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涂覆防火涂料是提高钢材防火性能最有效的方法之一。水性超薄型钢结构防火涂料是一种用量少、施工方便、防火效果好的新型环保型防火涂料。但是，目前的水性超薄型钢结构防火涂料普遍存在着防火时间短、涂层耐水性差、炭化层的膨胀程度低以及附着力、强度差等问题。针对以上情况，本文以防火涂料配方中的基料乳液、膨胀型阻燃剂、无机填料等主要组分作为研究对象，深入研究它们对防火涂料防火性能的影响，并通过优化涂料配方，制得了性能优异的水性超薄型钢结构防火涂料。主要研究工作如下：（1）研究了醋叔乳液、苯丙乳液以及自交联丙烯酸乳液对防火涂料防火性能的影响，并从热稳定性和玻璃化转变温度（Tg）的角度研究了聚合物影响防火涂料性能的机制。防火性能测试结果表明，由醋叔乳液制备的防火涂料防火性能最佳，防火时间达到66min，且炭化层膨胀程度最高；热重分析（TGA）结果表明，醋叔聚合物的热分解初始温度最高，其三阶段式的热分解机理有利于成炭，表现在393550℃具有更好的热稳定性；动态力学分析（DMA）的结果表明，醋叔聚合物具有较低的Tg和较低的软化温度。由此可知，具有较高热稳定性、较低Tg和软化温度的聚合物适合用作水性防火涂料的基料。（2）采用L9（34）正交试验法优化了膨胀型阻燃剂中聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）的配比，并通过TGA和差热扫描量热仪（DSC）研究了膨胀型阻燃剂的反应机理。正交试验结果表明，膨胀型阻燃剂组分的最佳质量比为APP:PER:MEL=26:12:8。其中，APP对涂层防火性能的影响最显著。结合TGA分析和防火测试结果可知，在聚合度相同的APP中，热分解残余量越高的APP，由其制备的防火涂料的防火性能越好。TGA结果表明，防火涂料的热分解分为六个阶段，其中，第三个阶段（279479℃）为炭化层形成阶段，失重量最大，为37.63%。（3）研究了可膨胀性石墨（EG）及其他无机填料对防火涂料防火性能的影响。防火性能测试结果表明，当采用10wt%二氧化钛（TiO2）、3wt%海泡石和2wt%EG复配作为填料时所制得的防火涂料具有最佳的防火性能。TGA和X射线衍射（XRD）分析结果表明，EG和海泡石复配能够提高炭化层在高温区域的热稳定性，而且能够促进APP与TiO2反应生成热稳定性强的焦磷酸肽（TiP2O7），从而提高炭化层的抗氧化性和强度。（4）研究了制备方法（高速分散与砂磨）和施工工艺（刷涂与喷涂）对水性防火涂料的防火性能的影响。实验结果表明，当采用砂磨的制备方法和喷涂的施工工艺时，所制得的防火涂料的防火性能最佳。在上述研究的基础上，本文制备出了一种具有优异防火性能的水性超薄型钢结构防火涂料。当防火涂料的干膜厚度为1.10mm时，其防火时间达到79min，且涂层燃烧后形成的炭化层膨胀程度高，附着力和强度均很好，综合性能超过国外同类产品的性能。