- ортофосфаты аммония, полифосфаты аммония, бура, борная кислота — наиболее эффективные антипирены, используемые как кислотные катализаторы;

- пентаэритрит, крахмал, декстрин, сахароза, целлюлозосодержащие вещества — полигидратные соединения, образующие при взаимодействии с кислотой обильный угольный остаток;

- дициандиамид, мочевина, меламин и его производные— синергетики, усиливающие действие фосфатов в основном за счет газофазных реакций;

- хлорпарафин, трихлорэтилфосфат, хлорсодержащие смолы и различные галогенсодержащие сополимеры — вещества, оказывающие пластифицирующее и связующее действие, а также являющиеся источниками хлористого водорода, который в присутствии оксидов сурьмы, алюминия, титана и других, используемых как наполнители и пигменты, оказывает эффективное огнезащитное действие как в твердой, так и в газовой фазе.

Современные представления о механизме вспучивания состоят в следующем: под воздействием пламени или высокой температуры происходит размягчение связующего и вспучивание его выделяющимися при разложении антипиренов газами; одновременно происходит и образование обильного угольного слоя вследствие дегидратации полигидратных соединений образующимися кислотами. Выбор определенных соотношений между компонентами позволяет исключить стекание размягчающегося покрытия с поверхности при нагреве, а введение наполнителей позволяет структурировать образующуюся пену, препятствовать ее выгоранию.

 Возможны некоторые отклонения от общей схемы, например, при использовании самовспенивающихся компонентов: бисульфатной соли рнитроанилина, представляющей собой мономер, полимеризующейся при нагреве с резким увеличением в объеме; рбензо хинона, взаимодействующего с минеральной кислотой с образованием пенистого полимерного вещества. Указанные соединения не нашли широкого применения вследствие гигроскопичности и ограниченности производства. Наиболее интересен как самовспенивающееся вещество термически расширяющийся графит, который увеличивается в объеме от 8—40 до 250—300 раз в зависимости от технологии предварительной обработки графита. Впервые его применение во вспучивающемся покрытии запатентовано в Австрии.

При выборе связующих для вспучивающихся красок исходят из строения полимера и прочности химических связей. Наиболее прочными являются углеродные связи. Однако углерод легко окисляется вследствие сродства с электроотрицательным кислородом. Таким же свойством обладает и водород. Поэтому полимер, состоящий только из атомов углерода и водорода (например, полиэтилен, полипропилен), в смеси с кислородом воздуха представляет собой весьма горючую систему. Более высокие значения энергий связи, чем у атомов углерода, имеют связи между различными атомами, например Саром—Саром— О. Однако эти связи являются полярными. Полярность же связей существенно влияет на их прочность при повышенных температурах: чем полярнее связь, тем в большей степени снижается ее прочность при повышении температуры.

Введение в органическою молекулу более электроотрицательных элементов, чем кислород, способствует снижению ее горючести. Энергия связей С—С1, С—Вг имеет значительно меньшее значение, чем энергия связей С = С, С=0, 0 = Н, поэтому в первую очередь при воздействии тепла на полимер происходит разрыв слабых связей с освобождением галогенов и выделением газообразных НС1, НВг, являющихся ингибиторами горения. Горючесть полимера зависит также от значения энергии когезионной связи органических групп.

В результате сопоставления было показано, что полимеры, содержащие ароматические, амидные и моче винные группы, обладают пониженной горючестью.

Существенное значение на горючесть полимера оказывает его структура.

Наиболее горючими являются линейные полимеры. Чем длиннее молекула вещества, тем легче тепловые колебания приводят к ее разрыву. Полимеры с пространственными сетчатыми структурами менее горючи, поскольку сетка образуется за счет главных валентностей и для ее разрушения требуется затратить энергии во много раз больше, чем в случае линейных структур. Если же полимер имеет сетчатую структуру, состоящую из углеродоазотных соединений, то он является малогорючим и более термостойким. Примером сравнительно малогорючих азотистых веществ могут служить многочисленные производные цианамида.

Физическая неоднородность полимера, характеризующаяся большим содержанием низкомолекулярной фракции, т. е. мономеров, пластификаторов и наполнителей, также оказывает существенное влияние на горючесть полимера. Примером отрицательного влияния пластификатора может служить использование дибутилфталата для изготовления эластичного поли винилхлорида. При содержании дибутилфталата в полимере более 20 % последний становится горючим материалом. Горючесть обусловливается быстрым повышением упругости паров пластификатора при нагреве и их воспламенением около 200 °С. Теплота, выделяемая при горении пластификатора, вызывает термическое разложение полимера и его горение.

Использование термогравиметрического анализа позволяет выяснить кинетику термического разложения полимеров, которое может протекать ступенчато с образованием сопутствующих веществ и разложением нескольких твердых или жидких фаз. С этой целью в основном используется неизотермический метод, при котором получается график изменения массы в зависимости от температуры. Обоснован определенный подход к составлению полимерных композиций пониженной горючести, с помощью которого осуществлен подбор антипиреиов с учетом их физических и химических свойств. Например, при модификации полиуретана наибольший огнезащитный эффект достигается в случае использования двух антипиренов, один из которых должен разлагаться при температуре на 60—75 °С ниже, чем температура, соответствующая началу разложения полиуретана; второй — при температуре, соответствующей максимальному разложению полиуретана. В случае более сложного процесса разложения полимера подбирают сбалансированную систему из комбинации нескольких антипиренов.