膨胀剂 是隧道防火涂料的另一个主要成分，约占涂料总体积的 8% ～ 10% 。高温时，涂料成分发生改变，膨胀剂迅速发生膨胀，从而形成多孔的隔热层，阻止热量向隧道砌体的传递。膨胀蛭石、重铬酸铵为无机发泡材料；三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵是成熟的有机发泡体系，多在薄型或超薄型防火涂料中使用。
耐火填料 是隧道防火涂料的骨架成分之一，约占涂料总体积的 35 %～ 38 %，其主要作用是高温隔热和降低热导率。海泡石、膨胀珍珠岩、轻质碳酸钙、玻璃空心漂珠、高岭土、矿渣棉、超细硅酸铝等均是良好的无机轻质隔热填料。
含氮的隧道防火涂料受热分解出NO、NH3等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度。 膨胀型隧道防火涂料受热膨胀发泡，形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体，延迟热量与基材的传递，阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。隧道专用防火涂料分类：饰面隧道专用防火涂料；木材隧道专用防火涂料；钢结构隧道专用防火涂料。
隧道防火涂料是在饰面型防火涂料基础上结合自身要求发展起来的，因而原料的研究及选用可参考饰面型防火涂料。隧道防火涂料作为特种涂料，除了应具有普通涂料的装饰作用和对电缆基材提供物理保护外，还需要具有阻燃耐火的特殊功能，这就要求它们在一定温度下能发泡形成防火隔热层。