最早有关膨胀型阻燃剂(IFR)的报道出现在1938年的膨胀型防火涂料,在1948年有关沥青复合体系的专利中首次使用了“膨胀”这一术语,初步确定膨胀型阻燃涂料中阻燃剂的基本组成,提出了酸源、碳源、气源的概念,20世纪70年代对化学膨胀型阻燃涂料体系包含的组分进行分类,由此进一步明确了各组分的功能。膨胀型阻燃剂一般以磷氮为主要阻燃元素,用于多种易燃聚合物。添加膨胀型阻燃剂的聚合物燃烧时会在表面形成一层蓬松有孔封闭结构的炭质泡沫层。一旦形成，其本身可削弱聚合物与热源间的热传导,并阻止气体扩散。一且燃烧得不到足够的燃料和氧气,燃烧的聚合物便会自熄。这种多孔的炭层具有隔热.隔氧、无滴落并使火焰自熄的作用,且无卤、低烟、低毒、无腐蚀性气体。
膨胀型阻燃剂(IFR)部分组成:酸源，又称脱水剂或炭化促进剂，通常为无机酸或无机酸化物，可与树脂作用,促进碳化物的生成，一般指无机酸或在加热时在原位生成酸的盐类;炭源,又称成炭剂，主要为--些含碳量较高的多羟基化合物或碳水化合物,如树脂本身、淀粉、季戊四醇及其二聚体和三聚体等;气源,又称发泡源,可释放出惰性气体,为含氮类化合物，如胺类和酰胺等。氮化合物除起发泡作用外,对碳化层的形成也有促进作用。对于不同IFR体系,有时聚合物本身也可以充当某一成分，但IFR添加在聚合物中必须符合如下几点:IFR的热稳定性一定要好，能够承受聚合物加工过程中200"C以上的高温;聚合物热解过程中产生大量的挥发性物质和残渣,不能对膨胀过程产生不良影响;聚合物燃烧时,IFR能够形成--层完全覆盖于燃烧表面的膨胀炭层;阻燃剂必须与聚合物有良好的相容性,且对聚合物本身的物理机械和加工等性能不能有太大的改变。
膨胀型阻燃剂的组成如表7-1所示。
膨胀型阻燃剂或阻燃体系通常有混合型及单组分型两种，当前已商品化的多为混合型,单体型的仍都处于实验室研究阶段。现在国际市场上已供应多种混合型膨胀阻燃剂，其中有代表性的当推HocchstCelancse公司的ExolitIFR-10和ExolitIFR-11及Montediton公司的SpinflameMF-82等。混合型膨胀阻燃剂是将炭源、酸源、气源化合物按一定比例混合成的阻燃剂。混合型
膨胀阻燃剂主要分为两大类:聚磷酸铵(APP)类及三聚氰胺(MA)类。APP系列膨胀型阻燃剂主要应用于聚烯烃、聚氨醋泡沫，涂料织物、纸张及木材的阻燃。MA及其衍生物系列主要应用于膨胀阻燃尼龙。
可膨胀石墨(EG)是一类重要的物理膨胀型阻燃剂，它是以天然鳞片石墨经无机酸(硫酸等)处理而得到的一种石墨插层化合物。在受热时,碳与无机酸发生如下反应:
