トリアジン系化合物とそのハロゲンフリー膨張性難燃システムへの応用
トリアジンは窒素を含む有機化合物のクラスであり、1,3,5-トリアジン、1,2,4-トリアジン、1,2,3-トリアジンの3つの異性体を含みます。これらのうち、1,3,5-トリアジンが最も一般的です。メラミンやメラミンシアヌレートなどの化合物は、トリアジン系化合物のカテゴリーに分類されます。難燃性におけるトリアジン系化合物の有効性は市場で認知され、近年、主要な研究焦点となっています。
トリアジン系化合物は三級炭素構造が豊富で、優れた炭化特性を提供します。化学的に安定しており、濃硫酸中で150℃以上に加熱した場合にのみ分解します。多くのオリゴマーやポリマーの前駆体として機能し、比較的高い分子量を持つ化合物に容易に合成でき、高分子難燃技術の開発傾向に沿っています。
トリアジン系難燃剤には、メラミン（MEL）とその塩、メラミンシアヌレート（MCA）とその誘導体、シアヌール酸とその誘導体が含まれます。この記事では、新規のトリアジン系化合物とそのハロゲンフリー膨張性難燃剤（IFR）システムへの応用について焦点を当てています。
シクロアルカンオイル変性SEBSとポリプロピレン（O-SEBS/PP）のブレンドをマトリックスとして使用し、トリアジン系炭化発泡剤（CFA）、ポリリン酸アンモニウム（APP）、およびSiO₂を組み合わせて、O-SEBS/PPシステムを難燃化する膨張性難燃剤を配合しました。IFRシステム単独では、O-SEBS/PP材料の難燃性に対処するには不十分でした。35 wt%のIFRを添加したO-SEBS/PP/IFRシステムは、UL94 V-1評価（1.6mm厚）しか達成できませんでした。IFRを次亜リン酸アルミニウム（AHP）と8:1の質量比で組み合わせてO-SEBS/PPを難燃化した場合、合計添加剤含有量が28 wt%で1.6mm厚のO-SEBS/PP/FR材料は、UL94 V-0評価を達成しました。ピーク熱放出率（PHRR）や総熱放出量（THR）などのパラメータが大幅に減少しました。
結果は、O-SEBS/PP複合材料が本質的に難燃化しにくく、IFR単独ではこのシステムに対して低い効率を示すことを示しています。
このシステムにおけるIFRの難燃効率を向上させるために、次亜リン酸アルミニウム（AHP）が導入されました。難燃性O-SEBS/PP複合材料には、約69％のマトリックス樹脂が含まれており、これは46％のSEBS（50％のオイル拡張）と23％のPPで構成されています。総難燃剤添加剤（IFR + AHP）の含有量は30％でした。その中で、CFAとAPPの質量比は1:4に維持され、SiO₂の添加量はIFR質量の5％であり、残りはAHPとIFRの異なる質量比で構成されていました。酸化防止剤1010とステアリン酸亜鉛はそれぞれ0.5％添加されました。
異なるAHP:IFR質量比を持つO-SEBS/PP複合材料の難燃性能に関するデータは、IFRの割合が増加するにつれて、材料の限界酸素指数（LOI）が最初に増加し、次に減少することを示しています。すべての配合はUL94 V-0評価（1.6mm）に合格しました。AHPとIFRの質量比が1:8の場合、複合材料は最高のLOI値34.8％と1.5秒の垂直燃焼時間を達成し、これがAHPとIFRの最適な比率であることを示しています。