涂料的不同性能使其在应用过程中发挥着不同的作用，聚氨酯(PU)涂料因其具有优异的耐油性、耐腐蚀性、强附着能力，而被广泛应用于工业、建筑等各个领域。但是由于PU涂料的耐燃性差，而使其优良性能的发挥受到了阻碍。 本文在合成膨胀型阻燃剂的基础上，将其添加到PU涂料中，制备了防火PU涂料，并系统分析其结构性能和阻燃机理，通过阻燃模型的建立分析了防火涂料的热传导行为，以三聚氯氰为原料成功合成了一种新型三嗪类高分子化合物——成炭剂(Carbonific)。采用红外光谱(FTIR)，13C核磁共振(MAS-NMR13C)，及元素分析(ELA)等方法表征了该成炭剂的结构组成，其结果表明该成炭剂为三嗪环和氨基及乙醇胺的二聚体，对其溶解性、密度、熔点和热稳定性的分析表明，该成炭剂具有优良的热稳定性能，有较高的熔点，常温下不溶于常规溶剂等特性。 以自行合成的新型成炭剂为基础，合成了一种新型单体型膨胀型阻燃剂(IFR)。根据FTIR，MAS-NMR 13C以及ELA的分析结果对其化学结构进行了表征，结果显示生成阻燃剂的化学反应为：二聚体的成炭剂中的两个氨基以1:1的比例分别与季戊四醇双磷酸醋酞氯中两端的氯原子进行了脱去HCl的反应。同时探讨了合成工艺中物料配比、反应温度、时间及水的用量对最终产物产率的影响的问题。经测试该阻燃剂也具有较高的熔点和优良的热稳定性。另外将成炭剂与聚磷酸铵(APP)配制构成复配型阻燃剂和制得的单体型阻燃剂分别添加到PU清漆中，制备出两个系列防火PU涂料(APP/Car bonific/PU和IFR/PU)。采用正交试验研究了APP/Carbonific/PU体系的防火性能和体系各组分含量的关系，得到最佳复配比例(APP/Carbonific/PU=15:5:80)；通过综合IFR/PU体系防火性能及其它理化性能，发现IFR为20％质量百分含量(Wt)时，体系防火及其它综合性能优良。 通过对上述防火涂料的流动性、触变性和贮存稳定性的研究，发现加入少量硅烷偶联剂(0.4％Wt％)，能有效改善防火涂料的流动性能；加入膨润土(1％Wt％)能提高防火涂料的贮存稳定性。同时对上述防火涂料的附着力、柔韧性、硬度和耐冲击性进行测试，结果表明由上述配比构成的防火涂料具备较好的物理性能。 采用热失重(TGA)、锥型量热仪法(Cone Calorimeter)，对涂层的热稳定性及燃烧过程进行了全面的分析。根据TGA的分析结果，将涂膜的燃烧过程分为五个阶段，对每一阶段的燃烧物采用ELA、扫描电镜(SEM)，FTIR，MAS-NMR 13C等方法加以表征和分析，深入地研究了复配型防火涂料的阻燃机理，结果发现起防火阻燃作用的是多孔膨胀性炭层，而这些炭层是由PU降解环化所形成的炭层及APP降解生成的磷酸等无机酸和PU降解生成的醇类酯化形成的炭层及APP降解生成的磷酸等无机酸等组成的。对单体型膨胀型防火涂料的阻燃机理也采用TGA分析了其降解过程，采用FTIR分析了最终炭层的化学组成，结果表明该体系中起阻燃作用的是炭层中的胺类、芳香族及磷酸酚类化合物。