三位一體膨脹型阻燃劑是通過化學合成方法集三源（碳源、酸源、氣源）於單一分子的一類阻燃劑。與複合型膨脹阻燃劑相比，三位一體膨脹阻燃劑具有熱分解溫度適中，抗表麵遷移能力強，阻燃效率高等優點，不僅能有效地減少添加量、降低吸潮性，而且熱穩定性好，還可以通過與高分子單體接枝共聚，較好地解決了阻燃劑組分與高分子之間的不相容性問題[132-137]。因此，近年來，三位一體膨脹型阻燃劑的研究開發備受關注。
已開發的三位一體膨脹型阻燃劑主要有磷酸酯類、聚磷酸酯類、多磷酸酯類等。其中，磷酸酯阻燃劑是一類研究較早的三位一體膨脹型阻燃劑，一般由三氯氧磷、磷酸等為原料合成而得。此類阻燃劑產品具有分解溫度適中，阻燃效率高的優點[120]。此外，聚磷酸酯膨脹型阻燃劑作為一種典型的三位一體膨脹型阻燃劑，是近20年來迅速發展的一種新型高效添加型磷係阻燃劑。利用單組分阻燃劑聚磷酸銨通過共聚和改性合成製備聚磷酸酯或是聚磷酸酯聚合物膨脹型阻燃劑是當今阻燃研究的一個熱點。由於聚磷酸酯中P-C鍵的存在，其化學熱穩定性非常好，且與聚合物有很好的相容性，具有耐水耐溶劑性，無煙低毒，分散性較好，阻燃性能持久，可抑製燃燒後的殘餘物，且資源豐富，價格低廉，兼有阻燃及增塑雙重功能，可應用為聚酯、環氧樹脂、聚烯烴等領域的塑料助劑，而且日益得到廣泛的重視和普遍的應用，被認為是當今無鹵阻燃材料的發展方向之一[93，138，139]。
三位一體膨脹型阻燃劑因其具有優越的阻燃性能和應用性能，成為環保阻燃劑研究的熱點。金勝明[140]以季戊四醇、三氯氧磷、三聚氰胺為原料，成功地合成了季戊四醇雙磷酸二氫酯三聚氰胺鹽(PDBM)。並將其應用在PP中，當添加量為30%時，氧指數達到34.5%，燃燒過程中少量結焦，無煙、無熔滴，顯示出較好的阻燃抑煙效果。
李健等[141]采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺為原料，乙二醇為介質，在一定溫度和攪拌下合成無鹵膨脹型阻燃劑季戊四醇雙磷酸蜜胺鹽。鄭輝[142]、羅長宏等[143]采用乙醇等作為分散劑，以磷酸、季戊四醇和三聚氰胺為原料，溫和的條件下合成了季戊四醇雙磷酸酯三聚氰胺鹽(MPP)，產品分解溫度適中,阻燃效率高。該工藝路線簡單、條件穩定，整個反應過程沒用到有毒溶劑，是一種無汙染綠色工藝，近年來該工藝被廣泛應用。
馬誌領等[144]用五氧化二磷、季戊四醇、三聚氰胺為原料合成季戊四醇雙磷酸酯蜜胺鹽，該工藝不產生鹵化物，是一種無汙染綠色工藝。但是由於反應原料均為固體，該反應過程中物料黏度大，反應條件苛刻，對設備攪拌要求高，阻礙了傳質、傳熱，不適宜工業化生產。梁靜等[145]順應無鹵的發展趨勢，采用新戊二醇代替二溴新戊二醇，以三氯甲烷作有機溶劑，先合成中間體DOPC，然後以水為溶劑，與三聚氰胺反應合成了單組分膨脹型阻燃劑新戊二醇磷酸酯蜜胺鹽膨脹型阻燃劑（NPM）。研究表明，NPM具有較高的熱穩定性和成炭率，有利於提高膨脹型阻燃劑的阻燃效率。