毫无疑问，保护效率趋近于零的时间，则是这种涂料的大使用极限。从图5 可以看出各种涂料耐火极限的趋势。
从图6 可以看出，38091 由于其保护效率高且衰减比较慢，有获得高耐火极限的潜力；A60- 501B 次之。GJ-3 有可能突破150 min 耐火极限，但大极限可能会低于38091和A60-501B而高于S605。
(4) 安全保护区
讨论进行到这里，我们提出一个新的概念——“安全保护区”：图5、图6 所示曲线下方与Y轴和X轴包围的区域是超薄型钢结构防火涂料的有效保护范围，即这里提出的“安全保护区”。
为了使用方便，必须将Y轴的保护效率数值换成涂层干膜厚度。从图3、图4 可以看出，涂层干膜厚度和相应耐火极限点的保护效率呈直线关系，所以更换Y坐标是可能的。退一步说，即使是非线性关系，也可以通过数学手段归纳出可靠的对应关系。本文仅以GJ-3 的型式认证结果为例。以保护效率为Y轴(图7)，以涂层干膜厚度为Y轴(图8)。
两个图的形状是完全一样的。曲线和X、Y轴包围的区域是钢结构在火场中保持承载能力的区域。包围区内，任何一点向左水平对应Y轴上的涂层厚度与该点垂直向X 轴对应的时间组合对火灾中的构件是安全的。而曲线上的点是安全区的边界(曲线上的点对应的涂层干膜厚度和时间是临界值)。显然，这样的一条曲线仅仅对应于一种钢材、一种几何形状、一种面积因素(Hp/A)。只有针对不同材质钢材、不同结构形状、不同面积因素的构件，通过足够数量的试验才能获得全面的结果，对不同情况下的使用才有广泛而准确的指导意义。毫无疑问，只有真实的数据，通过本方法研究，才具有真正可靠的实际意义。这种实验可以在标准大炉上进行，也可以在航空材料院研制的中型炉或加有载荷和测量变形速度的“防火涂料防火性能快速测试装置”上先进行探索和积累，再经过标准大炉验证。
Unitherm 及Nullifire 在10 年前就进行了部分这方面的工作。目前我们刚开始进行这方面的研究，但深入研究却存在很大困难，经费投入和受重视程度明显不足。主要原因在于市场的混乱，使得真正具备超薄型钢结构防火涂料技术和研究能力的企业和产品无法进入科研-产品-市场的良性循环，也无法从市场获得进行深入研究的资源。正是因为市场的混乱严重阻滞了我国该专业技术发展。
(5) 涂料成分和品质的影响
根据我们研究的体会，超薄型钢结构防火涂料膨胀隔热作用是由按照精密配比组成的多种化学材料协同反应产生的。涂料膨胀体的高温强度和隔热效果是精确的化学反应导致的物理效果。即精确的化学反应和化学反应的热效果是超薄型钢结构防火涂料的防火隔热效率的关键。离开这一思路设计配方，例如不合理的增加体质填料，用其他物理膨胀方式提高膨胀体的膨胀倍率都会降低超薄型钢结构防火涂料的技术、经济水平。
从前面的数据可以看出，GJ-3 比GJ-3L的保护效率要高一些，尤其是在100 min 以后这种差异更加明显。从中型炉试验结果可以看出，由于这两种涂料成膜树脂的不同，试验过程中的现象是GJ-3L 涂料在试验进行到90 min 以后，膨胀体出现向下流动。钢梁温度-时间曲线上的结果是GJ-3L在梁温超过380 ℃以后，温度上升的速度高于GJ-3 涂层保护的中型梁。分析认为是GJ-3L的树脂或树脂与涂层其他成分生成的膨胀体、反应产物在火场中的热稳定性及隔热效率不及GJ-3 膨胀体。在试验后期悬臂附着于钢梁两侧的膨胀体和悬挂于钢梁底部的膨胀体会发生脱落，钢梁温度上升速度加快。从该现象看可以说，超薄型涂料表现在火场中的膨胀倍率虽然是防火隔热效果的重要因素，但不是决定涂层耐火极限的关键因素。单一追求膨胀倍率是不合理的。同样在工程监督中只注意检查涂料的膨胀倍率也是不恰当的。比较正确的思路应该是测试在火场中有足够附着强度的涂层膨胀倍率及其隔热效果。
由上面的结果还可以看出，除了树脂品种外，膨胀体的高温强度和传热速度还与涂层中物质的阻燃效率有关。据资料[6]介绍，38091 涂料在正式获得认证以前，就十分重视阻燃剂的选择与组合。由于地处德国的Clariant 在20 世纪70、80 年代率先推出工业化生产的高聚合度聚磷酸铵(APP)，促成了高品质的Thin-Film Intumescent Coating- 38091 和Nullifire- S605的诞生。由于这样的阻燃催化剂能够在火场中长时间保持阻燃效果，才能使涂层膨胀体中的碳结构骨架在比较长时间内保持热稳定性和热强度。而国内高聚合度的APP直到2003 年才研制成功。目前也少数几家企业掌握该技术。由于价格原因，这些厂家很少将高聚合度的产品售予防火涂料厂家。可以说，在2003 年以前大量流通的价格低廉的、国产高等级耐火极限超薄型钢结构防火涂料在各项工程中的使用，将长期威胁着许多建筑的消防安全。目前国内许多厂家购买的聚合度100 以下的聚磷酸，获得2～3 mm涂层干膜厚度120min 等级耐火极限检测认证的真实性是微乎其微的。至于更高等级的测试报告，可能性更小。
国内膨胀涂料的进步首先必须实现树脂的升级。发展国内水性树脂涂料应该是另外层面的事情。如果希望提高超薄型钢结构防火涂料的使用上限厚度，必须进一步提高涂层在火灾后期的保护效率。这必须从提高涂层膨胀体抗热分解能力和提高碳骨架高温附着强度等方向入手。阻燃催化剂具有更长时间的热稳定性和对树脂或碳骨架具有更长的阻燃保护时间是可能的研究方向。热分解温度和成炭效率高的树脂类型有可能是实现更高耐火极限的突破点。
按照目前国内超薄型钢结构防火涂料的形势，除了少数工程(甚至只是工程开始阶段)采用国外进口的性能较好的涂料外，大量在国内市场上流通的是单价为十几元甚至更低价格的产品。这不仅给中国的建筑带来巨大的消防隐患，而且完全阻滞了我国在这个技术领域的正常发展。无论从社会效益还是技术进步的层面，我国在该领域还处在低技术水平状态。也造成了相关原材料的化工生产技术迟迟不能发展。我们呼吁所有本专业有志于防火涂料技术研究、希望中国防火涂料事业获得真实进步的有识之士共同行动起来，努力推进中国防火涂料的技术进步。
2 结语
(1) 超薄型钢结构防火涂料耐火极限随涂层厚度增加而增高，但两者不是纯粹的直线递增关系，而是随着涂层厚度增加，耐火极限增加幅度减小的曲线关系。
(2) 超薄型钢结构防火涂料在火场中的保护效率随涂层在火场中承受的时间延长而下降。
(3) 按照目前的实际数据，超薄型钢结构防火涂料比较合理的使用范围应该在90 min耐火等级上下。少数品牌涂料可用于120 min或略高等级耐火极限，但经济性有显著差别。
(4) 超薄型钢结构防火涂料的保护效率与涂料的组成、膨胀体碳骨架的热稳定性等因素有关。
(5) 超薄型钢结构防火涂料膨胀体的碳骨架的热稳定性与涂料原材料的品质密切相关。
(6) 超薄型钢结构防火涂料的“安全保护区”曲线对安全、可靠、合理使用使该类涂料具有现实指导意义。
