为了提高隧道表层防火涂料的抗污性和耐水性,选用水性环氧树脂作为成膜剂,有机硅烷、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛作为抗污剂,水镁石纤维作为无机阻燃剂,聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺(MEL)/季戊四醇(PER)作为有机阻燃体系,用热分析法确定了有机阻燃体系各组分的合适比例,通过耐火试验、热重分析、抗黏污试验与耐水性试验,分析了纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、有机硅烷对涂料抗污性的影响,经过配方的筛选与优化试验,综合耐火极限测试和微观分析结果,开发出抗污耐水性优良的新型多功能防火涂料。分析结果表明:APP、PER和MEL的质量比为2∶1∶1时,PER在APP的催化作用下,环氧树脂成炭温度峰值由331℃降至277℃,270℃~800℃范围内环氧树脂残炭率提高约10%;APP-PER的成炭温度峰值比MEL的分解温度低约66℃,比环氧树脂的成炭温度峰值低约100℃,有利于形成隔热效果较好的膨胀炭质层;APP、PER与MEL作为阻燃体系时,加入5%有机硅烷或加入3%纳米二氧化硅和5%纳米二氧化钛,涂料的耐火时间分别为60min或80min,当同时加入定量的有机硅烷、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛时,涂料的耐火时间可延长至100min,再加入10%锡酸锌时,涂料的耐火时间可进一步延长至120min,表现出组分间显著的协同防火效应;最终优选的膨胀型防火涂料配方为:水性环氧树脂、有机硅烷、阻燃复合剂、固化剂、复合纳米粉、锡酸锌的质量比为40∶5∶33∶4∶8∶10,该防火涂料耐污性水平为1级,耐火极限时间超过120min,浸水800h后无脱落与开裂现象。