由于钢结构自重轻、安全性高、施工方便等特点,目前钢结构是土木工程中常用的结构形式。钢材本身不燃,但其具有良好导热性,这就导致钢材在受热时极易软化,从而丧失机械强度。火灾中,钢结构的耐火性能差。由此可见,钢结构的防火保护十分重要,其中最常见的防火保护方法为涂料保护。目前市面上广泛使用的薄型及超薄型钢结构防火涂料,多为有机物基,遇火时会放出有害气体,危害人体健康,而且对湿度敏感,性能衰减快,耐火极限也较低,在生产、施工过程中对人身健康也存在极大危害。无机非膨胀型涂料一般是厚型涂料,依靠涂层厚度将火焰与基材隔离,并延缓温度向基材传递的速度,从而提高基材的耐火等级,这类涂料的涂层较厚,用量大,施工工艺复杂,易出现破损或脱落的现象,在一些较为复杂的钢结构及高空施工时难以施涂。因此对复合膨胀环保型钢结构防火涂料的研究成为主要方向。本文以NaOH和水玻璃为激发剂激发偏高岭土制成的新型胶凝材料地聚合物为防火涂料的基料,辅以纯丙乳液作为辅助成膜物质,可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)以及季戊四醇(PER)所构成的P-N-C体系为复合膨胀阻燃体系,加以颜填料和助剂,研制了一种涂层较薄的复合型水性膨胀型钢结构防火涂料。本文采用均匀试验法优化涂料配方,通过模拟大板燃烧法等检测方法对涂料性能进行评价,利用DSC-TG现代测试方法对复合膨胀型钢结构防火涂料进行了微观分析,初步探讨了其防火机理,通过试验结果分析影响涂料性能的因素。研究表明:(1)基料为地聚合物和纯丙乳液时,膨胀阻燃体系采用EG与P-N-C复合体系,得到理化性能满足标准要求的最优配比,厚度为6.54mm,耐火极限87min;(2)掺入地聚合物在一定程度上降低了涂料的耐火时间,同时会使涂料粘接强度下降,但与未掺入地聚合物的涂料相比,掺入地聚合物能大大减少灼烧过程中刺激性气味的产生,且耐火时间、施工性能均能满足《钢结构防火涂料》(GB14907-2002)标准要求;(3)基料为纯丙乳液,阻燃剂为可膨胀石墨时,耐火极限最高,可达158min,同时涂层施工性能、膨胀效果及炭化层状态均为最佳,但灼烧过程中刺激性气味很重;(4)纯丙乳液与地聚合物质量比小于1时,涂料受火形成的炭化层质地疏松,易脱落,故耐火性能差,耐火时间一般在30-40min;纯丙乳液与地聚合物质量比大于1时,涂料炭化层硬度很大,受火时不易脱落,故耐火时间长,超过60min,但二者膨胀高度相差不大,均有良好的膨胀效果;本文研制的钢结构防火涂料具有耐火时间长,生产施工方便,在燃烧过程中产生的刺激性气味少等特点。