红磷（RP）是一种高效的磷系阻燃剂，具有成本低、磷含量高的特点。然而，在潮湿或高温环境下，红磷容易释放出剧毒且易燃的磷化氢气体（PH₃）。此外，直接将红磷添加到聚氨酯泡沫中，不仅会影响阻燃性能的稳定性，还会导致泡沫的发泡性能和保温性能下降。

基于此，中国煤科首席科学家、煤炭科学研究总院有限公司副总经理梁运涛等人成功开发了一种新型阻燃剂——混合红磷/三聚氰胺微胶囊（MRP/MA），并将其应用于聚氨酯复合泡沫（PCF）中。这种微胶囊阻燃剂通过球磨和界面聚合法制备而成，不仅提高了红磷的分散性和化学稳定性，还显著降低了其吸水性和磷化氢（PH₃）释放量。该研究为聚氨酯泡沫材料的阻燃和环保性能提升提供了重要的技术支持，有望应用于建筑节能和防火安全等领域。相关研究以“Hybrid red phosphorus/melamine microcapsules for enhanced fire resistance and PH3 suppression of polyurethane composite foam”为题目，发表在期刊《Chemical Engineering Journal》上。

本文要点：

1、本研究通过球磨法制备红磷/三聚氰胺（RP/MA）复合粉体，再经界面聚合包覆聚氨酯/聚脲外壳，形成杂化微胶囊（MRP/MA）。

2、该微胶囊形貌均一、化学稳定性高（吸水率较RP降低96.63%），显著抑制PH₃释放（湿热28天后释放量降低72%）。

3、应用于PCF时，MRP/MA在维持泡沫发泡性能（表观密度44.64 kg/m³）和隔热性能（背温48℃）的同时，显著提升阻燃性（极限氧指数26.8%，UL-94 V0级）。

4、机理研究表明，MA与外壳协同实现气相-凝聚相阻燃，并通过中和PH₃降低毒性。该工作为开发环保、安全的高效保温材料提供了新思路。

图1.MRP/MA杂化阻燃剂的制备与表征。

图2.不同阻燃剂在潮湿和加热条件下的PH₃释放情况。

图3.不同PCFs的基本特征。a）不同PCFs的表观密度，b）抗压强度，c）TGA-DTG曲线，d）SEM图像和EDS光谱。

图4.不同PCFs的隔热性能。a和b）数字照片，c）热绝缘性能测试装置，d）上表面中心随时间变化的温度曲线，e）不同PCFs在100℃热台上0s、100s、1600s和3600s时上表面温度的红外图像，f）不同PCFs的传热示意图。

图5.不同PCFs的阻燃性和PH₃释放。

图6.不同PCFs的燃烧行为。a）释热率，b）残炭率，c）有效燃烧热，d）不同PCFs在500℃加热30 min前后的照片和SEM图像。

图7.MRP/MA/PCF的耐火性和PH₃抑制机制。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159504