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や健康に及ぼすリスクへの懸念が高まっている。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が人気を集めている。
ハロゲンフリーの難燃剤は、プラスチックが火にさらされた際に起こる燃焼プロセスを阻害することによって効果を発揮します。
1. これらは、燃焼時に発生する可燃性ガスに物理的および化学的に干渉することによってこれを実現します。一般的なメカニズムの1つは、プラスチックの表面に保護的な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、水やその他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、火災の延焼を遅らせます。
3. ハロゲンフリーの難燃剤は分解して炭化層（炭化物）と呼ばれる安定した層を形成し、これが物理的な障壁として働き、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性成分をイオン化して捕捉することで、可燃性ガスを希釈することができます。この反応は燃焼の連鎖反応を効果的に断ち切り、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の難燃剤です。プラスチックに対して高い難燃性能を発揮し、無毒性で環境に優しいという特徴があります。
プラスチックの用途
難燃性プラスチック（FR PP、FR PE、FR PA、FR PET、FR PBTなど）は、自動車業界ではダッシュボード、ドアパネル、シート部品、電気筐体、ケーブルトレイ、耐火電気パネル、スイッチギア、電気筐体、水やガスの輸送パイプなど、自動車の内装に広く使用されています。
難燃性規格（UL94）
UL 94は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ（米国）が発行したプラスチックの難燃性に関する規格です。この規格では、プラスチックがさまざまな向きや厚みでどのように燃焼するかに基づいて、難燃性の低いものから高いものまで、6つの異なる分類に分けられています。
| UL 94規格 | 評価の定義 |
| V-2 | 垂直方向に可燃性プラスチックが滴下する部分では、30秒以内に燃焼が停止する。 |
| 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る。 |
| V-0 | 垂直部分では10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る。 |
参照処方
| 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% |
| 抗酸化剤（B215） | 0.3% | 0.3% |
| 液だれ防止機能付き（FA500H） | 0.2% | 0.2% |
| TF-241 | 22～24％ | 23～25％ |
| TF-241を体積比30%添加した場合の機械的特性。TF-241を30%添加することでUL94 V-0(1.5mm)の規格を満たす。 | ||
| 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） |
| 酸素限界指数（％） | 30 | 28 |
| 引張強度（MPa） | 28 | 23 |
| 破断伸度（％） | 53 | 102 |
| 70℃で48時間煮沸した後の燃焼率 | 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 |
