第二章 鋼材高溫行為與防火被覆材料
第五節 膨脹型耐火塗料
膨脹型耐火塗料(Intumescent Coatings)因其受熱時，藉膨脹之化學變化達 到阻熱之機理，故以此稱之。或由塗佈厚度在7mm 以下，相較於其他防火被 覆材料為薄，故又稱為薄塗式耐火塗料（Thin Film Intumescent Fire Resistive Materials，TFIFRM）3。
一、膨脹型耐火塗料之主要成份
在膨脹型耐火塗料之中，通常含有脫水劑、成碳劑、發泡劑等三種主要 成份，藉由其依序產生之作用，完成膨脹型耐火塗料在抵抗高溫上之功能，
下列為三類成份之說明，作用過程如圖2.4 所示
17
：(一) 脫水劑(酸源、Acid Precursor)：一般指無機酸或能在燃燒加熱時生成酸 的物質，如磷酸、硫酸、硼酸及磷酸酯等物質。
(二) 成碳劑(碳源、Carbon Source)：一般指多碳的多元醇合物，如季戊四醇 以及乙二醇和酚醛樹脂等。
(三) 發泡劑(氣源、Blowing Agent)：一般指含氮的多碳化合物，如脲素
（Urea）、雙氰胺、聚醯胺(Polyamide)、脲醛樹脂等。
圖 2-4 膨脹型耐火塗料作用過程
（資料來源：文獻 17）
17
徐曉楠、周政樊，「防火塗料」，北京化學工業出版社， 2004。成碳劑(碳源) + 脫水劑(酸源) 多孔碳化層
醯胺 發泡劑(氣源) + 水蒸氣 + 不燃性氣體
第二章 鋼材高溫行為與防火被覆材料
因此膨脹型耐火塗料的主要作用機理，即是形成膨脹碳化層，阻止熱量 傳遞。以機理上言，膨脹碳化層的形成會經過以下過程，首先耐火塗料成份 中的酸類受熱放出無機酸，使得多元醇類產生酯化現象，進而造成脫水碳化，
反應生成的水蒸氣及一些不燃性氣體使碳層膨脹，最終形成一層多微孔的碳 層，達到阻隔火場溫度之傳遞，所以耐火塗料的主要作用機理可分成五大過 程︰
(一) 酸類受熱放出無機酸。
(二) 多元醇類產生酯化。
(三) 多元醇類脫水碳化。
(四) 生成的水蒸氣及一些不燃性氣體使碳層膨脹。
(五) 形成一層多微孔的碳層。
當耐火塗料整體受到高溫影響，使得耐火塗料的主要作用機理之五大過 程開始進行時，由巨觀之角度檢視耐火塗料於鋼材上之變化，最後造成隔熱 反應之流程可分成三大階段
18
，如圖2.5 所示：(一) 起始階段：塗膜表面開始軟化，並生成不燃氣體。
(二) 傳播階段：塗膜內部呈熔融現象，塗膜表面開始發泡，碳層逐漸膨脹。
(三) 終止階段：發泡結束，樹脂在高溫下軟化，並將碳層包裹住，使不燃氣 體在碳層內無法外溢。
18
郭武彥，「防火時效用膨脹型塗料之研究」，國立台灣科技大學營建工程系碩士 論 文 ，2003。建築物結構耐火技術之研究（Ⅰ）
22
圖 2-5 耐火塗料阻熱過程（資料來源：文獻 18）
以機理上言，膨脹碳化層的形成一定要經過以下過程，酸源受熱放出無 機酸，多元醇酯化，進而脫水碳化，反應生成的水蒸氣及一些不燃性氣體使 碳層膨脹，最終形成一層多微孔的碳層。
第二章 鋼材高溫行為與防火被覆材料
0940081002 號、
0940084034 號
2
CAFCO Type Spray Film WB3 膨脹型防 火塗料（安保龍 Anpalin CAFCO Type Spray Film WB3 膨脹型防火塗
0950804009 號
3 CKC-F-868 薄塗型
0950805966 號、
0950805967 號
4 FIRETEX FX2000 防
0940082907 號、
940082909 號
5 FIRETEX FX5000 防
0940087068 號
6
Intumescent Coating 薄膜膨脹型防火塗 料
適用於鋼骨結構I 型、口形及圓型似麵包
覆柱，具1 小時防火時效 0940084557 號
7 Nullifire System S605 Intumescent
建築物結構H 型三面、四面包覆樑，具 1、2 小時防火時效
0940082355 號、
0950801155 號、
建築物結構耐火技術之研究（Ⅰ）
24
Coating 薄膜膨脹型 防火塗料
0950801156 號、
0950807255 號、
0950807257 號
8
Nullifire System S606 Intumescent Coating (薄膜膨脹型 防火塗料)
0950801412 號、
0950801406 號
10
Phoenix 270 Intumescent Coating 薄膜膨脹型防火塗
0950807013 號、
950807018 號
11 Renitherm PMA 600 水性防火漆
建築物室內鋼骨結構H 型鋼樑、H 型鋼 柱及中空型鋼柱，具1 小時防火時效 建築物室內鋼骨結構H 型鋼樑及 H 型鋼 柱，具1 小時防火時效
0940086971 號、
0950805995 號
12 Renitherm PMA
0950805997 號、
0940086973 號
13 Steelguard FM549 防 火時效漆
建築物室內鋼骨結構矩型鋼樑、矩型鋼
柱及圓型鋼柱，具1、2 小時防火時效 0940086969 號
14 Steelguard FM550 防 火時效漆
0940085789 號、
0940086970 號、
0950801767 號
15 Unitherm 38091 防火 時效漆
建築物室內用鋼骨結構三面防護、四面 防護H 型鋼樑及四面防護 H 型鋼柱，具 1、2 小時防火時效
0950805356 號、
0930088355 號
第二章 鋼材高溫行為與防火被覆材料
建築物室內外用鋼骨結構四面防護中空 矩型及中空圓型鋼柱、三面防護及四面 防護中空矩型及圓型鋼樑，具1、2 小時 防火時效
16 鋼構用Intershar 212 膨脹型防火塗料
建築物室內用四面防護H 型鋼柱及樑，
具2 小時防火時效
建築物鋼骨結構室內用中空圓柱及中空 矩形柱，具2 小時防火時效
建築物鋼骨結構室內用三面防護 H 型鋼 樑，具2 小時防火時效
0950805268 號、
0950805270 號、
0950805269 號
17 鋼構用Interchar 963 膨脹型防火塗料
建築物鋼骨結構室內用中空圓柱、中空 矩形柱防火披覆材料，具 1 小時防火時 效
0940087910 號
（資料來源：文獻 8）
三、施工說明及注意事項 19
1. 承商應擬妥施工計劃書，其內容應包括使用材料種類、施作構件說明圖 (註明位置、防火等級或防火時效、各道塗料乾膜厚度)、施工進度、工 作架及防護網的搭設，品質管制、現場修補方法、檢驗項目、檢驗頻率 等，經工程師核可後始可施作。
2. 施工前須確實檢查噴塗部分之表面狀況、結構表面之灰塵、污垢、銹蝕 鬆動之表層及有妨礙噴塗之各種雜質均應予以清除乾淨，鋼構造並應符 合鋼構造之表面處理規定。
3. 施工方法可採傳統之塗刷、滾刷或噴塗方式完成，唯塗佈方式及可施工 之溫濕度條件需依原廠施工手冊施工。
4. 耐火塗料之噴塗量應依鋼構造實際之尺度計算 A/V(Hp/A 或 W/D)值後，
依所須之防火時效對照原廠所提供之塗佈量實際施工，竣工後使用儀器 量其濕膜厚度，待完全乾固後（依產品規定），再以儀器量其乾膜厚度即 可。
5. 所有附著於鋼構造之各種五金如套管、夾具、管線支架、掛鉤等，應於 噴塗前先完工。
19
http://www.cpami.gov.tw/pwi/bw/09965.doc。建築物結構耐火技術之研究（Ⅰ）
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6. 施工現場之門、牆、開關箱、設備、管、線盒等事先應掩蓋以免噴到。
7. 中塗漆經完全乾固後以膜厚儀丈量乾膜厚度達產品規定厚度，始可上面 漆。
8. 如因碰撞、刮傷，可先用砂紙將表面研磨，再以耐火塗料塗上適當厚度，
等乾燥之後再上面漆。
9. 如因高熱或火燒後，以刮刀完全除之，至鋼構層以砂紙磨平後再上防銹 漆及耐火塗料，乾燥後再上面漆。
10. 防銹底漆應選擇評定認可書內所建議之可相容的防銹底漆。
11. 耐火塗料應採單一原廠塗料，並不得混用不同廠牌材料或其他添加物。
12. 使用前充分攪拌均勻，使用後蓋緊桶蓋。確保品質，應存放於常溫下，
通風良好或不受陽光照射處。
13. 塗佈面積：依塗刷表面性質、防火條件要求及施工方式。
14. 品質表單記錄，如表 2-9 所示。
表 2-9 鋼結構耐火塗料施工檢查表
工地名稱: 工程地點：
檢查 檢查 材料品質:
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施工前置作業:
施工中檢查:
範圍 項目
時間
成品檢查:
項次 檢查事項 檢驗標準 合格 不合格 需改正地點
及範圍 確認
1 施工前檢送材料檢驗證明等文件 認可書 2
施工前提送施工計畫確認，並應包括下列：
標示噴覆範圍及位置 各構件設計厚度檢驗表
與送審資料相同 3 材料規格是否依規範及設計要求規定辦理
4 確定施工厚度、材料數量及機具位置 厚度示意圖
5 電源是否足夠？ 三用電錶檢查
6 施工溫溼度是否符合要求？ ≥5℃；≤85%
7 帆布、防塵網已舖設、掛妥？工作架穩固？ 目視 8 鋼骨材表面是否已無油污浮銹？ 目視
9 底漆是否與防火漆相容 目視
10 材料是否在使用期限內？ 如包裝桶
施
工 前
11 他項工程之保護協調工作是否良好？
12 檢查容器內狀態，拌合是否均勻？ 目視 13 第一次噴覆厚度是否適當？ 分層 14 第二次噴覆厚度是否適當？ 分層
15 噴塗表面是否平整？ 不垂流為原則
施 工 中
16 工作時是否配帶安全索帶？ 目視
17 是否依規定檢驗厚度？ 膜厚計
18 剩餘材料是否清點處理？ 清點
19 施工機具是否安置定位？ 定位
施 工 後
20 受污染之現場機器設備是否加以清潔？ 清點