众所周知，P-C-N、P-C-N-CI膨胀阻燃体系存在着耐高温性、耐老化性及耐水性较差等问题，为改善这个缺陷，有研究者将常用膨胀阻燃体系与可发生物理膨胀的可膨胀石墨配合使用，形成的符合阻燃膨胀体系由基料、P-C-N、P-C-N-CI膨胀阻燃体系、颜填料、可膨胀石墨、水或溶剂及其他助剂组成。当涂层受热时，涂层中的脱水催化剂首先开始分解，形成大量无机酸，成炭剂在酸的作用下失水炭化，在发泡剂的作用下形成泡沫炭层。而后，在高温或火焰作用下，配方中的可膨胀石墨在涂层中受热膨胀，形成“蠕虫”炭体。每个可膨胀石墨单体的膨胀倍率可高达100-300，形成的膨胀炭体耐氧化、耐高温，大量的膨胀炭体覆盖在基材上，可同样起到难燃性海绵状炭质层的保护作用。等于在已经形成的膨胀炭体上面又附加了一个炭体层，整个膨胀体系形成一个比原涂层厚几十倍至几百倍的难燃性海绵状炭质层，从而大大提高了涂料的耐火性能。

  从膨胀炭层的内部结构来看，防火涂料的膨胀炭层中有两种结构的炭：石墨结构炭和类石墨结构炭。化学膨胀产生的膨胀炭层中是类石墨结构的炭，可膨胀石墨形成的炭体是石墨结构炭，有更好的热稳定性。但石墨结构炭分子间是层状的结构，彼此缺乏有效联系，而聚合物形成的类石墨炭有一定的交联作用。两者共同形成的交联炭结构可耐足够长时间的高温灼烧而不会损坏，保证了涂料的耐火性能。