在膨脹型阻燃塗料的研究及應用方麵，基本上形成了P-C-N或P-C-N-Cl阻燃體係。膨脹型阻燃劑在阻燃塗料中主要通過形成多孔泡沫炭層而在凝聚相起阻燃作用，其阻燃作用原理如下[109、110]：①在較低溫度(150℃左右，具體溫度取決於脫水炭化劑和其他組分的性質)下，由脫水炭化劑釋放酯化多元醇和可作為脫水劑的無機酸分解；②在稍高於釋放酸的溫度下，無機酸與多元醇(成炭劑)進行酯化反應，而體係中的胺則作為此酯化反應的催化劑，使酯化反應加速進行；③體係在酯化反應前或酯化過程中熔化；④反應過程中產生的水蒸氣和由發泡劑產生的不燃性氣體使已處於熔融狀態的體係膨脹發泡，與此同時，多元醇和酯脫水炭化，形成無機物及炭殘餘物，且體係進一步膨脹發泡；⑤反應接近完成時，體係膠化和固化，最後形成多孔泡沫炭層。上述幾步應當按嚴格順序協調發生，整個過程。脫水催化劑、成炭劑、發泡劑三者在膨脹型阻燃塗料中缺一不可。它們在膨脹發泡和阻火隔熱過程中起著“協同效應”。熔融、分解、脫水成炭等物理化學變化的溫度基本協調一致，才能形成均勻致密的泡沫炭質層，達到阻燃的目的。
膨脹型阻燃塗料之所以具有優異的阻燃性能，主要因為：①遇火時形成的海綿狀或蜂窩狀炭化層厚度是原塗層的百倍以上，其導熱係數值很小，膨脹塗層可以隔斷外界的火源對基材的加熱作用從而保護基材；②塗層軟化、熔融、膨脹等物理變化以及高聚物、填料等組分發生的分解、化合等化學變化吸收大量的熱能，延遲了基材受熱升溫；③分解產生的不燃氣體稀釋了可燃氣體的濃度。
據國外資料報道[111]，影響其阻燃塗料阻燃性能主要的因素有：①炭質層的厚度、結構、泡孔大小；②炭質層在火作用下的穩定性；③炭質層的化學組成；④所發生的化學吸熱反應；⑤相轉變。發泡炭質層的結構是否均勻、泡孔的大小、疏鬆程度及炭質層的化學組成對阻燃性能的好壞影響很大，因為它們決定了發泡層的導熱係數大小。
膨脹型阻燃塗料可謂曆史悠久。世界上第一種膨脹型阻燃塗料問世於1924年，這是一類以石棉、氟化鈉、立德粉和高嶺土等為主要原料的阻燃塗料。1948年，Abi化學公司發表了膨脹型阻燃塗料專利，其主要由脲醛、磷酸二氫胺、澱粉、顏料和改性酚醛樹脂組成，這種阻燃塗料的阻燃性能較好，但漆膜性能差[112]。隨後，發達國家(尤其是美國、日本、德國和英國)均先後開發了各種膨脹型阻燃塗料[113]。蘇聯則研製出以純醋乳液和氨基樹脂為基料的膨脹型阻燃塗料。美國則研製出以水性氯乙烯樹脂為基料的膨脹型阻燃塗料。英國研製出以乙烯—醋酸乙烯二元共聚乳液和三聚氰胺為主要組分的膨脹型阻燃塗料。原西德研製出以三聚氰胺、丙烯酸酯—聚乙烯樹脂為基料的阻燃塗料。此外，國外各大塗料化工公司更加大了研究和開發的力度。如：A.G.國際化學株式會社、Akzo Nobel公司、BASF公司、氣巴精華有限公司、Du Pont公司、ICI公司、PPG公司、Valsps公司、關西塗料株式會社等供應商紛紛開發出一係列性能較好的膨脹型阻燃塗料。由於國外水性膨脹型阻燃塗料的研究較早，阻燃塗料已經在國外得到廣泛推廣和使用。
與國外工業發達國家相比，我國膨脹型阻燃塗料的發展相對較晚，但發展速度較快。四川消防科學研究所率先於1978年研究出膨脹型丙烯酸乳膠阻燃塗料，真正開創了我國膨脹型阻燃塗料的先例。20世紀80年代以後，該所研製成B60-2膨脹型丙烯酸乳膠阻燃塗料、G60-3膨脹型過氯乙烯阻燃塗料及A60-1改性氨基膨脹型阻燃塗料等新品種，均具有顯著的阻燃功效，填補了溶劑型膨脹阻燃塗料的空白。1985年以來，我國膨脹型阻燃塗料步入了蓬勃發展與係列化、標準化階段。在這期間，四川消防科研所研發出B60-2木結構乳膠膨脹型阻燃塗料、PC60-1膨脹型乳膠阻燃塗料、E60-1膨脹型無機阻燃塗料等。四川都江堰市建信阻燃塗料有限公司先後推出JX-1、JX-2、JX-3、JX-4、JX-5等阻燃塗料品種。廣州製漆廠先後研製出B60-70膨脹型丙烯酸乳膠阻燃塗料和能在多種材質表麵使用的J60-71膨脹型氯化橡膠阻燃塗料。天津消防科學研究所開發的FSF-1水性膨脹型阻燃塗料以改性氨基樹脂/丙烯酸共聚物和聚醋酸乙烯乳液為複合基料，其阻燃性能較好且無毒。東北重型機械學院研製出以乙醇改性的脲醛樹脂為基料、磷酸和澱粉為阻燃劑的膨脹型透明阻燃塗料。天津消防研究所研製出以改性氨基樹脂、丙烯酸共聚物和純醋乳液為基料，阻燃性能達一級的FsF-1水性膨脹型阻燃塗料。北京航空材料研究所研製出以尿素—三聚氰胺—甲醛複合樹脂為基料的雙組分水性膨脹型透明阻燃塗料A60-506，其阻燃性能達國家一級標準，且裝飾性出色。上海塗料公司和上海消防研究所也分別研製出阻燃性能達一級的A60-31改性氨基膨脹型阻燃塗料。齊齊哈爾油漆總廠開發出適用性廣的改性氨基水性膨脹型透明阻燃塗料。北京城建天宇消防有限責任公司則推出TN-L60-01木結構膨脹型阻燃塗料。樊誌文通過對高氯化聚乙烯的改性，研製出阻燃性能優良的E52-10飾麵膨脹型阻燃塗料。此外，諸如E60-90、B60-4、TN-L60等木結構膨脹型阻燃塗料也相繼研製成功。