防火涂料的組成一般為基料、阻燃劑、增強涂料、溶劑、顏料、助劑等。
一、基本樹脂
能用于制備防火涂料的數值很多，但實際中往往不會單獨使用一種樹脂。單一的樹脂做基料的防火涂料有許多缺陷，如涂料的光澤差，不揮發分含量低，耐候性、耐水性、柔韌性差等。因此，經常采用幾種樹脂混合使用，相互之間取長補短，已獲得性能理想的涂膜。
（一）溶劑型涂料用樹脂
1、 丙烯酸樹脂
丙烯酸樹脂是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和其他不飽和單體進行加成聚合而制得的共聚樹脂。相對分子量一般在75000～120000。
優點： 丙烯酸樹脂不吸收紫外線，不容易水解，所以耐氣候性能比較突出，化學穩定性、耐水性、耐腐蝕性亦堪稱優秀，無色透明，保色保光，耐酸、耐堿，對顏料的粘結能力大，施工性能好。此外它的配方比較靈活，可與許多官能性單體共聚獲得具有廣泛物性和用途的共聚物。缺點：拉絲性—豐滿度差；對熱敏感；耐溶劑差。極性過強。
近年來丙烯酸樹脂廣泛地應用在飾面型防火涂料、鋼結構防火涂料、電纜防火涂料、塑料防火涂料等的研制中。
2、 環氧樹脂
環氧樹脂是大分子主鏈上含有醚鍵和仲醇基，同時兩端含有環氧基團的一類聚合物的總稱，是熱固性樹脂中用量最大、應用最廣的品種。環氧樹脂中含有獨特的環氧基以及羥基、醚鍵等活性基團和極性基團，因而具有許多優異的性能。與其他熱固性樹脂相比較，環氧樹脂的種類和牌號最多、性能各異。環氧樹脂固化劑的種類更多，再加上眾多的促進劑、改性劑等，可以進行多種多樣的組合，從而能獲得各種各樣性能優異的、各具特色的環氧固化體系和固化物。
（1）優點 ①力學性能好。環氧樹脂具有很強大內聚力，分子結構致密。②黏結性能優異。在環氧樹脂結構中含有脂肪族羥基、醚基都有高度的極性，使環氧樹脂分子能在臨界面產生電磁引力，而環氧基團能與介質表面的自由基起反應形成化學鍵，所以環氧樹脂的粘結力特別強。它對大部分材料如木材金屬、玻璃、塑料、橡膠、皮革、陶瓷、纖維等都具有良好的黏結性能，固有“萬能膠”之稱，只對少數材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等粘結性較差；③固化收縮率小。一般為1%～2%。所以其產品尺寸穩定，內應力小，不易開裂。④工藝性好。環氧樹脂固化時基本上不產生低分子揮發物，所有可低壓成型或接觸壓成型。配方設計靈活性大，可設計出適合各種工藝性要求的配方。⑤電磁性能好。是熱固性樹脂中介電磁性能最好的品種之一。⑥穩定性好。不含堿鹽等雜質的環氧樹脂不易變質。⑦固化后的環氧樹脂，具有優良的耐化學腐蝕性、耐熱性、耐酸性及良好的電絕緣性，因而用它來配制的膨脹型防火材料不僅具有優良的附著力、防腐蝕性、抗化學品性、硬度、柔韌性及堅牢度等性能，從而可以應用與戶外，此外，耐烴類火災的能力較普通膨脹型防火材料好得多。樹脂可在150～200℃溫度下長期使用耐寒性可達-55℃.樹脂可儲存一年不變質。
（2）缺點 熱固性樹脂，固化是通過加入固化劑來實現的。另外固化涂層較脆。
3、綠化聚烯烴樹脂
（1）氯化橡膠 氯化橡膠是由天然橡膠經過煉解或異戊二烯橡膠溶于四氯化碳中，通氯氣而制得的白色多孔性固體物質，他可以水相法制的，通常含氯量在62%～67%。其特點如下。
① 對光、熱不穩定，130℃以上時開始分解，在潮濕溫度下60℃就開始分解，所以使用溫度低于60℃。
② 水、水蒸氣通過率低，抗滲透性好。
③ 無毒、快干、單組份不受施工溫度限制。
④ 附著力好，無層間附著問題。
⑤ 含氯量高，因此阻燃性好，且在潮濕條件下可防霉。
⑥ 單獨用于涂料時漆膜較脆，制漆時需加入增塑劑或其他塑性較好的樹脂，低分子量的增塑劑。
⑦ 合成氯化橡膠時采用四氯化碳做溶劑，其成品也往往含有一定量的游離的四氯化碳，破壞大氣中臭氧層，目前從世界范圍內正在禁止溶劑法的氯化橡膠的生產。正在發展水相法的氯化橡膠較溶劑法的氯化橡膠的性能尚有一定的差距。
（2）聚偏氯乙烯樹脂（PVDC） 又稱聚偏氯乙烯樹脂、氯偏樹脂，相對分子量為20000～1000000.
聚偏氯乙烯樹脂很難燃燒，其燃燒火焰呈黃色，端部呈綠色。軟化點為185～200℃，分解溫度為210～215℃，含氯量為72%。偏聚氯乙烯樹脂具有不受細菌、昆蟲侵蝕的優點，能耐多種溶劑，在含氧和氯代溶劑中易溶脹。
（二） 膨脹防火涂料成炭、發泡體系用原料
膨脹防火體系主要由酸源、碳源、發泡劑組成。可用于膨脹性防火涂料的膨脹防火體系的阻燃原料種類繁多，性能各異，下面介紹幾種用的用的比較多的品種：尿素、三聚氰胺、二氫二胺、碳酸氫銨、碳酸氫二胺、聚磷酸銨、磷酸二氫鋁、季戊四醇、丙三醇、淀粉、三乙醇胺。
二、阻燃劑
下面介紹在防火涂料和防火阻燃液中目前用的比較多的部分阻燃產品。
（一）無機阻燃劑
1.三氧化二銻阻燃劑
它是防火涂料中應用較廣的一種無機阻燃性添加劑，單獨使用時阻燃效果較低，若與磷酸酯、鹵化物配合使用，有良好的協同效應，阻燃效果顯著提高。
2. 氫氧化鋁阻燃劑
氫氧化鋁阻燃劑的使用量在無機阻燃劑中占有很大比重，氫氧化鋁阻燃劑具有熱穩定性好，無毒、不揮發、不析出、不產生腐蝕性氣體、發煙量小等優點，而且資源豐富價格便宜。
3. 氫氧化鎂阻燃劑
氫氧化鎂和氫氧化鋁同樣具有無煙、無毒、無腐蝕性、安全價廉等優
而且氫氧化鎂開始釋放水的溫度高于氫氧化鋁。氫氧化鎂用于防火涂料中主要起阻燃劑和發泡劑、消煙劑的作用，在火焰和高溫作用下，不會分解成為氣體化合物而燒失，以他的穩定性可以起到經久耐然的作用，從而使防火涂料具有高效的隔熱防火性。
4. 水合硼酸鋅（FB阻燃劑）
水合硼酸鋅在300℃以上時陸續釋放出大量的結晶水，起到吸熱、降溫、消煙的作用，硼酸鋅為無機添加型阻燃劑，由于他無毒性、低水溶性、高熱穩定性、粒度細、分散性好，故在阻燃劑領域中應用廣泛。
（二） 有機阻燃劑
1.鹵系阻燃劑
鹵系阻燃劑包括溴系和氯系阻燃劑。鹵系阻燃劑是目前世界上產量最大的有機阻燃劑之一。在鹵系阻燃劑中大部分是溴系阻燃劑。工業生產的溴系阻燃劑可分為添加型、反應型及高聚物型三大類，而且品種繁多。國內外市場上現有20種以上的添加型溴系阻燃劑，10種以上的高分子型溴系阻燃劑，20種以上的反應型溴系阻燃劑。添加型的阻燃劑主要有十溴二苯醚(DBDPO)，四溴雙酚A，雙(2，3一二烷丙基)醚(TBAB)，八溴二苯醚(OBDPO)等；反應型阻燃劑主要有四溴雙酚A (TBBPA)， 2， 4， 6-三溴苯酚等；高分子型阻燃劑主要有溴化聚苯乙烯、溴化環氧、四溴雙酚A碳酸酯齊聚物等。溴系阻燃劑之所以受到青睞，其主要原因是它的阻燃效率高，而且價格適中。由于C-Br鍵的鍵能較低，大部分溴系阻燃劑的分解溫度在200℃~300℃，此溫度范圍正好也是常用聚合物的分解溫度范圍。所以在高聚物分解時，溴系阻燃劑也開始分解，并能捕捉高分子材料分解時的自由基，從而延緩或抑制然燒鏈的反應，同時釋放出的HBr本身是一種難燃氣體，可以覆蓋在材料的表面，起到阻隔與稀釋氧氣濃度的作用。這類阻燃劑無不例外的與銻系(三氧化二銻或五氧化二銻)復配使用，通過協同效應使阻燃效果得到明顯提高。
鹵系阻燃劑主要在氣相中發揮阻燃作用。因為鹵化物分解產生的鹵化氫氣體，是不燃性氣體，有稀釋效應。它的比重較大，形成一層氣膜，覆蓋在高分子材料固相表面，可隔絕空氣和熱，起覆蓋效應。更為重要的是，鹵化氫能抑制高分子材料燃燒的連鎖反應，起清除自由基的作用。以溴化物為例，其抑制自由基連鎖反應的機理如下：
含溴阻燃劑 → Br·
Br·+RH→R·+HBr
HO·+HBr=H2O +Br·
高分子材料中加入的含溴阻燃劑，遇火受熱發生分解反應，生成自由基Br·，它又與高分子材料反應生成溴化氫，溴化氫與活性很強的OH·自由基反應，一方面使得Br再生，一方面使得OH·自由基的濃度減少，使燃燒的連鎖反應受到抑制，燃燒速度減慢，直至熄滅。
但是當發生火災時，由于這些材料的分解和燃燒產生大量的煙塵和有毒腐蝕性氣體造成“二次災害”，且燃燒產物(鹵化物)具有很長的大氣壽命，一旦進入大氣很難去除，嚴重地污染了大氣環境，破壞臭氧層。另外，多溴二苯醚阻燃的高分子材料的燃燒及裂解產物中含有有毒的多溴代二苯并二惡烷(PBDD)及多溴代二苯并呋喃(PBDF)。1994年9月，美國環境保護局評價證明了這些物質對人和動物是致毒物質。
2. 磷及磷化合物的阻燃機理
磷及磷化合物很早就被用作阻燃劑使用，對它的阻燃機理研究得也較早，起初發現使用含磷阻燃劑的材料燃燒時會生成很多焦炭，并減少了可燃性揮發性物質的生產量，燃燒時阻燃材料的熱失重大大降低，但阻燃材料燃燒時的煙密度比未阻燃時增加。根據上面的事實提出了一些阻燃機理。從磷化合物在不同反應區內所起阻燃作用可分為凝聚相中阻燃機理和蒸汽相中阻燃機理，有機磷系阻燃劑在凝聚相中發揮阻燃作用，其阻燃機理如下：
在燃燒時，磷化合物分解生成磷酸的非燃性液態膜，其沸點可達300℃。同時，磷酸又進一步脫水生成偏磷酸，偏磷酸進一步聚合生成聚偏磷酸。在這個過程中，不僅由磷酸生成的覆蓋層起到覆蓋效應，而且由于生成的聚偏磷酸是強酸，是很強的脫水劑，使聚合物脫水而炭化，改變了聚合物燃燒過程的模式并在其表面形成碳膜以隔絕空氣，從而發揮更強的阻燃效果。
磷系阻燃劑的阻燃作用主要體現在火災初期的高聚物分解階段，因其能促進聚合物脫水發化，從而減少聚合物因熱分解而產生的可燃性氣體的數量，并且所生成的碳膜還能隔絕外界空氣和熱。通常，磷系阻燃劑對含氧聚合物的作用效果最佳，主要被用在含羥基的纖維素、聚氨酯、聚酯等聚合物中。對于不含氧的烴類聚合物，磷系阻燃劑的作用效果就比較小。
含磷阻燃劑也是一種自由基捕獲劑，利用質譜技術發現，任何含磷化合物在聚合物燃燒時都有PO·形成。它可以與火焰區域中的氫原子結合，起到抑制火焰的作用。另外，磷系阻燃劑在阻燃過程中產生的水分，一方面可以降低凝聚相的溫度，另一方面可以稀釋氣相中可燃物的濃度，從而更好地起到阻燃作用。
