，科技轻视市场，使企业的发展与科技发展紧密结合在一起，使二者形成统一，我们的企业才能壮大，我们的科技才能发展。有关部门应重点支持具有国际水平、高起点前沿项目的基础研究及系统工程，步入一个基础研究，应用技术研究，形成生产力的良性循环中。
1.2.6.3国产原材料、助剂短缺
从我国的涂料工业发展历史看，原材料及其助剂始终是涂料工业发展的一个制约因素和薄弱环节。建筑涂料所用的原料和助剂不仅品种少，而且质量不稳定，价格高，严重制约着其发展。能够满足目前我国环境状态尤其是满足耐沾污耐腐蚀的复合技术的基料很少，有很多还是空白。我国的现有原材料相当一部分在规格和质量上变化很大，生产中常常出现使用同一个厂家的不同批号的原料，既给产品质量造成很大的差异，也给生产厂家的生产和技术开发带来了很多困难。助剂品种少、功能差，严重影响着建筑涂料的涂膜性能和表观性能，致使长期以来国内产品与国外产品存在较大的差距。国外的原材料、涂料助剂产品品种多、功能全、适用性强，为涂料生产厂家提供各种助剂，尤其是具有复合功能的助剂，受到了普遍的欢迎。颜料是赋予建筑涂料色彩、美化五彩缤纷建筑物的主宰。同时，它也是建筑涂料发展中尤其是外墙建筑涂料使用中最令人头痛的问题之一。发达国家建筑外饰采用建筑涂料的使用率达80％，而我国建筑外饰采用建筑涂料的使用率相比之下就低了很多，这与我国国产颜料在耐候性能上的质量低劣是有直接关系的。长期以来，外墙涂料尤其是带色涂料在涂刷到墙面后，少则几个月，多则两三年，甚至一场雨，就使鲜艳的颜色面目全非，变色严重。近几年来，国外各大颜料公司进入中国市场后， 白色颜料（钛白粉） 基本上由英国ICI 、 美国杜邦公司提供，各色颜料国内企业也部分采用，但价格之高使企业难以接受。尽管他们的有些颜料在国外有使用成功的范例，但由于气候、环境、使用年限、施工质量的差异，在中国使用也未必能得到保障。因为作为涂料产品，其保色性好坏，首先必须是颜料具有高质量的能满足各种室外应用的性能，同时保色性又与基
料的含量、颜色的饱和度有着直接的关系。为了发展和提高我国的建筑涂料产品水平，保证产品质量，必须加速发展满足高性能外墙涂料的复合技术的基料、配套的涂料助剂和高品质的颜料。
1.2.7我国钢结构建筑涂料科技的发展
建设部最近颁布了第27号公告《关于发布化学建材技术与产品公告》，公告中列入了停止或逐步停止生产的淘汰类产品共有：聚乙烯醇乙其缩甲醛类、硝化纤维素类内墙涂料，聚乙烯醇缩醛类、聚醋酸乙烯类和氯偏类外墙涂料。公告中列出重点开发生产的有：环保型（包括健康型）内墙涂料，环保型水乳类、低毒性溶剂型以及高耐候性、高耐沾性、高保色性的外墙涂料。根据公告的精神以及市场的需求，我国的建筑涂料科学技术工作应当向以下几个方向发展：
1.2.7.1向水性化发展
当今世界，人类赖以生存的环境越来越多地受到人们的关注。涂料的品种结构应向着减少VOC 含量、向着绿色产品、环保化发展。向水性化发展是大趋势，传统的溶剂型涂料比重将逐步下降。提高水性涂料的质量和技术水平、开发新的品种，是巩固和发展水性涂料的重要环节。在研究和开发以丙烯酸系列为基料的乳胶涂料的基础上，对于各类高性能涂料所需要的水性基料应加强、加快研究开发速度，满足特殊部分的特殊要求。
1.2.7.2向功能化发展
除了研究开发各类功能性涂料，包括防水涂料、防水涂料、防腐涂料、防霉涂料、隔热涂料、保温涂料、防碳化涂料等，还应加紧研究和开发建筑装饰中出现的难题和新问题，满足各类建筑对不同功能的需求。复合化技校针是提高和满足各类功能的有效途径。
①功能的复合化。如弹性功能与呼吸功能复合，将那些优良的弹性乳液与被亲水官能团表面修饰微壳（超微粒子）复合化，使弹性能力与透湿性并存。弹性功能与低污染功能的复合：将常温反应型乳液与涂膜亲水性技术复合，通过使用交联分子量大的反应乳液，提高伸长率和膜密度，显示出硬度，使弹性功能与低污染性相结合。
②加强对耐酸雨涂料的基础研究，解决建筑物受酸雨腐蚀问题，使耐酸雨建筑涂料能