PBTハロゲンフリー難燃剤配合
PBT 用のハロゲンフリー難燃剤 (FR) システムを開発するには、難燃性効率、熱安定性、処理温度適合性、および機械的特性のバランスをとることが不可欠です。
I. コア難燃剤の組み合わせ
1. 次亜リン酸アルミニウム + MCA（メラミンシアヌレート） + ホウ酸亜鉛
機構：
- 次亜リン酸アルミニウム（熱安定性 > 300°C）：凝縮相での炭化を促進し、ガス相で PO· ラジカルを放出して燃焼連鎖反応を中断します。
- MCA（分解温度約300℃）：吸熱分解により不活性ガス（NH₃、H₂O）が放出され、可燃性ガスが希釈され、溶融滴下が抑制されます。
- ホウ酸亜鉛（分解温度 > 300°C）：ガラス質炭化物の形成を促進し、煙と残光を減らします。
推奨比率:
次亜リン酸アルミニウム（10〜15％）+MCA（5〜8％）+ホウ酸亜鉛（3〜5％）。
2. 表面改質水酸化マグネシウム + 次亜リン酸アルミニウム + 有機ホスフィン酸エステル（例：ADP）
機構：
- 改質水酸化マグネシウム（分解温度約 300°C）：表面処理（シラン/チタン酸塩）により分散性と熱安定性が向上し、熱を吸収して材料の温度が低下します。
- 有機ホスフィン酸塩（例：ADP、熱安定性 > 300°C）：リン-窒素系と相乗効果を発揮する、非常に効果的な気相難燃剤。
推奨比率:
水酸化マグネシウム（15〜20％）+次亜リン酸アルミニウム（8〜12％）+ ADP（5〜8％）。
II. オプションの相乗効果
- ナノクレイ/タルク（2〜3％）：FRの投与量を減らしながら炭化物の品質と機械的特性を改善します。
- PTFE（ポリテトラフルオロエチレン、0.2～0.5％）：液滴の燃焼を防ぐ滴下防止剤。
- シリコンパウダー（2〜4％）：高密度の炭化を促進し、難燃性と表面光沢を高めます。
III. 避けるべき組み合わせ
- 水酸化アルミニウム: 180 ～ 200°C (PBT 処理温度 220 ～ 250°C 未満) で分解し、早期劣化を引き起こします。
- 未改質水酸化マグネシウム: 加工中の凝集や熱分解を防ぐために表面処理が必要です。
IV. パフォーマンス最適化の推奨事項
- 表面処理: 水酸化マグネシウムとホウ酸亜鉛にシランカップリング剤を使用して、分散と界面結合を強化します。
- 処理温度制御: 処理中の劣化を防ぐため、FR 分解温度が 250°C を超えていることを確認します。
- 機械的特性バランス: 強度の低下を補うためにナノフィラー (SiO₂ など) または強化剤 (POE-g-MAH など) を組み込みます。
V. 典型的な処方例
| 難燃性 | 荷重（重量％） | 関数 |
|---|---|---|
| 次亜リン酸アルミニウム | 12% | 一次FR（凝縮相+ガス相） |
| MCA | 6% | ガス相FR、煙抑制 |
| ホウ酸亜鉛 | 4% | 相乗的な炭化形成、煙抑制 |
| ナノタルク | 3% | 炭化強化、機械的強化 |
| PTFE | 0.3% | 滴り防止 |
VI. 主要なテストパラメータ
- 難燃性：UL94 V-0（1.6mm）、LOI > 35%。
- 熱安定性: TGA 残留物 > 25% (600°C)。
- 機械的特性: 引張強度 > 45 MPa、ノッチ付き衝撃 > 4 kJ/m²。
比率を最適化することで、PBT の全体的な性能を維持しながら、効率的なハロゲンフリー難燃システムを実現できます。
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
投稿日時: 2025年7月1日
