聚氨酯材料具有耐磨性強、吸震性能優良、機 械加工性能優異等特點，且通過對主原料的選擇及 配方的優化設計，可以制備得到各種性能的聚氨酯 產品 。由于其性能優異，聚氨酯材料被廣泛應用 于服裝鞋帽、建筑外墻、管道、航天航空、家具、 汽車、醫療等領域，但普通聚氨酯材料阻燃性能較 差，隨著其應用領域的不斷擴大，對其阻燃性能的 要求也越來越高，因此改善聚氨酯材料的阻燃性能 是長期以來聚氨酯材料研究的熱門方向。

1 阻燃劑發展概況 

目前，提高聚氨酯材料阻燃性能的主要途徑是 添加含磷、氯、溴及其它阻燃元素的阻燃劑。根據 使用方法的不同，阻燃劑可分為添加型和反應型兩 大類。添加型阻燃劑是可直接添加到塑料里面，且 不和反應物發生物理或者化學反應的阻燃劑，具有 高效阻燃和價格便宜等優點，在工業化生產中得到 廣泛應用。但該類阻燃劑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點。反應型 阻燃劑是指含阻燃元素的多元醇或異氰酸酯，這種 類型材料不存在添加型阻燃所要面對的相容性問 題，使用量也較少，對聚氨酯材料的力學性能影響 較小，還可以根據需要引入相應的官能團或支鏈以 滿足特殊性能要求，是最受歡迎的一類阻燃劑。存在的問題是產品開發難度大。目前對含磷元素、鹵 系元素的異氰酸酯研究較少，由于技術及成本等方 面的原因幾乎沒有工業化的阻燃異氰酸酯產品。市 場上反應型阻燃劑基本上是含羥基的阻燃劑。

2 阻燃機制 

阻燃機制主要有兩種：化學方法和物理方法。化學方法有：①阻燃劑在高溫下分解，分解產物與 聚氨酯制品燃燒時生成的自由基反應，達到自由基 鏈終止，實現阻燃的目的；②使用阻燃劑對高分子 材料進行改性，以降低聚氨酯制品的可燃性。物理 方法有：①阻燃劑在高溫下分解生成不可燃氣體， 降低燃燒體系內的助燃氣體濃度；②阻燃劑在高溫 下發生相變、分解等吸熱過程，使燃燒體系的溫度 降低到著火點以下；③阻燃劑在高溫下分解殘留的 碳化物質附著在聚氨酯制品表面，隔絕空氣，實現 阻燃效果。

3 阻燃聚醚多元醇的研究進展

阻燃聚醚多元醇主要有鹵系阻燃聚醚多元醇、 磷系阻燃聚醚多元醇、芳雜環阻燃聚醚多元醇及復 合型阻燃聚醚多元醇。

3.1 鹵系阻燃聚醚多元醇

鹵系阻燃聚醚多元醇的阻燃效率高、成本低， 在世界范圍內得到廣泛應用。目前市場上已有許多 工業化生產的鹵系阻燃聚醚多元醇，其中鹵素質量 分數一般在 10%~20%之間，最高可達 30%以上 。鹵系阻燃聚醚多元醇以溴系阻燃聚醚多元醇為主，常見的有十溴二苯乙烷、八溴雙酚S醚、乙撐雙四 溴鄰苯二甲酰亞胺、溴化聚苯乙烯等 。

徐娜等以二溴丁烯二醇為起始劑，與環氧氯 丙烷于 120 ℃條件下反應 3 h 生成聚環氧氯丙烷， 再將聚環氧氯丙烷溶于甲苯中，滴加氫氧化鈉水溶 液進行閉環反應，最后在水和甲醇的混合溶劑中于 70 ℃下反應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備得到的聚氨酯硬質泡 沫塑料具有優異的阻燃性能。 

喬英華利用丙三醇、環氧環己烷和環氧氯丙 烷制備得到環氧環己烷-環氧氯丙烷聚醚多元醇。使用上述合成得到的聚醚多元醇與 3-異氰酸酯基 亞甲基-3,5,5-三甲基環己基異氰酸酯制備得到的 聚氨酯材料具有優異的阻燃性能。

含鹵阻燃聚醚多元醇制備的聚氨酯材料，在燃 燒時會產生大量的煙霧及多種有毒有害氣體，在發 生火災時容易導致人員窒息死亡，致使火災的程度 增加 。目前世界各國政府和國際大公司都在積極 推動限制使用含鹵阻燃劑，乃至完全禁止使用。國 內外研究人員對于含鹵阻燃劑的研究也已經越來越 少，阻燃劑的無鹵化將成為未來的發展趨勢 。

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，具有低煙、無毒等優點，市場上 所見到的磷系阻燃聚醚多元醇種類少、價格高。目 前，具有代表性的合成路線有以下幾種：①利 用酯化反應合成亞磷酸酯類多元醇；②以環氧化物 為主原料，通過加成反應合成磷酸酯和磷酸酯類多 元醇；③采用胺甲基化反應合成磷酸酯類多元醇；④利用艾伯佐夫重排反應合成磷酸酯類多元醇；⑤ 通過麥克爾加成反應合成磷酸酯類多元醇。

李艷等以三羥甲基氧磷和環氧丙烷為主要原 料制備了一種含磷聚醚多元醇，再以該含磷聚醚多 元醇為原料制備了阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料。對該 含磷聚醚多元醇的研究表明：隨著含磷量的增加， 羥值、黏度等均有所增加；用該含磷阻燃聚醚多元 醇制備的聚氨酯硬質泡沫塑料的極限氧指數可達 25.6%，具有優異的阻燃性能。 

昊等利用甲基磷酸二甲酯與多元醇進行酯 交換反應，制備了一種反應型含磷阻燃多元醇，這 種多元醇中磷的質量分數在12%~15%。將合成的含 磷多元醇用于制備阻燃聚氨酯硬質泡沫塑料，研究結果表明：含磷阻燃聚氨酯硬質泡沫的極限氧指數 達25%；在此基礎上添加少量的混合阻燃劑時，其 極限氧指數可以達30%以上，具有優異的阻燃效果。 

王夏春等以磷酸三苯甲酯、甲醛、二乙醇胺 為原料合成起始劑，再以三乙胺為催化劑，與環氧 丙烷聚合成一種新型的含磷酚醛基阻燃聚醚多元 醇。將合成的聚醚多元醇用于制備含磷阻燃聚氨酯 硬質泡沫塑料，發現與普通聚氨酯硬質泡沫塑料相 比，含磷阻燃聚氨酯硬質泡沫塑料的極限氧指數達 25.8%；在此基礎上添加20份的混合阻燃劑時，其 極限氧指數可達32%以上。 

3.3 芳雜環阻燃聚醚多元醇 

芳雜環阻燃聚醚多元醇是在聚醚多元醇分子的 主鏈或側鏈中引入芳香族或雜環等阻燃基團，通常 以烷氧基化的苯胺、苯酚和含鹵芳香族二酚等芳香 族酚類化合物為起始劑引入高耐熱性的苯環阻燃基 團，以三聚氰胺為起始劑引入高氮含量的亞胺基三嗪 環阻燃基團，以三(2-羥乙基)異氰尿酸酯為起始劑引 入具有很高的熱穩定性、水解穩定性和剛性的異氰 脲酸酯環阻燃基團。采用芳雜環阻燃聚醚多元醇生 產的聚氨酯制品具有優異的物理綜合性能和阻燃性。 

徐娜等采用曼尼希堿兩步合成法，利用二乙 醇胺、多聚甲醛和苯酚反應得到曼尼希堿；再與環 氧丙烷于85 ℃下反應1 h制備得到一種芳雜環阻燃 聚醚多元醇。使用上述聚醚多元醇生產的硬質聚氨 酯泡沫塑料具有優異的阻燃性能，在燃燒過程中會 產生碳化物質，隔絕空氣，阻止燃燒的進行。 

劉博等將二乙醇胺、苯酚和雙酚A于80 ℃下 進行反應，再投入環氧丙烷于105 ℃下反應制得阻 燃聚醚多元醇。使用上述聚醚多元醇發泡制備的聚 氨酯硬質泡沫塑料的綜合物理性能和阻燃性能都優 于普通聚醚制品，極限氧指數可達28%。 

賈潤萍等利用三聚氰胺和甲醛按物質的量比 1∶3，于85 ℃下進行羥甲基化反應，再向其中加入催化劑、共起始劑和環氧氯丙烷，恒溫反應24h， 可制得三聚氰胺基結構的阻燃聚醚多元醇。利用上 述聚醚多元醇制備的三聚氰胺本征阻燃聚氨酯硬質 泡沫材料的極限氧指數達24.2%，相比普通聚氨酯 制備的聚氨酯制品有了較大提高。 

3.4 復合型阻燃聚醚多元醇

隨著人們對阻燃性能要求的不斷提高，單一阻 燃元素制備的產品已無法滿足要求。研究人員利用不同類型的阻燃元素可以形成協同阻燃效果的特點 制備了復合型阻燃聚醚多元醇，可同時含有氮、 磷、鎂、硅和鹵素等之中的多種元素，其制備方法 與單一元素的阻燃聚醚多元醇的制備方法類似。 

丁海陽等以二乙醇胺、甲醛和亞磷酸二乙酯 為原料合成了一種含磷、氮元素的新型阻燃二元 醇，其與蔗糖型聚醚多元醇復配制備了復合型阻燃 聚醚多元醇，用于制備阻燃型聚氨酯泡沫。上述新 型阻燃二元醇的質量分數占復合多元醇的40%時， 聚氨酯泡沫材料的極限氧指數達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 性和耐熱性，降低了熱釋放速率、最大熱釋放速率、總釋放熱和生煙總量。

 王秋英使用三聚氰胺、雙氰胺、聚丙二醇和 亞磷酸二乙酯合成一種三聚氰胺和亞磷酸二酯改性 的氮磷結構型阻燃聚醚多元醇，其具有黏度低、流 動性好以及粒徑小等特點。將其應用于生產慢回彈 聚氨酯泡沫，可使該泡沫具有較好的力學性能以及 優異的阻燃性能。

張立柱等在惰性氣氛下，采用乙二醇胺、甲 醇水溶液和亞磷酸三乙酯為基礎原料，經過混合反 應、減壓蒸餾得到起始劑；再將起始劑、多羥基化 合物、三聚氰酸和堿性催化劑混合，與環氧化合物 在0.4 MPa體系壓力、85~150 ℃下反應，得到氮磷 協同型阻燃聚醚多元醇。使用該聚醚多元醇制備得 到的聚氨酯泡沫具有優異的力學性能和阻燃性。

4 展望 

阻燃聚醚多元醇對聚氨酯材料的力學性能影響 小且阻燃效果好，性能持久，從而得到研究人員的 廣泛關注與研究，其發展潛力十分巨大，市場應用 前景廣闊，但由于開發難度大，目前市場上品種 少、價格高，嚴重制約了其應用。因此開發出合成 工藝簡單、成本低的無鹵化復合型阻燃聚醚多元醇 將是今后發展的一個重要趨勢。