難燃性AHPおよびMCAを使用したエポキシ接着剤の煙密度を下げるにはどうすればよいでしょうか?

エポキシ接着剤に次亜リン酸アルミニウムとMCAを添加すると、煙の発生量が増加します。煙の濃度と排出量を低減するためにホウ酸亜鉛を使用することは可能ですが、既存の配合においてその比率を最適化する必要があります。

1. ホウ酸亜鉛の煙抑制メカニズム

ホウ酸亜鉛は、効果的な煙抑制剤および難燃剤の相乗効果を発揮します。その作用機序は以下の通りです。

• チャー形成促進: 燃焼時に高密度の炭化層を形成し、酸素と熱を遮断し、可燃性ガスの放出を抑えます。
• 煙抑制: 架橋反応を触媒して煙粒子の発生を抑え、煙の密度を下げます (エポキシなどのポリマーに特に効果的です)。
• 相乗効果: リン系（次亜リン酸アルミニウムなど）や窒素系（MCAなど）の難燃剤と組み合わせると難燃性が向上します。

2. 代替または補助的な喫煙抑制剤

煙抑制をさらに最適化するには、次の相乗的なソリューションを検討してください。

• モリブデン化合物(例: モリブデン酸亜鉛、三酸化モリブデン): ホウ酸亜鉛よりも効果的ですが、高価です。ホウ酸亜鉛と混合することをお勧めします (例: ホウ酸亜鉛: モリブデン酸亜鉛 = 2:1)。
• 水酸化アルミニウム/マグネシウム: 高い充填量（20～40 phr）が必要であり、エポキシの機械的特性に影響を及ぼす可能性がありますので、慎重に調整してください。

3. 推奨される処方調整

元の定式が次亜リン酸アルミニウム + MCA最適化の指示は次のとおりです（エポキシ樹脂 100 部に基づく）。

オプション1：ホウ酸亜鉛の直接添加

• 次亜リン酸アルミニウム：20～30phrから15～25 phr
• MCA: 10～15 phrから8～12 phr
• ホウ酸亜鉛：追加5～15 phr（10 phrでテストを開始）
• 難燃剤総含有量: 維持30～40 phr（接着性能に影響を与える過剰な量は避けてください）。

オプション2：ホウ酸亜鉛＋モリブデン酸亜鉛の相乗効果

• 次亜リン酸アルミニウム:15～20 phr
• MCA:5～10 phr
• ホウ酸亜鉛:8～12 phr
• モリブデン酸亜鉛:4～6 phr
• 難燃剤総含有量:30～35 phr.

4. 主要な検証指標

• 難燃性: UL-94 垂直燃焼、LOI テスト (目標: V-0 または LOI >30%)。
• 煙の密度煙密度試験装置（例：NBS 煙室）を使用して、煙密度評価（SDR）の減少を比較します。
• 機械的特性: 硬化後の引張強度および接着強度が要件を満たしていることを確認します。
• 加工性：粘度や硬化時間に影響を与えずに難燃剤が均一に分散していることを確認します。

5. 考慮事項

• 粒子サイズ制御分散性を向上させるには、ナノサイズのホウ酸亜鉛（粒子サイズ < 1 μm）を選択します。
• 表面改質ホウ酸亜鉛をシランカップリング剤で処理し、エポキシ樹脂との相溶性を高めます。
• 規制コンプライアンス: 選択した難燃剤が RoHS、REACH、およびその他の規制を満たしていることを確認します。

6. 例の定式化（参考）

7. まとめ

• ホウ酸亜鉛は煙の排出を減らすのに効果的です。10～15 phr次亜リン酸アルミニウム/MCA含有量を適度に減らします。
• さらに煙を抑制するには、モリブデン化合物（例：4～6 phr).
• 難燃性、煙抑制、機械的特性のバランスをとるには、実験による検証が必要です。

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