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涂覆在钢结构上的超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料层在受火时膨胀发泡，形成泡沫，泡沫层不仅隔绝了氧气，而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能，可延滞热量传向被保护基材的速度；根据物理化学原理分析，涂层膨胀发泡产生的泡沫层的过程因为体积扩大而呈现吸热反应，也消耗了燃烧时的热量，有利于降低体系的温度，这几个方面的作用，使防火涂料产生显著的防火隔热效果。涂覆在钢构件上的厚型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层基本上不发生体积变化，但涂层热导率很低，延滞了热量传向被保基材的速度，防火涂料的涂层本身是不燃的，对钢构件起屏障和防止热辐射作用，避免了火焰和高温直接进攻钢构件.还有涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应，也消耗了大量的热，有利于降低体系温度，故防火效果显著，对钢材起到高效的防火隔热保护.另外该类钢结构防火涂料受火时涂层不发生体积变化形成釉状保护层，它能起隔绝氧气的作用，使氧气不能被保护的易燃基材接触，从而避免或降低燃烧反应.但这类涂料所生成釉状保护层导热率往往较大，隔热效果差.为了取得一定的防火隔热效果，厚涂型防火涂料一般涂层较厚才能达到一定的防火隔热性能要求。
为什么有的防火涂料遇火也会燃烧呢?要解释这个问题，我们首先来看，防火涂料由基料、分散介质、阻燃剂、溶剂等组成。施工前的防火涂料遇火发生燃烧，其实是防火涂料中的易燃液体溶剂在燃烧，而防火涂料的基料、阻燃剂等物质是不会燃烧的。因为溶剂型防火涂料以有机溶剂为溶剂，如200号溶剂汽油、正丁醇、丙酮、环己酮、甲苯等，因此，这些防火涂料一旦从桶里漏出来，就容易引起火灾。涂在建筑构件上的防火涂料，只有在溶剂蒸发完以后，才能起到阻火隔热的作用。
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防火涂料的涂层越厚，它的耐火性能就越好呢?一般来说是这样的，对非膨胀型防火涂料来说，正是依赖于它本身的难燃性和不燃性来阻止火焰传播。所以，涂层越厚，高温下形成的一种釉状物也越厚，防火涂料的隔热效果也会得到提高。对膨胀型防火涂料来说，涂层厚，受火膨胀发泡，形成隔绝氧气和隔热的泡沫层也愈厚，同时部分含氮防火涂料分解出的[NO]、[NH3]等基团增多，与有机游离基化合，中断链锁反应的效果也好。所以，从提高耐火性能来说，防火涂料处理时，涂层越厚越好。
