颜填料对膨胀体系同样具有重要作用。因为在膨胀炭质层中，除存在无定形炭外，还存在一种白色物质。这种白色物质主要成分是焦磷酸钛形成的多孔物质，实际上，图3 所示的衍射谱中的强峰正是tip2o7与锐钛型tio2的衍射峰叠加的结果，其它在低衍射角出现的衍射条纹则为无定形炭等有机物的非晶漫射所致。它们在火焰或高温下呈熔融态,可有效地防止热量导入基材，通过固相对基材起保护作用。在此过程中发生的主要反应如下:
2tio2+(nh4)4p4o12 →2tip2o7+4nh3+h2o
2.3 防火涂料的tg 分析
通过对防火涂料的热失重(tg)分析研究：在试验初始阶段，即在(20～230)℃防火涂料基本上不失重，失重仅为2% 左右，主要是涂料中未挥发的溶剂和其它易挥发分，此时涂料中的成膜物质开始熔融软化。在试验中期阶段，即在(230～510)℃，这期间为防火涂料的主要失重区，失重达到54% 左右。这阶段是涂料发挥作用的过程，主要是涂料中防火阻燃体系中的发泡剂三聚氰胺首先热分解，释放出不燃性气体nh3，同时成膜物质中部分成分分解产生nh3 和水蒸气等，促使阶段已熔融软化的成膜物质持续地膨胀发泡，形成泡沫层。此时脱水催化剂聚磷酸铵分解成聚偏磷酸，与成炭剂季戊四醇、成膜物质等含羟基有机化合物发生化学反应，脱水成炭，在泡沫层中形成炭骨架，后生成致密坚硬的黑色蜂窝状炭化层，此时膨胀层高度达到大[5]。
在试验后期阶段，即(510～770)℃，防火涂料失重为18% 左右。这主要是因为在持续的火焰燃烧下，涂层表面形成了一种相对高温和高压的强气流场，炭化层中炭逐渐被o2 形成co2 而逸出体系，同时有一部分炭化层由于自身附着力不够亦被气体带走，后只剩下一些无机骨架，其重要成分为无机磷酸盐类物质。而后防火涂料也基本上不失重，这主要是炭化层中碳被氧化逸出后，剩余的无机材料形成了白色无机骨架，而此时也恰恰是这些无机骨架在起到防火隔热的作用。
根据图1、2、3 分析：app-pe-mel 膨胀体系，受热时涂层熔融，然后，季戊四醇先熔融，随后催化剂聚磷酸铵在290℃左右分解(tga)，聚磷酸铵(app)分解放出nh3 和磷酸，磷酸进一步热解脱水放出偏磷酸和焦磷酸。这些酸作为脱水剂与炭化剂pe 在气相发生酯化反应，使季戊四醇(pe)上的羟基基团脱水碳化，体系中的胺可以作为酯化的催化剂。发泡剂在稍高的温度(约296℃)下分解出释放氨气等不燃性气体，与反应中的水蒸汽同时使熔融体系发泡膨胀；与此同时，多元醇和酯脱水炭化，形成无机物及炭化残余物，且体系进一步发泡膨胀，反应接近完成时，体系逐渐失去流动性而胶化、固化，形成多孔的泡沫炭层[5]。显然，由于聚磷酸铵、pe、mel 三者发生作用的温度范围基本一致，能形成孔径均匀、结构完整的炭化层，覆盖在可燃性基材表面，减少了外部热源对基材的作用，从而使其受到较好的保护。 在这个阶段防火体系发生的主要化学反应可以表示如下：

要想得到性能优良的防火涂层，作为防火阻燃体系的三种化学物质不是以任意比例混合的。当脱水催化剂或炭化剂量过少则得不到稳定的炭化层；当发泡剂量过少时也得不到理想的发泡效果。这些都会使涂料的防火效果大大降低。因此涂层中树脂的熔融温度、发泡剂的分解温度以及成炭剂的炭化温度必须配合得当，同时各组分的用量也应搭配合理，才能使各个反应协同进行。
实验证明，防火阻燃体系中多聚磷酸铵占45%～55%，季戊四醇占10%～20%，三聚氰胺占30%～40%时防火性能佳。经若干次正交试验进行配方优化选择，在考察的三个因子中，聚磷酸铵对涂料的防火性能影响大，其次是三聚氰胺，三是炭化剂，其对防火性能的影响小。终确定出三者较佳配比为脱水成炭催化剂∶炭化剂∶发泡剂=8∶3∶5（质量比）。

3 结 论
（1）对阻燃体系的dsc 和tg 研究结果表明，遇火时，首先发生涂层的软化、熔融，接着是app 分解释放出磷酸和偏磷酸等物质，使pe 上的羟基基团脱水炭化；同时，mel在此温度范围内分解产生nh3，鼓起熔融的涂层，使之形成均匀致密的炭化层，从而更好地保护基材。
（2）在膨胀型防火涂料中，防火助剂是影响涂料防火性能关键的因素。脱水成炭催化剂、发泡剂的热分解温度与炭化剂熔化温度应尽可能接近，但是同时要有严格的次序，以便形成孔径均匀、结构完成的炭化层。
（3）阻燃体系在涂层中的含量以60%～70% 为宜，在考察的三因子中，聚磷酸铵对涂料的防火性能影响大，其次是三聚氰胺，三是炭化剂。且当脱水成炭催化剂、发泡剂质量比为8∶3∶5 时，防火性能佳。选择良好的成膜基料也是形成良好炭化层的关键。