加工定制	否	外形	方塊狀
容值	0.33uF	壽命	200000Hour
封裝	Bulk	工作溫度	- 55 C~+ 125 C
應(yīng)用范圍	濾波	引線類型	Straight
電介質(zhì)	PET	認(rèn)證	CCC

TDK/EPCOSTDK新能源汽車薄膜電容,B32562J6334J189薄膜電容器

薄膜電容器在新能源汽車上的運(yùn)用

薄膜電容器是一種應(yīng)用于直流濾波場(chǎng)合的電容器。由于它跟傳統(tǒng)電容相比有壽命長(zhǎng)、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，更適用于新能源汽車中的
逆變器直流濾波。本文主要介紹薄膜電容器優(yōu)點(diǎn)、采用的先進(jìn)技術(shù)、相關(guān)的選型標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用分析。

　　【關(guān)鍵詞】能源；薄膜電容器；電解電容器；逆變器；新能源汽車
　
　　1.隨著工業(yè)的迅速發(fā)展、人口的增長(zhǎng)和人民生活水平的提高，能源短缺已成為世界性問(wèn)題，能源安全受到越來(lái)越多國(guó)家的重視。隨著
“汽車社會(huì)”的逐漸形成，汽車保有量在不斷地呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，全球汽車行業(yè)的發(fā)展面臨著能源和環(huán)保的雙重壓力，各個(gè)國(guó)家為了將來(lái)在
世界汽車業(yè)中占得一席之地，紛紛推出了各自的的新能源汽車的規(guī)劃藍(lán)圖，并大力發(fā)展新能源汽車。
　　新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源，新能源汽車包括混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽
車、其他新能源（如高效儲(chǔ)能器、二甲醚）汽車等各類別產(chǎn)品[1]。
　　電機(jī)，電池和電機(jī)控制技術(shù)是新能源汽車的三大核心。電機(jī)控制技術(shù)的核心就是需要高效電機(jī)控制的逆變器技術(shù)，高效電機(jī)控制的逆
變器技術(shù)則需要一個(gè)功能強(qiáng)大的IGBT模塊和一個(gè)與之匹配的直流支撐電容器。
　　本文主要介紹薄膜電容的優(yōu)點(diǎn)、采用的先進(jìn)技術(shù)、相關(guān)的選型標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用分析。
　　2.薄膜電容的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
　　早期直流支撐薄膜電容都是采用電解電容，隨著薄膜電容技術(shù)的發(fā)展，特別是基膜本身技術(shù)的發(fā)發(fā)展和金屬化采用分割的技術(shù)出現(xiàn)，
不僅使得薄膜電容的體積在越做越小的同時(shí)，產(chǎn)品的耐壓水平還保持在相當(dāng)?shù)乃?，現(xiàn)在越來(lái)越多的公司采用高溫聚丙烯薄膜電容器的作
為直流支撐電容，一個(gè)典型的例子就是豐田公司的PRIUS車型的改進(jìn)；而國(guó)內(nèi)車企典型代表是比亞迪F3DM和E6，都使用薄膜電容器作為
直流支撐電容。第一代豐田Prius使用的濾波電容器是電解電容器，見(jiàn)圖2；從第二代開(kāi)始，便開(kāi)始使用薄膜濾波電容器組。
　　目前用于直流支撐的薄膜電容器，大部分是使用高溫聚丙烯膜作為介質(zhì)，聚丙烯薄膜電容器有如下的優(yōu)點(diǎn)。
　　a.產(chǎn)品安全性好，耐過(guò)壓能力強(qiáng)
　　由于薄膜電容器具有自愈額現(xiàn)象，而且薄膜電容的設(shè)計(jì)是按照IEC61071的標(biāo)準(zhǔn)，電容抗浪涌電壓能力大于1.5的額定電壓，加上電容
采用分割膜技術(shù)，見(jiàn)圖4，電容理論上不會(huì)產(chǎn)生短路擊穿的現(xiàn)象，這大大提高了這類電容的安全性，典型的失效模式是開(kāi)路。在特定應(yīng)用
中電容的抗峰值電壓能力也是考察電容的重要指標(biāo)。實(shí)際上，對(duì)電解電容而言，允許承受的最大浪涌電壓是1.2倍，這種情況迫使使用者
不得不考慮峰值電壓而非標(biāo)稱電壓。
　　b.良好的溫度特性，產(chǎn)品溫度使用范圍廣，可以從-40℃-105℃
　　直流支撐薄膜電容器采用的高溫聚丙烯薄膜，具有聚酯薄膜和電解電容沒(méi)有的溫度穩(wěn)定性，具體如下
　　隨著溫度的升高，聚丙烯膜電容器容量總體是下降的，但下降的比例是很小的，大概是300PPM/℃；而聚酯膜不管是在高溫階段還
是在低溫階段，容量隨溫度變化則大了很多，為+200～+600PPM/℃。
　　聚丙烯膜介質(zhì)電容器的損耗隨溫度變化基本不變的，但聚酯膜介質(zhì)電容器在低溫和高溫顯示變化規(guī)律是不一樣的。
　　由于聚丙烯膜介質(zhì)電容器具有良好的溫度特性，不管是在低溫(比如說(shuō)中國(guó)北方)或者高溫地區(qū)(比如說(shuō)沙漠地區(qū))都可以得到正常的使
用，但對(duì)于電解電容器來(lái)說(shuō)，如果在低溫地區(qū)，由于電解液的存在，電解液可能會(huì)凝固，電容的性能在低溫的時(shí)候，性能發(fā)生較大的變化，
可能導(dǎo)致電機(jī)控制器不能正常使用。
　　c.頻率特性穩(wěn)定，產(chǎn)品高頻特性好
　　目前大部分的控制器開(kāi)關(guān)頻率在約10KHZ，這就要求產(chǎn)品的高頻性能好，對(duì)于電解電容器和聚酯膜電容器來(lái)說(shuō)，這個(gè)要求是個(gè)難題。
　　隨著頻率的升高，聚酯膜介質(zhì)電容器的所測(cè)容量是隨著頻率的上升是逐步減少的，但聚丙烯膜介質(zhì)電容器則基本不變。
　　隨著頻率的上升，聚酯薄膜介質(zhì)電容器的損耗急劇加大，但聚丙烯介質(zhì)電容器基本不變。
　　d.沒(méi)有極性，能承受反向電壓
　　薄膜電容器的電極是蒸鍍?cè)诒∧ど霞{米級(jí)的金屬，產(chǎn)品是沒(méi)有極性的，故對(duì)使用者來(lái)說(shuō)非常方便，不需要考慮正負(fù)極的問(wèn)題；而對(duì)電
解電容器來(lái)說(shuō)，如果超過(guò)1.5倍Un的反向電壓被加在電解電容上時(shí)，會(huì)引起電容內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。如果這種電壓持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，
電容會(huì)發(fā)生爆炸，或者隨著電容內(nèi)部壓力的釋放電解液會(huì)流出。
　　e.額定電壓高，不需要串聯(lián)和平衡電阻
　　為了提高輸出功率，混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車的母線電壓有不斷提高的趨勢(shì)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上給電機(jī)提供的電池電壓典型值有280V，
330V及480V，與之匹配的電容不同廠家不太一樣，但大體是會(huì)選擇比如450V，600V，800V，容量從0.32mF到2mF，而電解電容器的額
定電壓不高于500V，所以當(dāng)母線電壓高于500V時(shí)，系統(tǒng)只能通過(guò)串聯(lián)電解電容器來(lái)提高電容器組的耐壓水平。這樣，不僅增加了電容器組
的體積、成本，也增加了電路中的電感和ESR。
　　f.低ESR，通過(guò)耐紋波電流能力強(qiáng)
　　薄膜電容器大于200mA/μF，電解電容通過(guò)紋波電流能力為20mA/μF，這個(gè)特點(diǎn)能大大減小系統(tǒng)中所需要的電容器的容量。國(guó)內(nèi)廠家
比如廈門(mén)法拉主推的產(chǎn)品目前0.4-0.5mΩ，最大紋波電流值從幾十安培到幾百安培不等。
　　g.低ESL
　　逆變器的低電感設(shè)計(jì)要求其主要元件DC-Link電容器要有極其低的電感。高性能DC-Link直流濾波薄膜電容器通過(guò)把母線整合到電容器
模塊里，使它的自感降到最低(<30nH)，大大減小了在必要開(kāi)關(guān)頻率下的震蕩效應(yīng)。因此，并聯(lián)在DC-Link電容器上的吸收電容經(jīng)常被省略
掉，電容器電極直接接到IGBT上。
　　h.抗浪涌電流能力強(qiáng)
　　能夠承受瞬間的大電流，采用波浪分切的技術(shù)和電容鍍膜加厚邊技術(shù)，可以提高產(chǎn)品浪涌電流溫度和機(jī)械沖擊的能力。 　　i.使用壽命長(zhǎng)
　　薄膜不易老化的特性決定了薄膜電容器優(yōu)很長(zhǎng)的壽命，特別在額定電壓和額定使用溫度下，使用壽命大于15000小時(shí)；如果按平均30Km/H，
則在壽命期可以有450000Km，電容的壽命對(duì)于汽車的行駛里程是足夠的。
　　3.薄膜電容的選擇
　　為了達(dá)到節(jié)能的目的，提高電機(jī)的效率，減少線損，就必須把系統(tǒng)電壓提高(見(jiàn)公式一)，電壓提高后，可以降低通過(guò)回路的電流，由于電流
可以比較低，線損就會(huì)比較低。
　　P線損=I2R　　　 　 (1)
　　目前系統(tǒng)電壓范圍從100多伏到300多伏，有些公司用于大功率驅(qū)動(dòng)的達(dá)到400多伏，由于控制電路自感及其在汽車在不同工況下使用的緣
故，大多公司選用是額定電壓450V以上的電容。
　　根據(jù)電機(jī)功率的不同，目前有不同的IGBT模塊可以使用，同樣，對(duì)于直流支撐電容器，不同的廠家也推出了不同的產(chǎn)品，主流薄膜電容器
廠商比如廈門(mén)法拉和EP公司都推出了不容容量和結(jié)構(gòu)的電容可供選擇。選擇時(shí)主要考慮額定容量、允許容量的偏差、額定電壓、最大電壓、電
池電壓的波動(dòng)范圍、開(kāi)關(guān)頻率、紋波電流有效值、最大峰值電流、相間續(xù)流電流大小、電機(jī)額定功率、峰值功率、環(huán)境溫度、最高工作溫度、最
高工作海拔、散熱方式和壽命要求等指標(biāo)。
　　4.應(yīng)用分析
　　4.1 紋波電壓產(chǎn)生的原因
　　IGBT工作的時(shí)候，電路兩端負(fù)載發(fā)生變化，母線上會(huì)產(chǎn)生紋波電流。如果沒(méi)有C3電容器，那么電流將全部流經(jīng)電池組，導(dǎo)致Ur產(chǎn)生波動(dòng)
(Ur=Iripple×r)，U=U1+Ur，所以U兩端將產(chǎn)生較大的紋波電壓，影響IGBT的正常工作。
　　4.2 電容器組的作用
　　如果在母線兩端并上電容器組，當(dāng)ESR+1/ωC<　　4.3 電容器的選擇
　　要使ESR+1/ωC<　　工程應(yīng)用上，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬得到系統(tǒng)需要的最小電容器容值。當(dāng)然，如果設(shè)計(jì)前已知了電路中的最大允許紋波
電壓和紋波電流的有效值。那么，系統(tǒng)中需要的最小容值可以通過(guò)下面的公式計(jì)算：
　　(2)
　　由于系統(tǒng)中的濾波電流相對(duì)較大，而電解電容又有0.02A/μF的濾波電流限制，所以在開(kāi)關(guān)頻率較高的逆變器中一般不按最小容值選擇電解
電容器，而是按下面公式選擇電解電容器的容值：
　　(3)
　　下面以某電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是30KW的純電動(dòng)車型舉例說(shuō)明，驅(qū)動(dòng)器上的參數(shù)為：Vw=336V；　Uripple=4V；Irms=100A @10KHz。需
要的最小容值為：
　　(4)
　　這個(gè)容量的薄膜電容器很容易找到。如果選用電解電容器，則需要的容量是：
　　(5)
　　由此可以得出，開(kāi)關(guān)頻率較高的逆變器中使用薄膜電容器可以大大減小應(yīng)用中所需要的容值。
　　5.總結(jié)
　　高性能DC-LINK薄膜電容器是一種采用新的制作工藝和金屬化薄膜技術(shù)的電容器，它增加了傳統(tǒng)薄膜電容器的能量密度，即電容的體積也隨
之縮小。另一個(gè)方面它通過(guò)將電容器芯子和母排整合的方式來(lái)滿足客戶靈活的尺寸要求，不僅使得整個(gè)逆變器模塊更加緊湊，也大大降低應(yīng)用電
路中的雜散電感，使電路的性能更加優(yōu)越。電動(dòng)汽車中使用的電路設(shè)計(jì)有高電壓、高有效值電流、有過(guò)壓、有反向電壓、有高峰值電流、同時(shí)還
有長(zhǎng)壽命的要求，薄膜電容無(wú)疑是電動(dòng)汽車作為直流支撐電容的最佳選擇

（1）新能源汽車市場(chǎng)前景廣闊，系未來(lái)薄膜電容需求增長(zhǎng)最大推動(dòng)力
新能源汽車已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向和促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的重要引擎。經(jīng)過(guò)
多年持續(xù) 努力，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平顯著提升、產(chǎn)業(yè)體系日趨完善、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力大幅增強(qiáng)，
2015 年以來(lái)產(chǎn) 銷量、保有量連續(xù)五年居世界首位，到 2025 年，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增
強(qiáng)，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電 機(jī)、車用操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，安全水平全面提升。新能源汽
車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷 售總量的 20%左右。《中國(guó)汽車市場(chǎng)中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)（2020-2035）》（
《預(yù)測(cè)報(bào)告》）顯示，中國(guó)未來(lái)五年 汽車市場(chǎng)將呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，到 2025 年銷量達(dá)到 3000 萬(wàn)輛，
結(jié)合銷售占比 20%的份額目標(biāo)，新能源 汽車銷售量到 2025 年有望達(dá)到 600 萬(wàn)輛。全球新能源汽車
銷售量有望在 2025 年達(dá)到 1200 萬(wàn)輛。新能源 汽車單車需搭載一個(gè)薄膜電容器，且價(jià)格在 400-600
元間，隨著企業(yè)制造技術(shù)不斷提升和規(guī)模定制化的推 廣，初步預(yù)計(jì)未來(lái) 5 年價(jià)格年均下降 3%。據(jù)保
守估計(jì)，到 2025 年全球新能源汽車用薄膜電容器市場(chǎng)規(guī)模 為 48.03 億元，中國(guó)新能源汽車用薄膜電
容器市場(chǎng)規(guī)模為 23.45 億元。

（2）光伏新增裝機(jī)數(shù)量持續(xù)加快成長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)階段對(duì)逆變器的更換要求以及儲(chǔ)能配套的趨勢(shì)，打開(kāi)光伏
逆變 器市場(chǎng)的增長(zhǎng)空間，從而帶動(dòng)薄膜電容需求放量



根據(jù)Wood Mackenzie的數(shù)據(jù)，全球光伏逆變器出貨量由2014年的41.57GW增長(zhǎng)到2019年126.74
GW， CAGR 達(dá) 24.98%。光伏逆變器行業(yè)集中度逐步提升，2019 年 CR10 達(dá) 73%。其中，華為、陽(yáng)
光電源、SMA 三家廠商從 2014 年以來(lái)穩(wěn)居全球光伏逆變器出貨量排名前三名，光伏逆變器市場(chǎng) CR3
由 2014 年的 32% 增長(zhǎng)到 2019 年的 43%。IHS 數(shù)據(jù)顯示，全球儲(chǔ)能逆變器由 2015 年的 0.9GW 增
加到 2019 年的 9.8GW，CAGR 為 81.65%。



2019 年，全球儲(chǔ)能逆變器市場(chǎng) CR10 達(dá) 94%，固德威在全球儲(chǔ)能逆變器市場(chǎng)中出貨量 占比約 15%，
排名第一。光伏新增裝機(jī)容量的增長(zhǎng)，直接帶來(lái)光伏逆變器需求持續(xù)放量，根據(jù) EPIA 數(shù)據(jù)， 2024 年全
球光伏新增裝機(jī)容量預(yù)計(jì)達(dá)到 200.11GW，依據(jù)全球容配比 1.2，預(yù)計(jì) 2024 年新增裝機(jī)容量帶 來(lái)的光伏
逆變器需求將達(dá)到 166.76GW。由于光伏逆變器的壽命約為 10 年，光伏電站的壽命往往在 20 年 左右，
兩者壽命期限錯(cuò)配，帶來(lái)運(yùn)營(yíng)階段對(duì)光伏逆變器的更換需求，預(yù)計(jì)到 2024 年光伏逆變器更換需求將 達(dá)到
29.82GW。我們預(yù)測(cè)未來(lái)光伏發(fā)電儲(chǔ)能配套率將持續(xù)提升，2024 年全球光伏儲(chǔ)能配套率將達(dá)到 6.8%，
2024 年光伏儲(chǔ)能逆變器需求為 13.54GW。綜上以上預(yù)測(cè)，2024 年預(yù)期全球光伏領(lǐng)域逆變器市場(chǎng)需求將達(dá)
到 210.11GW?；谖覀儗?duì)薄膜電容在光伏逆變器中的滲透率有望于 2024 年提升至 29%的預(yù)測(cè)，2024
年全球光伏領(lǐng)域薄膜電容市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 21.94 億元，2020-2024 年 CAGR 達(dá) 19.69%。


（3）新增裝機(jī)疊加存量風(fēng)電裝機(jī)替代鉭電解電容器的需求助力薄膜電容需求增長(zhǎng)

根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，全球風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)容量由 2010 年的 39.1GW 增長(zhǎng)至 2019 年的 60.4GW，
CAGR 為 5%，2019 年全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá) 651GW。GWEC 預(yù)測(cè)，2020-2024 年全球風(fēng)電新增裝
機(jī)量年復(fù) 合增速為 4.0%，2024 年全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量可達(dá) 1006GW。根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，2024 年風(fēng)
電新增裝機(jī) 容量預(yù)計(jì)將達(dá)到 73.4GW。在存量風(fēng)電裝機(jī)中的鋁電解電容替代需求下，我們預(yù)計(jì)滲透率將持
續(xù)提升。在262風(fēng)電領(lǐng)域中，1MW 裝機(jī)容量大約需要 3 萬(wàn)元的薄膜電容器。因此，我們預(yù)測(cè) 2024 年，風(fēng)
電領(lǐng)域薄膜電容 器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 6.39 億元。

阻燃環(huán)氧樹(shù)脂在薄膜電容器中的應(yīng)用
隨著技術(shù)水平的發(fā)展，電子、家電、通訊等多個(gè)行業(yè)更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，而薄膜
電容器憑借其良好的電工性能和高可靠性，成為推動(dòng)上述行業(yè)更新?lián)Q代不可或缺的電子
元件。未來(lái)幾年隨著數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展和國(guó)家在電網(wǎng)建設(shè)、電氣
化鐵路建設(shè)、節(jié)能照明、混合動(dòng)力汽車等方面的加大投入以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品的升級(jí)，
薄膜電容器的市場(chǎng)需求將進(jìn)一步呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。同時(shí)對(duì)薄膜電容器不但提出了更
高的質(zhì)量要求，而且也為它制定了更嚴(yán)格的安全技術(shù)規(guī)范，不僅要求它具有耐高濕熱和
高強(qiáng)度等技術(shù)特性，而且還必須具有良好的阻燃性。這實(shí)際上就是要作為薄膜電容器保
護(hù)層的環(huán)氧樹(shù)脂包封膠必須適應(yīng)這些更苛刻的條件。

薄膜電容器

什么是環(huán)氧樹(shù)脂

環(huán)氧樹(shù)脂(EP)是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，活潑的
環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。之所以引起人們的重視，是由于
環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物是熱固性樹(shù)脂中綜合性能最好的：

（1）它有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、電絕緣性，固化收縮率??；

（2）穩(wěn)定性好，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂主鏈?zhǔn)敲焰I和苯環(huán)，三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)致密又封閉，因
此它耐酸、耐堿及多種介質(zhì)；

（3）粘結(jié)強(qiáng)度高，尤其是環(huán)氧基團(tuán)能與固化劑作用交聯(lián)生成大分子，具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力；

（4）原料容易取得，制造技術(shù)并不復(fù)雜，設(shè)備也比較簡(jiǎn)單且工藝性好；

（5）使用方便，能作為涂料，電氣絕緣材料，膠粘劑澆注料，灌封料，包封料及玻璃鋼
等，用途十分廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中起著不可缺少的重要作用。

通用型環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)示意圖

但是普通型環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)僅為19.8%左右，其易燃性及離火后的持續(xù)自燃容易引
發(fā)火災(zāi)，作為電子電器領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料使用時(shí)，難以滿足實(shí)際的阻燃要求，必須進(jìn)行阻燃
處理。

環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃改性

環(huán)氧樹(shù)脂達(dá)到阻燃有兩種方法，一般可分為“復(fù)合型”和“結(jié)構(gòu)型”兩種。

2.1、復(fù)合型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂

復(fù)合型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂是指在環(huán)氧樹(shù)脂中加入各種不參與固化反應(yīng)的阻燃添加劑，從而使材
料具有阻燃性能，具有工藝簡(jiǎn)便、成本低廉、原料來(lái)源較為廣泛和操作方便等特點(diǎn)。目前
使用的添加型阻燃劑可分為無(wú)機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑。常用的無(wú)機(jī)阻燃劑有氫氧化鋁、氫
氧化鎂、膨化物、三氧化二銻、紅磷等。有機(jī)阻燃劑包括有機(jī)鹵系（如氯化石蠟、四溴雙
酚A、十溴二苯醚等）和有機(jī)磷系阻燃劑（如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、三（氯乙基）
磷酸酯等）。

（1）無(wú)機(jī)阻燃劑

頗具代表性的金屬基氫氧化物，性能穩(wěn)定，價(jià)廉低毒，具有阻燃和抑煙作用，是環(huán)氧樹(shù)脂
的常用阻燃劑，但其用量必須較大，如加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)44.2%的氫氧化鋁時(shí)，阻燃環(huán)氧樹(shù)脂
的氧指數(shù)可達(dá)28.2%。紅磷和氫氧化鋁復(fù)配使用時(shí)能提高環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃效果，同時(shí)大幅
降低氫氧化鋁的用量。

（2）有機(jī)鹵系

有機(jī)鹵系阻燃劑是應(yīng)用十分普遍的一種阻燃劑，其添加量相對(duì)比較少，且阻燃效率較高，
尤其是溴系阻燃劑。但溴系阻燃劑存在的嚴(yán)重缺點(diǎn)是使被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定性降低
，且其對(duì)人類健康和環(huán)境存在著嚴(yán)重的威脅，故在使用中將逐步被其他低毒、無(wú)公害的無(wú)
機(jī)阻燃劑和有機(jī)磷系阻燃劑所取代。


（3）有機(jī)磷系

有機(jī)磷系阻燃劑是近年來(lái)發(fā)展較快的一種高性能阻燃劑，兼具阻燃和增塑的功能，擁有較
低的毒副作用及較好的阻燃效果，應(yīng)用較為廣泛，是今后主要發(fā)展的非鹵新型阻燃劑。

2.2 結(jié)構(gòu)型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂

由于大比例添加型阻燃劑的使用一方面會(huì)影響材料的機(jī)械性能，另一方面在固化和使用過(guò)
程中，阻燃劑的遷移會(huì)導(dǎo)致阻燃效果逐漸降低，呈現(xiàn)不穩(wěn)定的阻燃狀態(tài)。為此，考慮將具
有阻燃功效的反應(yīng)性單體或固化劑作為制備環(huán)氧樹(shù)脂的原理，將阻燃元素導(dǎo)入環(huán)氧樹(shù)脂的
分子結(jié)構(gòu)，使最終的環(huán)氧樹(shù)脂具有長(zhǎng)效、穩(wěn)定的阻燃性能，且可以保持樹(shù)脂原有的熱力學(xué)
性能，如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，力學(xué)機(jī)械性能等。分子結(jié)構(gòu)中帶有一定數(shù)量的鹵素、硅或磷元
素的功能單體都可以考慮作為反應(yīng)單體和固化劑。

（1）阻燃功能單體原料

這類有阻燃功能單體合成的結(jié)構(gòu)型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，由于分子結(jié)構(gòu)中含有大量的鹵素、硅、
磷等阻燃元素，因而這類環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能極好。如以四溴雙酚A替代普通雙酚A作為
環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)原料，制備出高分子量的溴化環(huán)氧樹(shù)脂，具有穩(wěn)定性好、阻燃性能高的
特性。

（2）阻燃固化劑

將鹵、硅、磷元素等具有阻燃功能的元素引入普通固化劑的分子結(jié)構(gòu)中，如二氯代順酐、
四溴苯酐、含磷胺類、含有胺基的磷酸及磷酸的酰胺等，或者通過(guò)分子設(shè)計(jì)直接合成具
有阻燃功能的新型固化劑都是值得關(guān)注的研究方向。