硬质聚氨酯(RPUF)因为具有低热导率、强度高、重量轻等特性,以及防水、防潮、耐热、耐寒等优点,成为建筑节能工程中外围护结构的主要保温隔热材料之一。但是,硬质聚氨酯易燃烧且易发生火灾蔓延,具有重大火灾安全隐患,而常规的物理或化学阻燃方式往往会使得硬质聚氨酯的热导率升高,失去其作为保温隔热材料的优势,限制了它在某些领域的应用。针对硬质聚氨酯存在的阻燃难的问题,本论文从储能、隔热、防火三个方面提出一种制备新型硬质聚氨酯保温隔热材料的工艺思路。采用分子设计的原理,使用三氯氧磷为偶联剂,不同分子量的聚乙二醇为相变储能物质,将聚乙二醇键接于聚氨酯泡沫保温隔热材料用聚醚多元醇上,通过二乙醇胺调节其酸值后,进而与多异氰酸酯进行发泡反应,制备出不同结构的聚氨酯泡沫保温隔热材料。为了进一步改善其阻燃性能,以"添加型"的方式为硬质聚氨酯保温隔热材料引入了阻燃剂聚磷酸胺和三聚氰胺,将聚乙二醇的相变储能性能和磷-氮协同阻燃的有效性充分协调起来,力求在赋予硬质聚氨酯较好阻燃性能的同时保持甚至提高其保温隔热性能。并采用红外光谱(FTIR)对其化学键和分子结构进行了表征,采用差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析法(TGA)研究了阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的热行为,采用极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧、烟密度以及烟气毒性分析法研究了阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的火灾危险性,采用Ozawa方法研究普通和阻燃聚氨酯保温隔热材料的热降解行为。对阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的阻燃机理、制备方法、燃烧行为以及热性能等方面进行了较为深入的研究。本文获得的主要研究结果如下:1.成功合成了同时含有P元素和PEG链段的改性聚醚多元醇。通过红外光谱分析(FTIR)对其化学键和分子结构进行了表征,发现在1011.58cm-1产生了新的化学键P-O-C的振动吸收峰,证明聚乙二醇链段在三氯氧磷的偶联作用下成功键接到了普通聚醚多元醇上;通过酸值和羟值的测试,证明了其满足与异氰酸酯的反应活性需求。2.采用"一步法"的发泡技术将改性聚醚多元醇以"反应型"的方式引入到硬质聚氨酯体系中,制备得到含磷硬质聚氨酯保温隔热材料,并通过添加少量的聚磷酸胺和三聚氰胺阻燃剂进一步改善了其阻燃性能。3.运用差示热扫描量热仪(DSC)和导热性能测试的手段对阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的保温隔热性能和储能性能进行了研究。发现引入相变储能物质PEG-800能使得RPUF材料在22～42℃内具有更高的相变晗值,并且随着PEG-800添加量增加,RPUF材料的升温速率降低,具有更好的保温隔热性能。同时,阻燃剂的加入会增大材料的热导率,但是受PEG-800固-液变化时储能作用的影响,阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料仍然具有比普通聚氨酯材料更好的保温隔热性能。4.通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧以及热失重(TGA)等手段对阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的阻燃性能和热降解行为进行了研究,并使用Ozawa方法计算了普通和阻燃硬质聚氨酯材料的活化能,进一步分析了P元素的阻燃机理。研究结果表明,阻燃元素P的引入使硬质聚氨酯LOI有了明显提高,有了极好的自熄效果。尤其是少量聚磷酸胺和三聚氰胺的引入,在硬质聚氨酯体系中形成了物理化学联用的P-N协同阻燃体系,LOI最高达到31.3,水平燃烧等级为FH-1,垂直燃烧等级为FV-0。5.运用烟密度以及烟气毒性测试的手段研究了磷系和氮系阻燃剂对聚氨酯材料烟气生成量以及烟气中有毒害气体发生量的影响规律。结果表明,P系和N系阻燃剂都会使聚氨酯材料在火灾下生成更多烟气,尤其是P系阻燃剂更明显,但烟气中的有毒害气体的发生量会随着P系阻燃剂的加入而减少。说明了 P系和N系阻燃剂虽然会增加聚氨酯材料火灾中烟气的释放量,但也会减少烟气中毒性气体的发生量,降低火灾的危险性。