防火涂料力学性能测试

防火涂料力学性能测试是评估涂层在火灾条件下维持结构完整性和保护能力的关键检测项目。通过拉伸强度、粘结强度、抗压强度、耐磨性等指标分析，验证涂料在高温环境中能否有效附着基材、抵抗外力破坏，确保其在火灾初期延缓火势蔓延的核心功能。测试需依据GB/T 5210、ASTM E119等标准，使用万能试验机、附着力测试仪等专业设备，涵盖建筑、交通、工业设备等多领域应用。

防火涂料力学性能测试目的

评估涂层在火灾条件下的结构稳定性，防止因力学性能不足导致保护层开裂或脱落。

验证涂料与基材的粘结强度，确保高温环境下附着力不低于标准要求（如≥1.0MPa）。

测定抗压强度指标，模拟火灾中建筑构件变形时涂层的承载能力。

分析耐磨性能，预防日常使用中机械损伤削弱防火效果。

为产品分级认证提供数据支持，如满足GB 14907规定的耐火极限等级。

防火涂料力学性能测试方法

拉伸试验：使用万能试验机按GB/T 5210标准，以5mm/min速率测试涂层与基材的极限抗拉强度。

划格法附着力测试：依据ISO 2409，用切割刀具制作6×6方格，观察涂层剥离面积判定等级。

抗压强度测试：采用压力试验机对固化后的涂层试块施加垂直载荷，记录破坏荷载值。

冲击试验：按GB/T 1732，用1kg重锤从50cm高度自由落体冲击涂层表面，检测抗冲击性能。

耐磨试验：使用Taber耐磨仪，500g载荷下旋转1000次后测量涂层质量损失率。

防火涂料力学性能测试分类

按测试环境分为常温性能测试与高温残余强度测试（300℃/1h热处理后检测）。

按力学指标类型分为粘结强度、抗压强度、弯曲强度、冲击强度四大类。

根据涂料类型差异，膨胀型防火涂料需额外测试发泡层强度，非膨胀型侧重密实层硬度。

按应用场景划分：建筑钢结构涂料侧重抗震动疲劳，电缆防火涂料要求柔韧性测试。

防火涂料力学性能测试技术

动态机械分析（DMA）：测量涂层在不同温度下的储能模量和损耗模量变化曲线。

显微硬度测试：采用维氏硬度计，在200gf载荷下测定涂层截面硬度分布。

数字图像相关技术（DIC）：通过高速摄像捕捉涂层在载荷作用下的应变场分布。

超声波检测法：利用脉冲回波技术无损评估涂层内部结合状态。

防火涂料力学性能测试步骤

1、试样制备：在标准基材（Q235钢板）上喷涂至规定厚度（2±0.2mm），养护28天

2、预处理：将试样置于23±2℃、50±5%RH环境平衡24小时

3、测试区域标记：使用模板划定25×25mm有效测试区域

4、设备校准：对万能试验机进行力值校准，误差控制在±1%以内

5、测试执行：以规定速率加载直至涂层破坏，记录最大载荷值

6、数据处理：计算强度值并剔除偏差＞15%的异常数据

防火涂料力学性能测试所需设备

电子万能试验机：量程50kN，配备高温环境箱（可达1000℃）

自动划格器：切割刀间距1mm/2mm可选，带6刃切割头

涂层测厚仪：磁性法/涡流法双模式，精度±1μm

冲击试验仪：半球形冲头直径15.875mm，导管刻度精度0.5cm

耐磨试验机：CS10磨轮，配备电子计数器及吸尘装置

显微硬度计：配备500×光学镜头，自动压痕测量系统

防火涂料力学性能测试参考标准

GB/T 5210-2006：涂层附着力的测定方法，规定拉开法测试程序

GB 14907-2018：钢结构防火涂料，明确粘结强度≥0.15MPa（室内）、≥0.2MPa（室外）

ASTM D4541：便携式附着力测试仪使用方法，允许现场快速检测

ISO 4624:2016：色漆和清漆-附着力的拉开试验法，区分内聚破坏与附着破坏

BS EN 13381-8:2019：测定结构钢构件用防火系统性能，包含力学性能测试规范

JG/T 415-2013：建筑防火涂料有害物质限量，涉及力学性能与环保指标关联性

UL 1709：快速升温火灾测试标准，要求30分钟内涂层保持完整

AS 1530.4：澳大利亚标准，包含抗冲击性能分级测试方法

JIS K 5600-5-5：日本工业标准，规定弯曲试验中轴棒直径与涂层厚度比值为1:1

NF P92-503：法国标准，要求涂层在机械应力后仍能达到M1防火等级

防火涂料力学性能测试注意事项

基材表面处理须达到Sa2.5级喷砂粗糙度（40-70μm），避免预处理差异影响数据

环境温度超过28℃时，需开启恒温装置防止树脂基涂料发生热软化

测试膨胀型涂料时，需记录发泡层冷却后的残余强度，不可直接测试高温状态试件

粘结强度测试后，若破坏面发生在基材内部，需重新制备试样

定期用标准校准块验证测厚仪精度，每季度至少校准1次

防火涂料力学性能测试合规判定

钢结构防火涂料粘结强度：室内型≥0.15MPa，室外型≥0.2MPa（GB 14907）

抗压强度：C类（室内超薄型）≥3.0MPa，H类（室外型）≥5.0MPa

耐冻融循环（-25℃~+35℃,15次）后强度衰减率≤20%

抗振动疲劳性能：振幅3mm、频率10Hz振动2小时后无开裂脱落

耐火极限测试中，力学性能指标需保持至耐火时间的75%以上

防火涂料力学性能测试应用场景

超高层建筑钢结构防火验收：检测涂层在风振荷载下的长期粘结稳定性

石化储罐区防火隔离带：评估涂层抗油气介质侵蚀后的残余强度

海底隧道混凝土结构：测试高湿度环境下涂层的抗渗压强度

核电站电缆桥架：验证涂层在γ射线辐照后的力学性能衰减率

高铁站房金属屋面：检测涂层在热胀冷缩循环中的抗疲劳性能