聚氨酯材料具有耐磨性强、吸震性能优良、机 械加工性能优异等特点，且通过对主原料的选择及 配方的优化设计，可以制备得到各种性能的聚氨酯 产品 。由于其性能优异，聚氨酯材料被广泛应用 于服装鞋帽、建筑外墙、管道、航天航空、家具、 汽车、医疗等领域，但普通聚氨酯材料阻燃性能较 差，随着其应用领域的不断扩大，对其阻燃性能的 要求也越来越高，因此改善聚氨酯材料的阻燃性能 是长期以来聚氨酯材料研究的热门方向。

1 阻燃剂发展概况 

目前，提高聚氨酯材料阻燃性能的主要途径是 添加含磷、氯、溴及其它阻燃元素的阻燃剂。根据 使用方法的不同，阻燃剂可分为添加型和反应型两 大类。添加型阻燃剂是可直接添加到塑料里面，且 不和反应物发生物理或者化学反应的阻燃剂，具有 高效阻燃和价格便宜等优点，在工业化生产中得到 广泛应用。但该类阻燃剂存在阻燃效果不持久、相 容性差和易降低聚氨酯材料性能等缺点。反应型 阻燃剂是指含阻燃元素的多元醇或异氰酸酯，这种 类型材料不存在添加型阻燃所要面对的相容性问 题，使用量也较少，对聚氨酯材料的力学性能影响 较小，还可以根据需要引入相应的官能团或支链以 满足特殊性能要求，是最受欢迎的一类阻燃剂。存在的问题是产品开发难度大。目前对含磷元素、卤 系元素的异氰酸酯研究较少，由于技术及成本等方 面的原因几乎没有工业化的阻燃异氰酸酯产品。市 场上反应型阻燃剂基本上是含羟基的阻燃剂。

2 阻燃机制 

阻燃机制主要有两种：化学方法和物理方法。化学方法有：①阻燃剂在高温下分解，分解产物与 聚氨酯制品燃烧时生成的自由基反应，达到自由基 链终止，实现阻燃的目的；②使用阻燃剂对高分子 材料进行改性，以降低聚氨酯制品的可燃性。物理 方法有：①阻燃剂在高温下分解生成不可燃气体， 降低燃烧体系内的助燃气体浓度；②阻燃剂在高温 下发生相变、分解等吸热过程，使燃烧体系的温度 降低到着火点以下；③阻燃剂在高温下分解残留的 碳化物质附着在聚氨酯制品表面，隔绝空气，实现 阻燃效果。

3 阻燃聚醚多元醇的研究进展

阻燃聚醚多元醇主要有卤系阻燃聚醚多元醇、 磷系阻燃聚醚多元醇、芳杂环阻燃聚醚多元醇及复 合型阻燃聚醚多元醇。

3.1 卤系阻燃聚醚多元醇

卤系阻燃聚醚多元醇的阻燃效率高、成本低， 在世界范围内得到广泛应用。目前市场上已有许多 工业化生产的卤系阻燃聚醚多元醇，其中卤素质量 分数一般在 10%~20%之间，最高可达 30%以上 。卤系阻燃聚醚多元醇以溴系阻燃聚醚多元醇为主，常见的有十溴二苯乙烷、八溴双酚S醚、乙撑双四 溴邻苯二甲酰亚胺、溴化聚苯乙烯等 。

徐娜等以二溴丁烯二醇为起始剂，与环氧氯 丙烷于 120 ℃条件下反应 3 h 生成聚环氧氯丙烷， 再将聚环氧氯丙烷溶于甲苯中，滴加氢氧化钠水溶 液进行闭环反应，最后在水和甲醇的混合溶剂中于 70 ℃下反应2 h得到含溴、氯元素的阻燃聚醚多元 醇。使用上述聚醚多元醇制备得到的聚氨酯硬质泡 沫塑料具有优异的阻燃性能。 

乔英华利用丙三醇、环氧环己烷和环氧氯丙 烷制备得到环氧环己烷-环氧氯丙烷聚醚多元醇。使用上述合成得到的聚醚多元醇与 3-异氰酸酯基 亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯制备得到的 聚氨酯材料具有优异的阻燃性能。

含卤阻燃聚醚多元醇制备的聚氨酯材料，在燃 烧时会产生大量的烟雾及多种有毒有害气体，在发 生火灾时容易导致人员窒息死亡，致使火灾的程度 增加 。目前世界各国政府和国际大公司都在积极 推动限制使用含卤阻燃剂，乃至完全禁止使用。国 内外研究人员对于含卤阻燃剂的研究也已经越来越 少，阻燃剂的无卤化将成为未来的发展趋势 。

3.2 磷系阻燃聚醚多元醇

磷系阻燃聚醚多元醇一般是指分子中含有磷元 素的聚醚多元醇，具有低烟、无毒等优点，市场上 所见到的磷系阻燃聚醚多元醇种类少、价格高。目 前，具有代表性的合成路线有以下几种：①利 用酯化反应合成亚磷酸酯类多元醇；②以环氧化物 为主原料，通过加成反应合成磷酸酯和磷酸酯类多 元醇；③采用胺甲基化反应合成磷酸酯类多元醇；④利用艾伯佐夫重排反应合成磷酸酯类多元醇；⑤ 通过麦克尔加成反应合成磷酸酯类多元醇。

李艳等以三羟甲基氧磷和环氧丙烷为主要原 料制备了一种含磷聚醚多元醇，再以该含磷聚醚多 元醇为原料制备了阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料。对该 含磷聚醚多元醇的研究表明：随着含磷量的增加， 羟值、黏度等均有所增加；用该含磷阻燃聚醚多元 醇制备的聚氨酯硬质泡沫塑料的极限氧指数可达 25.6%，具有优异的阻燃性能。 

昊等利用甲基磷酸二甲酯与多元醇进行酯 交换反应，制备了一种反应型含磷阻燃多元醇，这 种多元醇中磷的质量分数在12%~15%。将合成的含 磷多元醇用于制备阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料，研究结果表明：含磷阻燃聚氨酯硬质泡沫的极限氧指数 达25%；在此基础上添加少量的混合阻燃剂时，其 极限氧指数可以达30%以上，具有优异的阻燃效果。 

王夏春等以磷酸三苯甲酯、甲醛、二乙醇胺 为原料合成起始剂，再以三乙胺为催化剂，与环氧 丙烷聚合成一种新型的含磷酚醛基阻燃聚醚多元 醇。将合成的聚醚多元醇用于制备含磷阻燃聚氨酯 硬质泡沫塑料，发现与普通聚氨酯硬质泡沫塑料相 比，含磷阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料的极限氧指数达 25.8%；在此基础上添加20份的混合阻燃剂时，其 极限氧指数可达32%以上。 

3.3 芳杂环阻燃聚醚多元醇 

芳杂环阻燃聚醚多元醇是在聚醚多元醇分子的 主链或侧链中引入芳香族或杂环等阻燃基团，通常 以烷氧基化的苯胺、苯酚和含卤芳香族二酚等芳香 族酚类化合物为起始剂引入高耐热性的苯环阻燃基 团，以三聚氰胺为起始剂引入高氮含量的亚胺基三嗪 环阻燃基团，以三(2-羟乙基)异氰尿酸酯为起始剂引 入具有很高的热稳定性、水解稳定性和刚性的异氰 脲酸酯环阻燃基团。采用芳杂环阻燃聚醚多元醇生 产的聚氨酯制品具有优异的物理综合性能和阻燃性。 

徐娜等采用曼尼希碱两步合成法，利用二乙 醇胺、多聚甲醛和苯酚反应得到曼尼希碱；再与环 氧丙烷于85 ℃下反应1 h制备得到一种芳杂环阻燃 聚醚多元醇。使用上述聚醚多元醇生产的硬质聚氨 酯泡沫塑料具有优异的阻燃性能，在燃烧过程中会 产生碳化物质，隔绝空气，阻止燃烧的进行。 

刘博等将二乙醇胺、苯酚和双酚A于80 ℃下 进行反应，再投入环氧丙烷于105 ℃下反应制得阻 燃聚醚多元醇。使用上述聚醚多元醇发泡制备的聚 氨酯硬质泡沫塑料的综合物理性能和阻燃性能都优 于普通聚醚制品，极限氧指数可达28%。 

贾润萍等利用三聚氰胺和甲醛按物质的量比 1∶3，于85 ℃下进行羟甲基化反应，再向其中加入催化剂、共起始剂和环氧氯丙烷，恒温反应24h， 可制得三聚氰胺基结构的阻燃聚醚多元醇。利用上 述聚醚多元醇制备的三聚氰胺本征阻燃聚氨酯硬质 泡沫材料的极限氧指数达24.2%，相比普通聚氨酯 制备的聚氨酯制品有了较大提高。 

3.4 复合型阻燃聚醚多元醇

随着人们对阻燃性能要求的不断提高，单一阻 燃元素制备的产品已无法满足要求。研究人员利用不同类型的阻燃元素可以形成协同阻燃效果的特点 制备了复合型阻燃聚醚多元醇，可同时含有氮、 磷、镁、硅和卤素等之中的多种元素，其制备方法 与单一元素的阻燃聚醚多元醇的制备方法类似。 

丁海阳等以二乙醇胺、甲醛和亚磷酸二乙酯 为原料合成了一种含磷、氮元素的新型阻燃二元 醇，其与蔗糖型聚醚多元醇复配制备了复合型阻燃 聚醚多元醇，用于制备阻燃型聚氨酯泡沫。上述新 型阻燃二元醇的质量分数占复合多元醇的40%时， 聚氨酯泡沫材料的极限氧指数达23.1%。新型阻燃 二元醇的加入大幅度提高了聚氨酯泡沫塑料的阻燃 性和耐热性，降低了热释放速率、最大热释放速率、总释放热和生烟总量。

 王秋英使用三聚氰胺、双氰胺、聚丙二醇和 亚磷酸二乙酯合成一种三聚氰胺和亚磷酸二酯改性 的氮磷结构型阻燃聚醚多元醇，其具有黏度低、流 动性好以及粒径小等特点。将其应用于生产慢回弹 聚氨酯泡沫，可使该泡沫具有较好的力学性能以及 优异的阻燃性能。

张立柱等在惰性气氛下，采用乙二醇胺、甲 醇水溶液和亚磷酸三乙酯为基础原料，经过混合反 应、减压蒸馏得到起始剂；再将起始剂、多羟基化 合物、三聚氰酸和碱性催化剂混合，与环氧化合物 在0.4 MPa体系压力、85~150 ℃下反应，得到氮磷 协同型阻燃聚醚多元醇。使用该聚醚多元醇制备得 到的聚氨酯泡沫具有优异的力学性能和阻燃性。

4 展望 

阻燃聚醚多元醇对聚氨酯材料的力学性能影响 小且阻燃效果好，性能持久，从而得到研究人员的 广泛关注与研究，其发展潜力十分巨大，市场应用 前景广阔，但由于开发难度大，目前市场上品种 少、价格高，严重制约了其应用。因此开发出合成 工艺简单、成本低的无卤化复合型阻燃聚醚多元醇 将是今后发展的一个重要趋势。