随着电子电器 工业 的迅 速发展 ，机床 电器 、汽 车电器 及家用电器等对高电绝缘性 能阻燃工程塑料 的需求 日益增长 。如高压 电器开关 、变压器线周骨架 、耐高温继 电器 、精 巧薄壁电子电器元件 、低压 真空接 触器线 圈及开关 板等 ，都需 要阻燃性 能高 、电绝缘性 能好 ，即相 比漏电起痕 指数(c几)高的热塑性 工程 塑料。塑料阻燃 改性 常用 的四大 阻燃剂各有 弊病 ，因此 了解 和控制材料的漏电起 痕特性 ，开发高电绝缘 性能阻燃热 塑性 工程塑料是 目前工程塑料改性 的重要 方向之一 。

固体材料 电绝缘 性能 的测 定方 法：
固体绝缘材料表面在 电场和 电解 液的联 合作用下 逐渐形成导电通路 的过程 即称为漏电起痕 ，这通常是 因为固体绝缘材料表面降解产生 了碳粒从 而形成 了表面 电流。如果 出现环境潮湿 、材料表面粗糙 、有杂质等情况 ，更能加速这种效应 的发生。漏电能导致材料介 电失败 ．甚至 因为介 电热 而引起材料 的燃烧。然而漏电起痕也是可 以控制的 ，改善材 料表面性 能 ，减 少 导 电物 质 的 含 量 和 减 少 降解 都 是 有 救 的 手段” 。
1、相比滑电起痕指数
CTI是 一种衡量材料漏 电起痕敏感 性 的指标 ，是指 材料表面能经受住 50滴 电解液而没有形成漏电痕迹 的 高电压值 ，实验装置如图 1所 示。
按照 GB4∞ 1—84．在两 电 之 间施加一 定 的电压 ，每隔 3Ds在绝 缘材料 的表 面滴 一滴标 准 电解质 溶液 ，直到 试样 经受住 50滴溶液或试样发生破坏为止。在试样 的其它试验 点上施加更低或更高的电压再做试验 ，直到得出在 5个不同的试验点上对 50滴溶 液不发 生破坏 的 高 电压值 ，即为CTI。
试验 的标准溶液按表 1配 制。试验前要在 (23±1)℃的环境 下测定溶液 的电阻率。优先选用溶液 A，如 果需要侵蚀性更 强的溶液则 选 用溶液 B。在工 业上 ，大家一致 认 为 ，测试某 种材料 如果用溶液 A，cn>4OOv；如果使 用溶液 B，CTI>250v，那么这种材 料就具有足够 的耐漏 电起痕性 。按照 IEC112试验标 准 ，CTI值 由高 到低 分成 6个等 级 ：CTI~>e00v．为 0级 ；4∞ v≤CTI(6OOV，为 1级 ；250V≤CTI(40Ov．为 2级 ；170V≤CTI<25OV，为 3级 ；100V≤CTI(170V，为 4级 ；0≤CTI(100V．为 5级：
12 电蚀损电蚀损是 由于放 电作用 ，绝缘 材料被蚀损 的现象 测定方法 为：清陈在 CTI测定 中没有形成漏 电痕 迹的试样 的表 面碎屑或 附着的松散分解物 ，然后将它放 在深度规 的平 板上 ，用一个端部为半球形 、直径 为 1mm的探 针来测量 每个试 验点 的 蚀 损深 度 ，记 录 5次测 量 的 大 值 ，精 确 到 0．1n 血 0通常 ．电蚀损可 以间接反映材料电绝 缘性 能的好 坏。不同材料 ．电蚀损深度不 同；对 于相 同材 料，电绝缘性 能越差 ，那么在 CTI测定 中电蚀损程度也愈深。

阻燃 工程 塑料的 漏 电起 痕控 制：
在电子 电器应 用领域 中，绝缘材料要求具有高阻燃性 和刚性 ．这些性能可 以通过加 入各种 助剂来 达到 ，但 是助 剂的加入降低 了固体 绝缘材料 的耐 漏电起痕性 ，因此寻找 合适的协救剂来改善这一弊病是开 发高 电绝缘性 能阻燃 工 程塑料的首要方法 。
1、卤素阻燃剂
工程 塑料 中添加 卤素阻燃剂后 ．易于加工 、着色，而且与锑氧化物复配阻燃性 好 ，耐 迁移 ，但是 其致命 的弱点 就是降低材料的 cn，尤其 芳香族 的卤素 阻燃剂 ．能够产 生大量的碳粒沉 积物 ，促使 电流 泄漏 。如纯 PA66的 CTI值 (A溶液))6OOv；加入含氯阻燃剂 ，CII值下降 到 2OO一25OV；加入 含溴阻燃剂的 CTI值下降得更低 ，为 1,50—225v。而且 卤素阻燃剂产生的电蚀 损中，含氯阻燃 剂 比含溴阻燃剂 的腐蚀程度探 。国内外学者研究 了各种 阻燃 协教 剂来改 进这一性 能 。
西方石油化学公 司的 SICharles和 JDJames用 含氯阻燃剂 Dechlomneplus与 sb2魄 和 ZnO复 配或 o3和 ZnO复配 ，使 PA复 合材料 的阻燃性 迭 u94V一0级 ，而 CTI值 (A溶液 )高达 550V。在此基 础上 添 加 2。％ 一30％ 的玻 璃纤维 ，其 PA复合材料的 CTI值也 可保 持 在 40O一45OV：他们还通过 实验得 出结论 ，ZnO不 是溴 系阻燃 剂的有 教协效 剂 ，对于 PA6树 脂来 说 ，必须 添加 s 魄 才能保 证其 阻燃 性和cⅡ值的平衡美国专利 US450461 j和 日本专利 JP6O53556 指 出．对于玻纤 增强 的 PA复合材 料 ，使用 硼酸锌 (zB)、三 聚氰胺氰尿酸盐 (~1cA)、含氰阻燃剂 与 s 复 配，能够 得到 阻燃性 U[94V一0级 、cⅡ>40OV的综 合性能优 异 的阻燃 材料。在该 材料 中，zB是有效 的协效 剂 ，如果没 有它 的加 ^ ，材料的 cⅡ<250v；而 MCA是 一种 含氮 阻燃助剂 ，主要用来弥补卣素 含量降低后阻燃性 的不足欧洲 专 利 EP122tif／ 和 EP1226997介 绍 了 sb03、ZnO、F 03、 单独使 用或 复 配对玻纤 (GF)、卣素阻 燃剂(含氰 阻燃 剂 为 Dec}Il0ra∞e us，含 溴 阻 燃 剂 为 演 化 环 氧树脂)、MCA和 PA共 混体 系的 cⅡ 值 的影 响=GF20份 、MCA25份 、卤素阻燃 3—4份 ．合适 的金属 氧化 物协 教剂 1—3份 ，加^到 PA树脂 中 ，可得 到阻 燃性 LL94V一0级 ，cⅡ值为 425Y的性 能优异的复合材 料。
据 De~ad aBromit~eGroup阻燃剂资料 介绍 ，溴化聚苯 乙烯(溴含量 68％ )是一种具有相 当高的 CTI的溴系阻燃剂 ，它与 s 03复配用于 PA中，可使复合材料 的 CTI值保持在 375Y 以 上另外，烯 烃类 聚合 物 的加^ 电有利 于 材料 CTI值 的提高：如 日本专利 JP1067925 和 JP1067926 报道 ，在 pfiq"材料中加八 4—12份溴 系阻燃剂 、2～6份 金属锑 酸盐 、30—4o份填 料聂 3～10份烯 烃类 聚合物 可使 PBT复合材 料 的CTI值 高 达 600 V。
2、磷 系阻燃剂
磷系阻燃剂 中 有效 的就是 红磷 ，它 以添 加量少 (5份可达 u v一1级 ，7．5份可达 UL94V一0级 )，cⅡ 值高而备受欢迎：美中不足是它在加工 中易燃 ，在高温下容易放 出毒性 气体磷化氢 ，而且在加工 中产生 的酸性物质容易腐蚀加工设 备和金属元器件 ，但是这些情况都可 以通过小心地控制工艺条件而减 少发 生的I】能性 ，也许虽 让用户难 以接受 的是其色泽问韪，红磷是一种 红棕色 的阻燃 剂 ，所 以它只能作 成本色或黑色阻燃材 料。
基于红磷 难以加工 的问题 ．一 般在使用过程 中都采用 红磷阻燃母粒 。英 国专利 GB翌∞913 介绍 ，采用 红磷母粒和 Mg(OH)2复配[比例为 3P+M~>20，P是红磷 的质量分数 ，M是 ng(OH)2的质量 分数，二 者总 含量不 超过树脂 总质 量的 50％]，加^到 PA树脂 中，可得 到综合 性 能优异 、阻燃性tf94V 一 0 级 、cⅡ 值 ≥ 40O V 的 复 合 材 料。 而 GB220(~14” 介绍 ，把 MgCOz作为红 磷母粒 的增效剂 使用 (比例为 3P+C≥30，其 中 P是红磷 的质 量分数 ，C是 M 的质量分数 ，二 者总含量不超过树脂 总质量的 55％)，来对 PA复合 材 料 进 行 阻 燃 和 电 绝 缘 性 能 改 性 ；德 国 专 利 DE3844224 报道 ，采 用红磷 和 马来 酸酐粪接 枝共 聚物复配 ，均得到 了阻燃 性和电绝缘性能较好的 PA复合材料 。
四川 省晨 光化 工研究 院 也研制 出 了赤磷 阻燃 母 粒 ，目前 已达到 工 业化 生产 的规模 。该 院分 别 开发 了 适合 于PA6、PA儡 、玻 纤增 强 6、玻纤增强 PA66、玻纤 增强 PBT、玻纤增强 PET等工程塑 料使用 的赤磷母 粒 RPM系 列产品 ，添加 10％ 一20％就 可使复合 材料 阻燃 性 达到 UL94v一0级 ，CTI值在 40O一45OV。
除 了红磷 ，聚磷酸铵(APe)也是一 种较 常用 的磷 系阻燃剂 。它一般都在无 卣阻燃 材料 中使 用 ，提供 酸源 ，与其 它提供气源和碳 源的助 剂一起使复 合材料达 到阻燃 的要 求。但是因为它对材料 的 CTI值有较 大影 响 ．因此一般用量 应小于5份 。
多磷 酸盐 和焦 磷酸盐 可 以提 高材料 的 电绝 缘性能 而受到 了关注。美 国专 利 uS58639741．研究 了多磷 酸盐和焦磷酸盐对 PA复合材料阻燃性 和 CTI的影响 ，单独 使用 含溴阻燃剂 ，CTI值 只有 275v；而加^ 4份焦磷酸盐 ，CTI值可提高到 375v。对 于增强 型 PA复 合材料而 言，滑 石糟 是一 种较玻纤更 为有 利 的填料 ，因为玻 纤 的加 人会 降低 材料 的 cⅡ值 ，而 25份 滑石 粉则 可以提高 cⅡ值 到 425v；还有 一 点有意思的结论是烯 烃类其 聚物 的加^(含量小 于 4份)可使 CTI值大大提高 ，配 合适的 阻燃 剂会使 PA增强材料 的 CⅡ值达 到 475v。
3、氮系阻燃 剂
氮系阻然剂 主要是措三聚氰胺 及三聚氰胺衍生物 ，如三聚氰胺氰尿 酸盐 (r~ica)。其 主要优点 是阻燃剂 本身 及其分解产物低 毒 眭、低腐蚀 眭．而且对 材料电绝缘性 能几乎 没有影响 。另外 因为它 本身是 白色粉末 ，故可 以作成各种颜色 的产品 ，缺点是容易迁移 、渗 出 3 。
在非增强 型工程 塑料 的阻燃研 究 中，MCA是一 种优 良的阻燃剂 ，添加 8—10份 ，阻燃性 即可达 到 UL94Y一0圾 ，而且 CTI值保持 在 600v以上。但是 MCA 的缺点 就是不能用于增强 阻燃 型工程塑料 中，如果要使 用 ，也必须 和 卣素阻 燃 剂 共 用 ，专 利 US 4360616” 、US 4504611 、EP122697 、EP122899 、DD143918”都有报 道。
4、无机阻燃剂
无机阻燃剂 主要有 Al(0H)。和 Mg(On)=它们无毒、低烟 ，缺点是添加量大 ，且必 须经表 面处理才 能使材料 达到很好的改性 效果：A】(OH) 和 ME(On)2都具 有 良好 的抗 谝 电起痕性 ，它们加人到 聚合物 的复合材 料中，可 太大 降低材料的表面温度 ，减弱 电痕 的发展 ．而且会降低材 料表 面的分解和碳粒 的形 成速 度 ，因此能够显著提高材料的耐漏电起痕性能和耐腐蚀性 能 e。
另外 ，AI(0H)3和 h (OH)粒径的太小也是影响耐谝 电起痕性 的一个重要因素 。粒径越小( 1 )，电绝缘性能越好 。因为粒 径越 小．它们在材料 内部 和表面 的分布越 均匀 ，而且粒径越小 ，受热分 解速度越 高，这样就 有效地 抑制碳化通道的形 艘：呵时在材料表面上 ．具有 良好 导热性 的阻燃 剂分解产物——金属氧化物分布也趋 于均匀 ，从 而增 强 丁表面的散热功能 ．有效地抑制了漏电起痕 和电蚀损的发生。

结 论
(1)卣素阻燃剂对工程 塑料的 电绝缘 性 能有 损 害，但通过加 人 各种金 属 氧化 物如 Fe2 、ZnO、SnO2、sb2 l及硼 酸锌 ． 厦烯烃娄共聚物萼协 同配台 ，可有效改 善复台 材料 的耐 漏 电起 痕 性L2)磷系阻燃剂是～种 电绝缘性能 较好 的阻燃剂 ．但红磷颜色深，不适 于搜 色阻燃 材 料 的制 各：ME(ou)、M}；c和丙烯酸娄接枝共聚物 是磷 系阻燃剂 的有效协救剂。
(3)在增 强阻燃型工 程塑料 中．无机填 料尤其 是滑 石粉由于具有优异的电绝 缘性 能而成为较玻纤 更 为有 利的增强剂f4)氮系阻燃剂对 材料 的 电绝 缘性能几 乎没有 影唰 ，但适用 f瑶纤 、填料等增强阻燃 型工程 塑料。
(5) (OH)3和 Mg(OH) 有利于提 高材料的耐漏电起痕性 ．而且粒径越小 ，效果越好。