随着人们节能环保意识的提高,保温材料的应用成为了研究的热点。硬质聚氨酯具有极低导热系数,在建筑领域节能中受到了青睐。但是其极易燃烧,在火灾发生时,会危害人民的生命财产安全。对于聚氨酯阻燃剂的研究相继展开,含磷阻燃剂具有优异的阻燃效果且无毒无害,而得到广泛地关注。含硅阻燃剂具有耐高温、抑烟的特性,具有广阔的研究前景。聚氨酯的原料多元醇和异氰酸酯为石油基原料,随着不可再生能源石油的消耗,自然界中大量存在的可再生资源木质素成为了替代原料的对象。本文针对聚氨酯阻燃性能差的缺点,分析阻燃机理、选择阻燃剂并进行实验研究。首先利用聚磷酸铵对聚氨酯进行阻燃,探究单组份聚磷酸铵对聚氨酯泡沫的影响以及最佳添加量。对制备完成的聚氨酯泡沫材料进行各项性能测试,结果表明:当聚磷酸铵添加量为25%时,极限氧指数达到最大值25.9%,阻燃性能得到提升,烟释放量TSR为130.176m~2/m~2,相比较于纯聚氨酯的132.008m~2/m~2,并未明显减少。为了进一步提高阻燃剂的抑烟性能,以聚磷酸铵作为阻燃剂,同时加入纳米Si O2,探究聚磷酸铵和纳米Si O2进行协同阻燃时各项性能变化,并探究最佳的协同配比。采用溶胶凝胶的方法制备纳米Si O2,用一步发泡法制备磷硅复合聚氨酯材料,进行性能测试。根据测试的结果可知:固定聚磷酸铵的添加比为25%,当纳米Si O2的添加量为1%时,LOI达到了26.3%,垂直燃烧的防火性能达到了V-0级,抗压强度达到了0.847MPa,此时的TSR为104.777m~2/m~2,相比于纯聚氨酯降低了20.6%,说明纳米Si O2的加入有利于抑制烟气的生成,且聚氨酯材料阻燃性能和力学性能有一定地提升,聚磷酸铵和纳米Si O2起到了协同阻燃的效果。针对聚氨酯石油基原料的问题,本文利用自然资源木质素作为研究对象,以木质素磺酸钠（SLS）作为原料制备聚氨酯,探究SLS对各项性能的影响。首先将SLS进行改性处理,再用于部分取代聚氨酯的原料聚醚多元醇,加入最佳配比的P-Si阻燃剂,通过一步发泡法制备出木质素基磷硅协同阻燃的复合聚氨酯泡沫材料,性能检测结果表明:加入HLS后,聚氨酯的阻燃性能有了提升。当纳米Si O2和APP添加量分别为1.0%和25%,HLS添加量为4%时,阻燃效果最好,极限氧指数为27.2%,PHRR和THR为86.997k W/m~2、2.203MJ/m~2,相比较于纯聚氨酯,分别降低了51.5%和47.9%。抗压缩性能也达到了1.109MPa,相比较于纯RPUF的0.419MPa,得到了很大地提升。从电子显微镜的扫描结果可知,此时残炭量多且较厚的密实炭层有利于阻隔热量,因此阻燃效果得到提高。采用软件模拟的方式,以一栋三层办公楼作为研究对象,根据应用保温材料前后的能耗计算结果对比,计算保温材料应用前后节约的能源,再将节约的能源与保温材料的成本相比较,探究其可行性。根据研究的结果可知,三种保温材料应用后,每年可以节约的标准煤炭量分别15.18t、15.34t、15.41t,预计使用年限为25年,全寿命周期的煤炭量降低了6.843kg/m~2、6.916kg/m~2、6.947kg/m~2。扣除保温材料的成本,全寿命周期成本分别降低了221.28元/m~2、220.55元/m~2、204.02元/m~2,保温材料的使用具有很好的经济效益,且极大地提高了建筑的舒适度和使用性能。对于聚氨酯保温材料,成本偏高,但是导热系数低,保温性能好,节能率最高,更符合绿色节能建筑的需求,未来前景更广阔。