ケーブル製造において、難燃剤の選択は非常に重要であり、ケーブルの耐火性、耐用年数、および幅広い用途に直接影響します。以下では、一般的に使用される 4 つのケーブル難燃剤、アンチモンベースの難燃剤、水酸化アルミニウム難燃剤 (ATH)、水酸化マグネシウム難燃剤、高耐熱ベーマイト難燃剤 (ALOOH) の長所と短所を包括的に比較します。
1. アンチモン系難燃剤
利点
三酸化アンチモン単独では難燃剤としての効果はありません。しかし、適切なハロゲン化合物と組み合わせると、優れた難燃性を発揮します。燃焼中、この複雑なシステムは一連の複雑な化学反応を起こし、炎の広がりを効果的に抑制する難燃性物質を生成します。
たとえば、高層ビルや大規模データセンターなど、非常に高度な防火が必要なケーブル用途では、アンチモンベースの難燃剤とハロゲン化合物を組み合わせることで、ケーブルの難燃性を大幅に向上させることができ、火災安全性を強力に保証できます。
短所
アンチモンベースの難燃剤は、環境および健康に重大なリスクをもたらします。アンチモンは重金属であり、若干の毒性があります。さらに深刻なことに、それはヒ素と同じ科に属しており、原油製品にはヒ素やその他の重金属不純物が含まれていることがよくあります。三酸化ヒ素はヒ素としてよく知られており、非常に有毒です。環境保護と人間の健康に対する世界的な関心が高まり、グリーン製造コンセプトの採用が増えるにつれ、アンチモンベースの難燃剤はその毒性のため、グリーンフィラーやグリーン難燃剤の要件を満たさず、その用途は徐々に制限されつつあります。
2. 水酸化アルミニウム難燃剤 (ATH)
利点
水酸化アルミニウム難燃剤の最大の利点は、低価格でありながら優れた難燃性であることです。燃焼中に熱を吸収し、水蒸気を放出することで作用し、燃焼ゾーンの温度を効果的に下げ、火炎の広がりを抑制します。難燃性が最優先事項ではないコスト重視のケーブル製品の場合、水酸化アルミニウム難燃剤は経済的で手頃な選択肢です。
短所
耐熱性が低いことは、水酸化アルミニウム難燃剤の主な欠点の 1 つです。 200℃で脱水が始まり、330℃～350℃で完全に脱水します。樹脂の硬化プロセスは主に水酸化アルミニウムの脱水温度範囲内で起こります。この脱水により硬化過程で多量のガスが発生し、完成した合成樹脂製品の内部発泡や表面凹凸の原因となります。これにより、誘電特性も大幅に低下し、歩留まりの低下につながります。
水酸化アルミニウムをシリコーンなどの材料に使用すると、高温条件下で曇り、白化、膨れ、誘電特性の低下などの問題が発生することがあります。さらに、水酸化アルミニウムは、電気伝導率（ＥＣ）が約６０～１００μＳ／ｃｍと比較的高く、吸湿しやすい。これらの特性により、高性能が要求されるケーブルでの使用が妨げられます。
3. 水酸化マグネシウム難燃剤
利点
水酸化マグネシウム難燃剤は毒性がなく、分解温度は 430°C と比較的高いです。厳しい環境要件と特定の耐熱性要件があるケーブル用途のオプションとして使用できます。たとえば、一部の屋内低電圧ケーブルに水酸化マグネシウム難燃剤を使用すると、環境汚染を軽減しながら、特定の難燃特性を確保できます。
短所
水酸化マグネシウム難燃剤は化学的安定性が低く、耐酸性もありません。酢酸などの弱酸でも溶解する可能性があるため、ローエンド製品への用途が大幅に制限されます。さらに、それらは吸湿しやすく、分散性が悪く、最適とは言えない誘電特性を示します。ケーブルの製造中に吸湿すると内部に湿気が蓄積し、ケーブルの電気的性能と耐用年数に影響を与える可能性があります。分散性が低いと、ケーブル材料内で難燃剤が不均一に分布し、難燃効果が低下する可能性があります。誘電特性が劣ると、ケーブルの信号伝送品質に影響を与える可能性があります。
4. 高耐熱ベーマイト系難燃剤（ベーマイト、ALOOH）
利点
高耐熱性ベーマイト難燃剤には多くの利点があります。 1% 脱水温度は 350°C 以上に達し、500°C で脱水速度のピークに達します。これにより、製品欠陥や低い脱水温度による誘電特性の低下を引き起こす可能性がある水酸化アルミニウムの問題に効果的に対処できます。その電気伝導率 (EC) は 50μS/cm 未満であり、その強力な誘電特性により、高温でもケーブル内で優れた電気的性能が保証されます。
耐熱性の高いベーマイト系難燃剤は、酸やアルカリにも強いため、さまざまな過酷な環境条件下でも安定した性能を維持します。さらに熱伝導性を示すため、新エネルギー車用ケーブルや航空宇宙用ケーブルなど、高い耐熱性、電気性能、熱伝導性が要求されるケーブル製品に適しています。
欠点: 高耐熱ベーマイト難燃剤の難燃性は水酸化アルミニウムの難燃性よりわずかに低く、同じ難燃性を達成するにはより多くの添加量が必要です。これにより、生産コストが増加します。しかし、高い耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、熱伝導性など多くの優れた特性を有し、高耐熱性の機能性材料として製品価値を高めることもできるため、総合的な利点を考慮すると、これらの欠点は比較的許容できるものです。