当前,水性聚氨酯（WPU）因优异的环境亲和性及出色的物理化学性能而被广泛应用,但WPU高度易燃,存在严重的火灾隐患,针对WPU的阻燃研究迫在眉睫。目前,对于阻燃剂的选择更加偏向于环保化、高效化及多功能化,在众多的阻燃剂中,磷系阻燃剂和无机纳米阻燃剂因其阻燃性能出色、环境危害性低,为WPU的阻燃功能化提供了重要的研究价值。本论文的主要研究内容包括一种磷改性水性聚氨酯（WPPU）的合成与研究,以及氮磷元素修饰的氧化石墨烯和纳米SiO2两种功能化填料的制备,并探究了两种功能化填料对于WPPU性能的影响,具体内容如下:（1）以N,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基膦酸二乙酯（FRC-6）为扩链剂制备了系列磷含量不同的水性聚氨酯（WPPU）,采用乳液稳定性分析、红外光谱测试（FTIR）、乳液粒径测试（PSA）、透射电子显微镜测试（TEM）、接触角测试（CA）、力学性能测试、热稳定性测试（TGA）、极限氧指数测试（LOI）、锥形量热测试（CCT）及扫描电镜测试（SEM）探究了 FRC-6含量对WPPU性能的影响,结果表明:随着FRC-6用量的增加,复合材料的力学性能与疏水性能均出现下降的趋势,当FRC-6用量达10%时拉伸强度为2.47 MPa,水相接触角为66.3°,而WPPU的LOI值则由18.2%增加至28.9%,最大热释放速率（PHRR）由256.123 kW/m~2降低至139.187kW/m~2,降幅达 45.65%,热释放总量（THR）由 14.969MJ/m~2 降至9.789 MJ/m~2,降幅达34.60%,点燃时间（TfI）延迟了 11 s,阻燃性能提升明显。（2）采用三氯氧磷（POCl3）、二氨基二苯基甲烷（DDM）对自制的GO进行改性制得了氮磷修饰氧化石墨烯（P/N-GO）,通过FTIR、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射光谱（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、SEM及TGA测试对GO、P/N-GO进行了表征;将P/N-GO引入WPPU制备得P/N-GO/WPPU复合乳液后,通过乳液稳定性分析、FTIR、CA、PSA、TEM、TGA、力学性能测试、LOI、SEM及CCT测试表征了 P/N-GO对乳液性能的影响,结果表明:改性后的P/N-GO片层层间距由0.83 nm至1.30 nm,ID/IG值由0.92增至1.03,片层厚度增加,表明POCl3与DDM成功接枝在了 GO片层中,N、P元素主要以C-N、P=O、C-O-P等形式存在,同时P/N-GO在600℃时的质量损失也由GO的50.92%降低至33.84%。将P/N-GO引入WPPU乳液后,随着P/N-GO含量的增加,复合乳液稳定性下降,拉伸强度先增加后减小,疏水性能逐渐提升,拉伸强度最高达9.06 MPa,水相接触角最大达100.1°,复合材料断面粗糙度增加。加入P/N-GO后,T95%由412.25℃提升至426.56℃,热稳定性增强,在P/N-GO含量达 2%时,LOI 值由 25.5%增至 31.1%,PHRR 由 184.374 kW/m~2降至116.730 kW/m~2,降幅为 36.7%,THR 由 11.381 MJ/m~2 降至 6.677 MJ/m~2,降幅达41.3%,TTI则由35 s延长至45 s,表明了 P/N-GO优异的阻燃性能。（3）以三氯氧磷（POC13）、苯代三聚氰胺（BGA）改性纳米SiO2制得了功能化纳米 SiO2（P/N-SiO2）,并通过FTIR、XPS、TGA、SEM 及XRD对SiO2、P/N-SiO2进行了表征;之后将P/N-SiO2引入WPPU中,制得不同P/N-SiO2含量的P/N-SiO2/WPPU复合乳液,通过乳液稳定性分析、FTIR、CA、PSA、TEM、TGA、力学性能测试、LOI、SEM及 CCT测试探究了 P/N-SiO2对复合乳液性能的影响,结果表明:P/N-SiO2中的N、P元素主要以C-N、P=O、C-O-P等形式存在,P/N-SiO2在600℃时的失重率较未改性的SiO2由7.507%增加至13.189%,团聚程度明显下降,但晶相没有发生变化。P/N-SiO2/WPPU复合材料则表现出了与P/N-GO/WPPU复合材料相似的性能变化规律,P/N-SiO2/WPPU的最大拉伸强度达10.29MPa,最大水相接触角达90.6°,复合材料断面出现了明显的褶皱。在P/N-SiO2含量达2%时,P/N-SiO2/WPPU 复合材料的 T95%由 412.25℃提升至 421.04℃,热稳定性增加,LOI由25.5%增至30.8%,PHRR、THR最大降幅分别可达23.41%与23.55%,TTI也由35s延长至44s,表现出较为优异的阻燃性能。