非膨胀型防火涂料的防火原理主要通过‌物理隔热、化学吸热及气体稀释‌三重机制协同作用，具体如下：

‌一、物理隔热：低导热系数阻隔热量传递‌

非膨胀型涂料以无机材料（如硅酸盐、石膏、膨胀珍珠岩）为主，其核心特性为‌低导热系数‌（通常≤0.2W/(m·K)），可显著延缓热量向基材的传递：

• ‌数据支撑‌：

• 普通钢材导热系数为45W/(m·K)，而非膨胀型涂料涂层（厚度30mm）可将热流密度降低至未涂覆时的1/50以下；

• 某钢结构厂房实测显示，涂覆非膨胀型涂料后，火灾中钢构件升温速度从每分钟10℃降至每分钟2℃。

• ‌结构优势‌：

• 涂层中填充大量轻质隔热颗粒（如膨胀蛭石、空心玻璃微珠），形成致密多孔结构，进一步降低热传导效率。

‌二、化学吸热：分解反应消耗火灾热量‌

涂料中的关键成分（如氢氧化铝、硼酸盐）在高温下发生分解反应，吸收大量热量，降低体系温度：

• ‌典型反应‌：

• ‌氢氧化铝分解‌：2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O（吸热1.3kJ/g）；

• ‌硼酸分解‌：2H₃BO₃ → B₂O₃ + 3H₂O（吸热1.5kJ/g）。

• ‌效果验证‌：

• 实验室模拟火灾试验中，非膨胀型涂料涂层在300℃时吸热量可达200kJ/kg，相当于使1m²涂层（厚度30mm）吸收的热量可冷却10kg钢材从800℃降至500℃。

‌三、气体稀释：释放不燃性气体抑制燃烧‌

涂料受热时释放水蒸气、二氧化碳、氯化氢等不燃性气体，稀释氧气和可燃性气体浓度：

• ‌气体释放机制‌：

• ‌结晶水释放‌：石膏（CaSO₄·2H₂O）在160℃时脱去结晶水，生成无水石膏和蒸汽；

• ‌化学分解‌：聚磷酸铵受热分解产生氨气（NH₃）和磷酸盐，氨气可捕获燃烧链式反应中的自由基（如·OH、·H），中断燃烧。

• ‌数据支撑‌：

• 1mm厚非膨胀型涂料涂层在火灾中可释放约0.5L/cm²的气体，使火焰周围氧气浓度从21%降至15%以下，显著延缓燃烧速度。

‌四、釉膜层形成：高温下生成致密保护层‌

部分非膨胀型涂料（如硅酸盐类）在高温下熔融，形成玻璃态釉膜层，进一步隔绝氧气和热量：

• ‌形成条件‌：

• 温度≥800℃时，硅酸钠、硅酸钾等成分熔融，与填料（如云母粉、滑石粉）结合形成致密釉层；

• 釉层导热系数低至0.1W/(m·K)，且结构稳定，可长期耐受1200℃高温。

• ‌案例验证‌：

• 某石油化工储罐防火涂层试验中，釉膜层在1000℃下保持完整2小时，使罐体温度从800℃降至300℃，避免爆炸风险。

‌非膨胀型涂料防火原理总结表‌

‌机制‌

‌关键成分‌

‌作用温度范围‌

‌典型效果‌

‌应用建议‌：

• 非膨胀型涂料适用于对耐火极限要求高（≥2.0h）、环境湿度大的场景（如地下室、化工设备）；

• 选型时需重点关注涂料的‌导热系数、吸热量、气体释放量‌及‌釉膜层形成温度‌等参数；

• 施工时需确保涂层厚度均匀（误差≤±10%），避免因厚度不足导致防火性能衰减。