膨脹型防火涂料遇火時能膨脹發泡形成蜂窩狀的炭化層，其膨脹防火體系主要由酸源、碳源、發泡劑等組成。因而通常制備膨脹型防火涂料需要以下4種基本成分：
一、形成涂層的成膜劑或粘結劑，如脲醛樹脂類，三聚氰胺—甲醛樹脂類，聚乙烯醇，聚醋酸乙烯類以及聚丙烯酸酯類等。
二、酸源。一般為自由酸或加熱時能在一定溫度下放出無機酸的鹽類物質，它是成炭發泡層形成的催化劑或阻燃劑，如磷酸、磷酸鹽和聚磷酸銨等。
三、發泡劑。一般為含氮的化合物，如脲、三聚氰胺和雙氰胺等，這類物質在一定溫度下分解產生的N2、NH3、NOx等氣體起發泡劑的作用。
四、碳源——碳化劑。一般為羥基的富碳化合物，它在酸的催化作用下，失水而炭化，為發泡層提供炭質骨架，使發泡層形成疏松的結構，如季戊四醇、丙三醇、糊精和淀粉等。
拼成膨脹防火體系的酸源、碳源和發泡劑三者是缺一不可的，它們在膨脹發泡和阻火隔熱過程中起著“協合”效應。其膨脹發泡過程的原理是：涂層在受火時軟化和熔融，發泡劑分解放出氣體，氣體的逸出使變軟的涂層鼓泡膨脹，體積增大而產生的厚厚的炭化發泡層成絕熱隔熱層。
以氯化石蠟和雙氰胺為發泡劑時，其分解過程如下：Cn+H2n+2Cln→HCl；C2H4N4→C+NH3+N2。
與此同時，酸源物質也發生分解而放出游離酸類并與多元醇的碳化材料反應，使多元醇脫水而酯化。隨此過程的進行，膨脹發泡層逐漸轉化為炭化物質的隔熱層，例如磷酸氫二銨產生磷酸，磷酸和碳源（以異戊四醇為例）反應生成磷酸酯：C5H5（OH)4+H3PO4→C5H5（OH4）·H3PO4
此磷酸酯分解成磷酸、水和炭化層：C5H5（OH)4·H3PO4→H2O+H3PO4+C。
顯然，膨脹發泡層中絕大部分的碳是由所含的炭化材料經酸作用脫水而獲得的。應當指出，要使膨脹防火涂料遇火時膨脹發泡形成的防火隔熱膨脹層，需要其配方中的膨脹防火體系在受熱后以適當的秩序發生一系列的化學物理反應，在整個過程中，要求發泡劑分解產生氣體、酸源分解放出酸類物質、碳源材料脫水炭化三個步驟在變化的溫度、時間、速度方面要基本協調一致，才能形成細小的多孔海綿狀炭化層。這就是前面講到的“協合”的一個方面的含義。
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