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聚氨酯硬泡为闭孔结构,具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优点,同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特性,然而聚氨酯硬泡在燃烧过程中,火焰蔓延十分迅速,造成了许多火灾安全事故,因此增强聚氨酯硬泡的阻燃能力,引起了全社会的高度重视。目前采用的阻燃策略可以定义为“整体阻燃”,这种阻燃策略是将阻燃剂分散在整个泡沫基体,由于聚氨酯硬泡属于易成炭的热固型材料,在燃烧过程中主要是分布在表层的阻燃剂承担阻燃作用,这时由于燃烧主要发生在基体表层,内部仍未燃烧,故基体内部的阻燃剂依然完好,这就使得占比量很高的基体内部阻燃剂没有办法有效发挥其阻燃作用,使得“整体阻燃”策略效率不高。有研究表明,将燃烧后的聚氨酯硬泡切开,可以观察到其表层是黑色的炭化层,内部还有没有被燃烧的泡沫,说明聚氨酯硬泡的燃烧主要是在表层进行。因此考虑基体阻燃和表层阻燃相结合的方式,构建复合阻燃体系,提高其阻燃效率。在聚氨酯泡沫表面构建点燃屏障,有效地提高聚氨酯硬泡的火安全性能,同时在基体中添加一定量的聚磷酸铵（APP）,研究基体阻燃与表层阻燃的协同效应,强化其火安全性能。研究出一种具有高火安全性能的聚氨酯硬泡,能够破解我国建筑节能领域亟待解决的难题。本文通过采用空心玻璃微珠（HGM）与石膏、硅丙涂料、酚醛树脂结合,在聚氨酯硬泡表面构建出石膏/HGM、硅丙涂料/HGM、酚醛树脂/HGM三种体系的点燃屏障。采用简便的涂刷法,在APP添加量不同的聚氨酯硬泡表面涂覆500g/m~2的涂层,研究各种阻燃聚氨酯硬泡体系的燃烧性能及影响因素。主要研究工作如下:（1）通过采用建筑石膏为聚氨酯硬泡表面涂层的胶凝材料,通过添加导热系数低的空心玻璃微珠作为充填材料,配制得到不同空心玻璃微珠含量（0、10 wt%、20 wt%）的涂层。该方法主要利用涂层不燃隔热的特性,将大部分热量阻隔在外,从而增强聚氨酯硬泡的阻燃性。通过热重分析仪对HGM含量为（0、10 wt%、20wt%）的涂层热稳定性进行测试,结果表明HGM的添加量能够有效提高涂层的热稳定性,700℃残余量分别比未掺时提高2.7%和3.4%。通过极限氧指数（LOI）测试了聚氨酯硬泡的阻燃性能,结果显示纯的聚氨酯硬泡LOI仅为20%,说明其是极其容易燃烧的,在硬泡基体中添加10 wt%和20 wt%的聚磷酸铵（APP）,也仅能将LOI分别提升至23%和24.5%,达不到建筑材料燃烧等级B2级。而在对涂覆有石膏涂层的聚氨酯硬泡试样进行LOI测试时发现,涂覆石膏涂层的聚氨酯硬泡样条接触火焰后出现无法持续燃烧的现象,且增大氧气浓度后也无法持续燃烧,说明不燃石膏涂层可以有效地抑制火焰沿着泡沫样条表面的火焰传播。采用锥形量热仪对样品的燃烧性能进行分析,结果表明在石膏/HGM涂层和基体中添加APP阻燃剂的共同作用,可以有效地延缓聚氨酯硬泡的点燃时间（从纯样的3s最长可延长至29s）,降低聚氨酯硬泡的热释放速率峰值,且能显著降低总热释放量。说明石膏/HGM涂层能显著提高聚氨酯硬泡的火安全性。（2）采用的硅丙涂料用硅丙乳液作为基料,通过添加不同比例（10 wt%/20wt%）的空心玻璃微珠,分别在聚氨酯硬泡和添加不同比例APP阻燃的聚氨酯硬泡表面构建硅丙涂料/HGM阻燃涂层,并通过极限氧指数和锥形量热仪对样品的阻燃和燃烧性能进行测试。LOI测试结果表明,与纯聚氨酯硬泡相比,涂覆硅丙涂料/HGM涂层（0HGM、10wt%HGM、20wt%HGM）的聚氨酯硬泡极限氧指数从20%分别提升至22%、23.5%、26%,但均未达到建筑材料燃烧等级B1级对氧指数（30%）的要求,说明硅丙涂料/HGM体系在一定程度上可以阻碍火焰的蔓延,但在较高氧气浓度下,外层涂料依然会发生燃烧,说明其效果不如石膏涂层。锥形量热测试结果表明,该硅丙涂料/HGM涂层对延缓点燃时间不及石膏/HGM涂层体系,且将热释放速率峰值时间提前,未能有效降低热释放速率峰值和烟释放速率峰值。这是由于该涂层中含有有机组份,自身在受热过程中分解也会释放热量,不能有效地形成隔热防护层,因此使得聚氨酯硬泡的阻燃效果不佳。（3）采用成炭性能较好的酚醛树脂作为成膜物质,并通过添加不同比例的空心玻璃微珠,在聚氨酯硬泡表面构建酚醛树脂/HGM阻燃涂层（0HGM、10wt%HGM、20wt%HGM）。同样通过极限氧指数和锥形量热测试对样品的阻燃和燃烧性能进行测试.LOI测试结果表明,与纯聚氨酯硬泡相比,涂覆酚醛树脂/HGM涂层（0HGM、10wt%HGM、20wt%HGM）的聚氨酯硬泡极限氧指数从20%分别提升至32%、35%、36%,表明酚醛树脂/HGM体系阻燃效果良好。其锥形量热测试结果表明,涂层能延缓点燃时间及热释放速率峰值时间。在涂覆涂层样品中比较,HGM的掺量能提升阻燃效果。这是因为酚醛树脂优异的成炭性能,燃烧后形成致密炭层,有效地发挥物理热质阻隔屏蔽作用。热辐射依旧可以透过炭层促使聚氨酯硬泡发生少量热解,但是由于致密炭层的存在,聚氨酯硬泡热解产生的可燃气体无法释放出去,所以酚醛树脂/HGM阻燃涂层对聚氨酯硬泡展现出良好的自熄性能。