原理
近年、プラスチックに使用されるハロゲン系難燃剤が環境および健康に及ぼすリスクに対する懸念が高まっています。その結果、より安全で持続可能な特性を持つ非ハロゲン系難燃剤の人気が高まっています。
ハロゲンフリー難燃剤は、プラスチックが火にさらされたときに起こる燃焼プロセスを中断することによって機能します。
1. 燃焼時に発生する可燃性ガスを物理的・化学的に阻害することで、この効果を実現します。一般的なメカニズムの一つは、プラスチックの表面に保護用の炭素層を形成することです。
2. ハロゲンフリー難燃剤は熱にさらされると化学反応を起こし、水などの不燃性ガスを放出します。これらのガスはプラスチックと炎の間にバリアを形成し、延焼を遅らせます。
3. ハロゲンフリーの難燃剤は分解してチャーと呼ばれる安定した炭化層を形成し、これが物理的な障壁として機能して可燃性ガスのさらなる放出を防ぎます。
4. さらに、ハロゲンフリー難燃剤は、フリーラジカルや揮発性可燃成分をイオン化・捕捉することで可燃性ガスを希釈します。この反応は燃焼の連鎖反応を効果的に遮断し、火災の強度をさらに低減します。
ポリリン酸アンモニウムは、リン・窒素系ハロゲンフリー難燃剤です。プラスチックにおいて高い難燃性能を発揮し、無毒性と環境負荷低減を実現します。
プラスチック用途
FR PP、FR PE、FR PA、FR PET、FR PBTなどの難燃性プラスチックは、ダッシュボード、ドアパネル、シート部品、電気エンクロージャ、ケーブルトレイ、耐火電気パネル、スイッチギア、電気エンクロージャ、水道管、ガス管の輸送など、自動車業界では車内内装に広く使用されています。
難燃性規格（UL94）
UL 94は、米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ（UL）が発行するプラスチックの燃焼性に関する規格です。この規格では、プラスチックを様々な方向や部品の厚さにおける燃焼状況に基づき、最も難燃性の低いものから最も難燃性の高いものまで、6段階に分類しています。
| UL 94 定格 | 評価の定義 |
| V-2 | 可燃性プラスチックを垂直に落下させた場合、部品の燃焼は 30 秒以内に停止します。 |
| V-1 | 垂直部分では 30 秒以内に燃焼が止まり、燃えないプラスチックの滴が落ちます。 |
| V-0 | 垂直部分では、燃えないプラスチックの滴が落ちても 10 秒以内に燃焼が止まります。 |
参照された定式化
| 材料 | フォーミュラS1 | フォーミュラS2 |
| ホモ重合PP（H110MA） | 77.3% | |
| 共重合PP（EP300M） | 77.3% | |
| 潤滑剤（EBS） | 0.2% | 0.2% |
| 抗酸化物質（B215） | 0.3% | 0.3% |
| 滴下防止（FA500H） | 0.2% | 0.2% |
| TF-241 | 22～24% | 23～25% |
| TF-241の30%添加量に基づく機械的特性。TF-241を30%添加するとUL94 V-0(1.5mm)に達する。 | ||
| アイテム | フォーミュラS1 | フォーミュラS2 |
| 垂直燃焼速度 | V0(1.5mm | UL94 V-0(1.5mm) |
| 限界酸素指数(%) | 30 | 28 |
| 引張強度（MPa） | 28 | 23 |
| 破断伸び（％） | 53 | 102 |
| 沸騰水後（70℃、48時間）の燃焼速度 | V0(3.2mm) | V0(3.2mm) |
| V0(1.5mm) | V0(1.5mm) | |
| 曲げ弾性率（MPa） | 2315 | 1981 |
| 融点（230℃、2.16KG） | 6.5 | 3.2 |
