技术前沿丨纳米杂化材料 HP@ZIF 助力钢结构阻燃涂层升级

研究人员开发出一种有机 - 无机杂化纳米阻燃剂 HP@ZIF，可显著提升钢结构膨胀型防火涂层的耐火与抑烟性能。该涂层体系经长期浸水后，防护性能依旧能够保持。

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膨胀型防火涂层（IFRC）是提升钢结构消防安全的核心材料。但传统膨胀型防火涂层难以同时满足现代建筑对环境友好性、高耐火性能与高效抑烟的多重要求。近期一项研究针对上述难题，设计制备有机 - 无机杂化纳米阻燃剂 HP@ZIF，将其与聚磷酸铵 / 三嗪成炭剂（APP/CFA）协同复配，加入环氧树脂（EP）基体，制得高性能膨胀型防火涂层。

背板温度测试结果表明，涂层隔热性能大幅提升，炭层膨胀倍率显著增加。燃烧 20 分钟后，裸钢参比试样背板温度为 576℃，而 S3 涂层试样背板温度降至 187℃，隔热效率达 67.5%。

降低释热、产烟量，提升耐水性

锥形量热测试（CCT）验证了该涂层优异的防火安全特性。与参比样相比，涂层总释热量（THR）、总烟释放量（TSR）及火灾增长指数（FIGRA）分别下降 70.1%、72.0%、90.2%。以上数据说明，涂层阻燃与抑烟能力得到明显改善 —— 这两项指标是火灾场景下保障人员安全与结构完整的关键。

扫描电镜（SEM）与拉曼光谱表征显示，材料燃烧后可形成致密连续的炭层，具备更强的结构稳定性与热阻隔能力。值得关注的是，该环氧树脂涂层在浸水 7 天后仍可维持优异耐火性能，满足工程实际使用需求（涂层服役周期内常会接触潮湿环境）。作者指出，基于 HP@ZIF 的这套体系兼顾功能性能与实用耐久性，为现代建筑防火保护提供了经济高效的技术方案。

文献来源：Bao Q 等人。分级杂化纳米结构阻燃剂 HP@ZIF 用于提升膨胀防火涂层的耐火抑烟性能.《涂料技术与研究期刊》,2026,23:2775–2789.