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根据中国建筑节能协会在2019年发布的报告,2017年我国建筑能耗占全国总能耗的21.11%。在建筑行业开展节能研究十分必要,而高性能建筑外墙保温材料的开发是建筑节能的重要途径。聚氨酯硬泡（RPUF）作为重要的建筑保温材料,具有密度低、保温性能好、易加工等优点广泛应用于建筑外墙保温。但是,RPUF存在极易燃烧以及释放大量有毒烟气的缺点,因此有必要对其进行阻燃改性。聚磷酸铵（APP）作为一种磷-氮系阻燃剂具有无卤、高效等优点,特别适合聚氨酯硬泡阻燃。但是,APP存在与聚氨酯泡沫基体相容性欠佳、耐水性差等缺点,在实际应用中存在易团聚、易迁移等问题,严重恶化阻燃聚氨酯硬泡复合材料保温、耐环境以及力学性能。基于此,本论文以微胶囊化技术为切入点,选用不同囊材对APP进行包裹,制备聚氨酯微胶囊化聚磷酸铵（PUAPP）、三聚氰胺-甲醛微胶囊化聚磷酸铵（MFAPP）、硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵（Si APP）以及甲基丙烯酸缩水甘油酯微胶囊化聚磷酸铵（GMAAPP）,有效改善APP的耐水性差、与基体的相容性差以及易吸湿等不足。将制备的微胶囊化聚磷酸铵及其复配体系用于聚氨酯硬泡阻燃,系统研究其对聚氨酯硬泡的泡孔结构、阻燃性能、物理性能、耐水性能、燃烧性能等方面的影响。主要研究工作如下:（1）将聚氨酯微胶囊化聚磷酸铵（PUAPP）引入聚氨酯硬泡体系,采用一步法全水发泡制备聚氨酯硬泡/微胶囊化聚磷酸铵复合材料（RPUF/PUAPP）。研究表明,在未浸泡情况下RPUF的极限氧指数（LOI）为18.8 vol%,随着其在水中浸泡时间的增加,LOI也逐渐下降至18.0 vol%且UL-94测试始终为无级别（NR）。加入30份的APP和PUAPP时,RPUF/APP30和RPUF/PUAPP30的LOI分别为23.3 vol%和22.3 vol%,UL-94测试均为V-0级别。当浸泡15天后,RPUF/APP30的LOI为21.7 vol%,其UL-94已经为无级别,表面有颗粒析出。而RPUF/PUAPP30无明显下降,UL-94仍然达到V-0级别,表面光滑且无颗粒析出,说明RPUF/PUAPP30的阻燃性能、相容性和耐水性能明显优于RPUF/APP30。物理性能测试表明,RPUF/PUAPP30的保温和力学性能明显优于RPUF/APP30复合材料。（2）将三聚氰胺-甲醛微胶囊化聚磷酸铵（MFAPP）引入聚氨酯硬泡体系,采用一步法全水发泡制备聚氨酯硬泡/微胶囊化聚磷酸铵复合材料（RPUF/MFAPP）。添加30份的MFAPP,RPUF/MFAPP30的LOI为21.3 vol%,UL-94为V-0级。在水中浸泡15天后,其极限氧指数变化不大,UL-94仍达到V-1级别。RPUF/MFAPP30的导热系数为0.0400 W/m·k,抗压强度为0.295 MPa。同时发现,RPUF/MFAPP30最大热分解温度相对于RPUF/APP30有明显提高且炭层结构更加完整、致密,从而保证RPUF/MFAPP复合材料具有良好的火灾安全性。TG-FTIR分析表明,MFAPP的加入可明显抑制RPUF/MFAPP复合材料燃烧过程中有毒以及可燃性气体的释放。在此基础上,提出RPUF/MFAPP复合材料的气相-凝聚相联合作用的阻燃机制。（3）将硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵（Si APP）引入聚氨酯硬泡体系,采用一步法全水发泡制备聚氨酯硬泡/微胶囊化聚磷酸铵复合材料（RPUF/Si APP）。RPUF/Si APP30的LOI为22.8 vol%,UL-94测试为V-0级。当浸泡15天后,RPUF/Si APP30的LOI略有下降为21.8 vol%,UL-94仍达到V-1级,无颗粒析出现象,明显优于RPUF/APP30复合材料。物理测试发现,RPUF/Si APP30复合材料的导热系数为0.0398 W/m·k,抗压强度为0.292 MPa。热重及炭渣分析测试表明,RPUF/Si APP30的残炭率、T-5wt%、最大热分解温度相比于RPUF/APP30都有明显提高,炭层的致密性更好,石墨化程度更高,这说明RPUF/Si APP30在热稳定性、阻燃性能等方面都有明显改善。（4）将甲基丙烯酸缩水甘油酯微胶囊化聚磷酸铵（GMAAPP）和聚氨酯微胶囊化石墨（PUEG）复配引入聚氨酯硬泡体系,采用一步法全水发泡制备聚氨酯硬泡/微胶囊化聚磷酸铵/微胶囊化石墨复合材料（RPUF/GMAAPP/PUEG）。RPUF/GMAAPP30的LOI为22.3 vol%,UL-94为V-0级,导热系数为0.0412W/m·k,抗压强度为0.273 MPa,但泡孔孔径大小不一。RPUF/PUEG30的LOI为25.3 vol%,UL-94也达到了V-0级,导热系数为0.0391 W/m·k,抗压强度为0.276 MPa,泡孔孔径较为均匀。RPUF/GMAAPP20/PUEG10复合材料的LOI为24.6 vol%,UL-94也可达到V-0级,导热系数为0.0395 W/m·k,抗压强度为0.292MPa,孔径均匀且变小。热重及炭渣分析发现,RPUF/GMAAPP20/PUEG10的热稳定性更好,炭渣结构更加完整和致密,火灾安全性更高。