水性聚氨酯膨脹大阻燃涂料的機(jī)理是，當(dāng)涂層遇到火災(zāi)時(shí)，由于組分之間的協(xié)同作用，涂層膨脹，泡沫層起泡，起覆蓋作用。此外，涂層膨脹形成泡沫隔熱層的過程是吸熱反應(yīng)，并釋放出大量的不可燃?xì)怏w、吸熱效應(yīng)和稀釋效應(yīng)。大型阻燃涂料膨脹過程中的阻燃成分包括碳化物催化劑（酸源）、碳化劑（碳源）、發(fā)泡劑（發(fā)泡源）等。催化催化劑包括三聚氰胺磷酸鹽、聚磷酸鹽、無(wú)鹵二磷酸鹽等。碳化劑通常是一些高碳多羥基化合物，如戊糖醇、Q戊糖醇、淀粉、糊精等。發(fā)泡劑主要是磷化氫氮化合物和三聚氰胺及其改性劑。目前，國(guó)內(nèi)阻燃涂料一般使用三聚氰胺作為發(fā)泡劑。以APP（聚磷酸銨）-MEL（三聚氰胺）-PER（喹酮醇）為例，詳細(xì)說(shuō)明了其阻燃機(jī)理。
主要研究結(jié)果如下：（1）碳化催化劑（聚磷酸銨）經(jīng)加熱分解為多磷酸，釋放出氣體，使碳化劑脫水碳化成碳骨架。 聚磷酸銨分異吸收熱量，然后降低環(huán)境溫度（吸熱效應(yīng)），釋放的不可燃?xì)怏w稀釋空氣和可燃?xì)怏w（稀釋效應(yīng)），在分異過程中產(chǎn)生能夠捕獲自由基的物質(zhì)（如PO·），然后阻止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（抑制作用），聚合物脫水形成沒有可燃?xì)怏w的碳和水（輸運(yùn)效應(yīng)）。
(2)碳化劑(季戊四醇)在酸催化下脫水分解為碳，在發(fā)泡劑(掩蔽效應(yīng))作用下形成多孔泡沫碳化層。
(3)水性聚氨酯樹脂受熱熔化，在發(fā)泡劑(三聚氰胺)的作用下膨脹發(fā)泡，進(jìn)一步共同形成碳化層。三聚氰胺釋放的氨氣將碳質(zhì)層吹起，形成膨脹的微孔泡沫層(掩蔽效應(yīng))；此外，當(dāng)涂層膨脹發(fā)泡時(shí)，發(fā)生吸熱反應(yīng)，消耗大量熱量，降低體系溫度(吸熱效應(yīng))；產(chǎn)生許多不可燃?xì)怏w(稀釋效應(yīng))。