第二节　无机物基料

无机物基料仅在非膨胀型钢结构防火涂料中使用，主要包括水玻璃（硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂等）、磷酸盐、硅溶胶、水泥等。

一、水玻璃

钢结构防火涂料最初的非膨胀型无机黏合剂为水玻璃，俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，溶于水后可形成水玻璃，其化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为摩尔比，表示二氧化硅与碱金属氧化物物质的量的比值。摩尔比越高，黏度越大，易于分解硬化，粘接力增大，其成膜后的耐水性则越好；摩尔比越低，晶体组分越多，粘接力差。

水玻璃粘接力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，涂层固化后，能够析出硅酸凝胶，可防止水渗透。在高温下硅酸凝胶干燥得更加快速，而强度并不降低，并具有高度的耐酸性能。水玻璃耐碱性、耐水性差。可通过对游离的碱金属离子的抑制改善其性能，不让它与二氧化碳反应，可采用氟硅酸盐、硼酸盐、有机高分子耐水性树脂等固定碱金属，形成一种网状结构，改善涂膜的理化性能。

建筑上常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液（Na2O·nSiO2）。水玻璃摩尔比不同，性质不同，一般为1.5～3.5。水玻璃在水中溶解的难易程度随摩尔比n而定。n=1时，水玻璃在常温下即可溶解于水中；当n>1时，水玻璃只能溶解于热水中；当n>3时，水玻璃必须在4atm（1atm=101325Pa）以上的蒸汽中才能溶解。水玻璃浓度不可太高，否则黏稠度增加，搅拌困难，固化速度快，非常不利于施工。

二、硅溶胶

纳米二氧化硅颗粒溶解于水中，可形成硅溶胶，外观为乳白色半透明的胶体溶液。其化学式为SiO2·nH2O。二氧化硅粒子之间形成牢固的硅氧键，熔点高达1600℃。

硅溶胶无毒、无味、耐热性好、耐久性好、与无机材料包括水泥等碱性基材粘接强度高、硬度高、耐溶剂、耐擦洗、价格便宜。硅溶胶的分散性、渗透性好，可以利用这一特性，与聚合物乳液复合，使两者性能互补，对各种基材粘接强度高，涂膜力学性能好、平整光滑、外观丰满。

以硅溶胶作为无定形防火材料，大大提高了涂层的耐高温性能，高浓度低黏度硅溶胶是配制高级防火涂料较佳的原料。

三、水泥

水泥作为一种粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，在水或空气中硬化，并能把各类填料牢固地胶结在一起，在厚型钢结构防火涂料中大量使用。

水泥密度大，必须配以其他轻质无机粘接剂降低干密度，再配以适量有机粘接剂提高强度。

水泥被广泛应用于建筑、水利、国防等工程，类型多样，其中硅酸盐水泥、氯氧镁水泥在厚型钢结构防火涂料中得到广泛应用。

1.硅酸盐水泥

硅酸盐水泥，简称普通水泥，在《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）中规定比例为硅酸盐水泥熟料、5％～20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

2.氯氧镁水泥

氯氧镁水泥是水泥的一个特殊品种，以氧化镁、氯化镁为主要成分，用玻璃纤维来增强氯氧镁水泥，即得无机玻璃钢。

水泥种类众多，优点各不相同，可以根据不同的使用环境、工程进度，调整使用种类，如矿渣硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥相比，矿渣水泥的颜色浅、密度小、水化热低、抗冻性差、耐蚀性和耐热性较好，在湿度较大的环境以及高温车间可选用矿渣水泥。

四、磷酸盐

磷酸盐粘接剂种类多，根据所含金属不同，性能差别较大，磷酸铝具有较好的综合性能，其中较为常用的为磷酸二氢铝，是一种无色无味极黏稠的液体或白色粉末，易溶于水，一般直接添加。

磷酸二氢铝在常温下与耐火骨料、硬化剂等混合后，在90～110℃保持恒温4～24h，可形成粘接强度较高的涂层，经过350～500℃烘干后就具有抗压、耐水性能优良等特点，即使在水中煮沸涂层也不会受损。液体磷酸二氢铝便于成型，特别适宜于现场施工。

磷酸在使用过程中容易吸潮，可以添加2％～3％的耐火水泥作固化剂。

五、石膏

石膏基钢结构防火涂料近年来在我国出现，石膏的主要化学成分为硫酸钙（CaSO4）的水合物。在建筑上最为广泛的应用是纸面石膏板，石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔声、隔热和防火性能，通过使石膏和水泥混合使用，可大大降低水泥基防火涂料的干密度，可以在较短的时间内凝固，大大缩短施工时间，环保节能。