V-0難燃性PVC熱可塑性プラスチックの参考配合
PVC熱可塑性プラスチックにおいてUL-94規格に基づくV-0難燃性を達成するには、次亜リン酸アルミニウムとホウ酸という2つの難燃剤が一般的に使用されています。これらの添加量は、具体的な配合、加工条件、性能要件に基づいて最適化する必要があります。以下に推奨事項と参考値を示します。
1. 次亜リン酸アルミニウムの添加量
次亜リン酸アルミニウムは、PVC材料に適した効果的なリン系難燃剤です。保護リン酸塩層を形成し、リン酸ガスを放出することで燃焼を抑制します。
- 推奨添加レベル: 15～25 phr（樹脂100部あたりの部数）
- 標準PVCの場合、20 phr次亜リン酸アルミニウムは、通常、V-0 の難燃性評価を達成します。
- 難燃性を高めるには、使用量を増やすことができますが、機械的特性への影響を考慮する必要があります。
- 予防：
- 次亜リン酸アルミニウムが多すぎると、処理性能が低下する可能性があります（例：流動性の低下）。
- 相乗効果を得るために、他の難燃剤（ホウ酸、水酸化アルミニウムなど）と併用することをお勧めします。
2. ホウ酸の添加量
ホウ酸は、主に吸熱分解とガラスのような保護層の形成によって作用する低コストの難燃剤です。
- 推奨添加レベル: 5～15 phr
- ホウ酸は通常、二次難燃剤として使用されますが、過剰に使用すると機械的特性や加工特性が損なわれる可能性があります。
- PVCでは、周囲に追加する10 phrホウ酸は次亜リン酸アルミニウムと相乗効果を発揮して難燃性を高めます。
- 予防：
- ホウ酸は吸湿性があるため、保管および取り扱いの際には水分の吸収を避ける必要があります。
- 単独で使用した場合の難燃効果は限られているため、通常は他の難燃剤（次亜リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウムなど）と組み合わせて使用されます。
3. 次亜リン酸アルミニウムとホウ酸の相乗効果
V-0等級を達成するには、次亜リン酸アルミニウムとホウ酸を併用することで相乗効果が得られます。参考配合は以下の通りです。
- 次亜リン酸アルミニウム: 15～20 phr
- ホウ酸: 5～10 phr
- その他の添加物:
- 可塑剤（例：DOP）：必要に応じて（PVCの硬度要件に基づいて調整）
- スタビライザー:2～5 phr（例：鉛塩、カルシウム亜鉛安定剤）
- 潤滑剤:0.5～1 phr（例：ステアリン酸）
例の配合:
- PVC樹脂：100 phr
- 次亜リン酸アルミニウム:18 phr
- ホウ酸亜鉛:8 phr
- 可塑剤（DOP）：40 phr
- スタビライザー:3 phr
- 潤滑剤:0.8 phr
4. テストと最適化
実際のアプリケーションでは、テストと最適化のために次の手順が推奨されます。
- パイロット製剤:基準範囲に基づいて小規模試験を準備します。
- UL-94テスト:難燃性を評価するために垂直燃焼テストを実施します。
- パフォーマンステスト:機械的特性（引張強度、衝撃強度など）と加工性能（流動性、熱安定性など）を評価します。
- 最適化：次亜リン酸アルミニウムとホウ酸の添加レベルを調整するか、他の難燃剤（水酸化アルミニウム、三酸化アンチモンなど）を導入して、性能をさらに向上させます。
5. 重要な考慮事項
- 処理温度:次亜リン酸アルミニウムとホウ酸の分解温度は比較的高いので、劣化を防ぐため、処理温度がこれらの制限を超えないようにしてください。
- 分散：局所的な濃度の問題を防ぐために、PVC 内の難燃剤が均一に分散されていることを確認します。
- 環境への影響:次亜リン酸アルミニウムとホウ酸はどちらも環境に優しい難燃剤ですが、他の添加剤との適合性を検証する必要があります。
6. 結論
PVC熱可塑性プラスチックでV-0難燃性評価を達成するために推奨される添加レベルは次亜リン酸アルミニウムの場合15～25 phrそしてホウ酸5～15phrこれらの難燃剤を相乗的に使用することで、性能を向上させることができます。実際には、特定の配合と性能要件に基づいた最適化が不可欠であり、難燃性評価を検証するためにUL-94試験を実施する必要があります。
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投稿日時: 2025年6月23日
