膨脹型防火涂料中含有碳化劑、富含碳的多羥基化合物（碳化物）、酸源和發泡劑4種化學化合物。在加熱初期階段，大量熱能被膨脹涂層吸收，溫度迅速上升，膨脹過程開始吸熱，涂層溫度達到250℃時，涂層中的無機酸源發生熱分解產生酸，然后，發泡劑在溫度300℃~350℃下被活化 其產生的氣體的一部分在涂層表面產生氣泡（l0μm~60μm的直徑范圍內），其他部分殘留在熔融涂層中，隨著熔融流體變硬殘留的揮發物質的釋放，終爾形成多細胞焦炭層，是多孔質的碳化熱障壁，進行熱傳導。
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