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聚氨酯硬质泡沫塑料(Polyurethane Rigid Foam,PURF),由于其低导热性和出色的隔热性能,广泛用于建筑房屋外墙、道路防冻、冷库隔热、运输等领域。但由于其结构特征,导致阻燃性能差,限制了应用。常规的PURF阻燃改性是将含有阻燃元素及结构的添加型阻燃剂,通过物理共混的方式加入到基体树脂中。该方法不仅添加量大,而且极大的降低了改性PURF的机械性能,且阻燃效果有限。因此本文采用结构阻燃法,合成一种反应型阻燃剂并复配含磷阻燃剂甲基膦酸二甲酯(Dimethyl Methyl Phosphonate,DMMP)对PURF进行阻燃改性。首先以三聚氰胺、甲醛等为原料,合成了一种反应型含氮阻燃剂多羟甲基三聚氰胺(Hydroxymethyl Melamine,HM),并采用红外光谱、固体核磁共振氢谱与碳谱、元素分析(Elemental Analysis,EA)等方法进行结构表征。考查了原料配比、反应时间、反应温度、溶液pH值等对羟甲基化产物的影响和缩聚反应时间、反应温度、pH值及脱水时间对HM性能、含水量、游离甲醛含量的影响。由此得到的最佳反应条件为:三聚氰胺与甲醛摩尔比为1:2.5,催化剂选择10wt%NaOH,调节pH=8.5～9.2,羟甲基化时间为40～50min,羟甲基化温度为80℃～90℃。缩聚反应pH=6～7,缩聚时间为15～20min,反应温度为80℃～90℃,脱水时间为7h。通过热重分析(Thermogravimetric Analyzer,TG)及EA分析表明,HM的热稳定性良好,含氮量为43.6%,可以用于PURF的结构阻燃。将合成的HM加入到PURF发泡体系,得到HM/PURF阻燃体系。将10wt%的D MMP加入HM/PURF体系,得到HM-DMMP/PURF阻燃体系。分别对上述两个体系的压缩强度、冲击强度、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、热重分析、泡孔及炭层形貌、吸水率等进行测试。实验结果显示:当HM添加量达到30wt%以上时,HM/PUR F阻燃体系的LOI从18.1%提高至22%,在HM40wt%处达到24.6%。随着HM的添加,压缩强度降低,当加入30wt%HM时,PURF的压缩强度胃58MPa,吸水率略微增加,综合物理性能最佳。HM-DMMP/PURF阻燃体系的综合性能最佳配比为30wt%HM复配10wt%DMMP,此时的LOI升高至25.9%,压缩强度为0.135MPa,吸水率最小。对阻燃PURF进行热重-傅里叶变换红外光谱联用(Thermogravimetric Analyzer-Fourier Transform Infrared,TG-FTIR)测试。结合测试结果表明,HM在高温下分解出的含氮气体产物,可以对PURF的燃烧起到很好的抑制作用。复配DMMP使用后,使得PURF在热分解的各阶段都能得到阻燃剂分解产物的保护,抑制泡沫分解。