Die meisten Einkäufer spezifizieren “flammhemmendes Silikon” so, als würden sie ein Kästchen auf einem Katalogformular ankreuzen. Sie gehen davon aus, dass es sich um ein einziges Material mit einem festen Verhalten handelt.
Nein. Die Flammschutzklasse ist ein Prüfergebnis, das an eine bestimmte Norm, eine bestimmte Probenstärke und eine bestimmte Ausrichtung gebunden ist. Ein Bauteil, das den horizontalen Brenntest besteht, kann beim vertikalen Brenntest durchfallen. Selbst ein Bauteil, das auf der Prüfbank selbstverlöschend ist, kann die Grenzwerte für Rauchentwicklung oder Toxizität überschreiten und bei der Zertifizierung abgelehnt werden.
Diese Diskrepanz zeigt sich selten bei der Probenahme. Sie tritt erst Monate später bei der Homologation oder einer Brandprüfung zutage, wenn der Prüfbericht nicht dem Standard entspricht, den die Endanwendung tatsächlich erfordert. Das Risiko liegt hier in der Fehlinterpretation des Standards, nicht in einer mangelhaften Compoundierung. Diese Seite beschreibt das Brandverhalten von Silikon und die Grenzen der Prüfverfahren. Das Brandverhalten ist nur ein Aspekt des umfassenderen Verhaltens von Silikon. Materialeigenschaften, und wie bei den anderen ändert sich auch hier die Qualität mit dem Füllstoffsystem.
Zusammenfassung
- Standard-Silikonkautschuk ist nicht “nicht entflammbar”. Er ist vergleichsweise feuersicher: Er neigt zur Selbstverlöschung, verbrennt zu nichtleitender Siliciumdioxid-Asche (SiO₂) und setzt keine Halogene frei. — aber die Basissorten erreichen in der Regel nur UL94 HB, nicht V-0.
- Eine UL94 V-0-Klassifizierung, ein Ergebnis hinsichtlich niedriger Rauchdichte und die Einhaltung von EN 45545 / NFPA 130 sind drei separate Prüfungen. Das Bestehen einer Prüfung bedeutet nicht automatisch das Bestehen der anderen. Schienen- und Verkehrsanlagen versagen am häufigsten aufgrund von Rauchentwicklung und Giftstoffen, nicht aufgrund von Entzündungsgefahr.
- Geben Sie die Norm und die Gefahrenstufe an, nicht das Wort “flammhemmend”.” Güteklasse, Füllstoffsystem und die Frage, ob keramisierendes (Schaltungsintegritäts-)Silikon benötigt wird, ergeben sich daraus, welche Zertifizierung das Bauteil haben muss.
Wie sich Silikon im Feuer verhält
Das Silicium-Grundgerüst besteht aus Silicium-Sauerstoff (Si-O), einer energiereichen Bindung, die im üblichen Dauereinsatztemperaturbereich von −40 °C bis 230 °C stabil bleibt. Unter direkter Flammeneinwirkung oxidieren zunächst die organischen Seitengruppen (hauptsächlich Methylgruppen), und das Grundgerüst wandelt sich in amorphes Siliciumdioxid um.
Diese Umwandlung ist der Grund, warum sich Silikon im Brandfall anders verhält als Thermoplaste. Es schmilzt nicht und tropft nicht. Es bildet eine isolierende Silica-Ascheschicht, die das darunterliegende Material schützt und die weitere Verbrennung verlangsamt. Viele Allzweck-Silikone verlöschen selbst, sobald die Flammenquelle entfernt wird.
Der Sauerstoffindex (LOI) Dies spiegelt sich wider. Silikonkautschuk liegt typischerweise im Bereich von 26–391 TP3T, abhängig von der Füllstoffbeladung und den Flammschutzmitteln, im Vergleich zu 211 TP3T Sauerstoff in Umgebungsluft.
Ein Wert über 21% bedeutet, dass das Material in normaler Luft nicht ohne Weiteres selbst entflammbar ist. Standard-Stahlsorten liegen in diesem Bereich niedriger, flammhemmende Werkstoffe darüber.
Die Beurteilungslücke: “Selbstverlöschend” ist nicht dasselbe wie “flammhemmend”. Selbstverlöschend beschreibt das beobachtete Verhalten. Eine Zertifizierung hingegen bedeutet, dass ein definierter Test bei einer festgelegten Schichtdicke bestanden wurde. Teams, die die beiden Begriffe synonym verwenden, werden entlarvt, wenn ein Prüfer den Bericht anfordert.
UL94-Flammschutzklassen (HB bis V-0)
Wenn in einer Spezifikation “V-0” steht, bezieht sich das auf … UL94, das eine Probe danach klassifiziert, wie sie in einer festgelegten Ausrichtung bei einer bestimmten Dicke verbrennt.
| UL94-Bewertung | Orientierung | Passverhalten (vereinfacht) |
|---|---|---|
| HB | Horizontal | Langsame, geringe Brenngeschwindigkeit. Niedrigste Klassifizierung. |
| V-2 | Vertikal | Selbstverlöschend innerhalb von 30 Sekunden; brennende Tropfen sind zulässig. |
| V-1 | Vertikal | Selbstverlöschend innerhalb von 30 Sekunden; keine brennenden Tropfen. |
| V-0 | Vertikal | Selbstverlöschend innerhalb von 10 Sekunden; keine brennenden Tropfen. |
| 5VA / 5VB | Vertikale, größere Flamme | Höchste Stufe; typisch für Gehäuse. |
Basissilikon erreicht häufig die HB-Klassifizierung. Um V-0 zu erreichen, ist in der Regel ein spezielles FR-Silikon erforderlich – platinvernetzend mit einem abgestimmten Füllstoff- und Synergistensystem. Die Klassifizierung ist dickenabhängig: Eine für 3,0 mm als V-0 zertifizierte Masse ist nicht automatisch auch bei 1,0 mm V-0. Eine Spezifikation, die “V-0” ohne Angabe der Dicke angibt, ist unvollständig, und dies ist der häufigste Fehler, den wir in eingehenden Zeichnungen feststellen.
Zwei benachbarte Prüfungen werden üblicherweise mit UL94 durchgeführt:
Sauerstoffindex (LOI)
ASTM D2863 / ISO 4589 messen die minimale Sauerstoffkonzentration, die erforderlich ist, damit das Material brennt. Sie ist der aussagekräftigste Einzelwert zum Vergleich von Flammschutzklassen, da sie – anders als die Brennbarkeitsklasse – nicht von der Bauteilgeometrie abhängt.
Glühdrahtprüfung (IEC 60695)
Für elektrische und elektronische Gehäuse, Die Norm IEC 60695-2-12/13 (GWFI/GWIT) ist wichtiger als UL94. Sie prüft die Entzündbarkeit durch einen heißen Draht – den realistischen Ausfallmodus für ein Tastenfeld, Steckerdichtung oder Gehäuse in der Nähe eines Fehlerstroms, nicht einer offenen Flamme.
Anforderungen an Rauchdichte und Toxizität
Die Entzündungsbeständigkeit ist der erste Prüfpunkt. Sie führt auch selten zu einer Ablehnung. In geschlossenen Umgebungen – Tunneln, Schienenfahrzeugen, Flugzeugkabinen – ist das entscheidende Risiko die Art der Stoffe, die das Material beim Brennen freisetzt, nicht die Frage, ob es sich entzündet.
Dies ist der strukturelle Vorteil von Silikon, und er hat seine Grundlage in der Verbrennungschemie.
| Aspekt | Standard-Silikonkautschuk | aus PVC |
|---|---|---|
| Hauptrest | Amorphes Siliciumdioxid (SiO₂), Isolierasche | Kohlenstoff + geschmolzener Rückstand |
| Saures Gas | Keine — halogenfrei | Chlorwasserstoff (HCl), ätzend |
| Rauch | Niedrige optische Dichte | Dichter schwarzer Rauch |
| Verhalten unter Flammen | Tropffrei; behält seine Form als Asche | Wird weich und tropft |
Die hier geltenden Normen sind von UL94 getrennt:
- Rauchdichte: ASTM E662 (NBS-Rauchkammer) und ISO 5659-2 messen den optischen Rauch (Ds).
- halogenfrei / saures Gas: IEC 60754 bestätigt das Fehlen korrosiver Halogengase.
- Toxizität: EN 45545-2 verwendet einen konventionellen Toxizitätsindex (CIT), der aus der Gasanalyse abgeleitet wird.
Die Beurteilungslücke in diesem Fall ist kostspielig. Ein Produkt kann einen Vertikalbrenntest problemlos bestehen und dennoch die Rauch- oder CIT-Grenzwerte für geschlossene Anwendungen überschreiten. Halogenfreie Verbrennung ist genau der Grund, warum Silikon andere Materialien verdrängt. aus PVC in der Verkabelung und Dichtungen wo sich Menschen während eines Brandes aufhalten. Käufer, die nur auf die Brandschutzklasse achten, entdecken die Anforderungen an Rauch- und Schadstoffbelastung erst spät, nachdem die Brandschutzklasse bereits festgelegt ist.
Zertifizierung für Schienen- und Nahverkehr: EN 45545 und NFPA 130
Hier hört die Bezeichnung “flammhemmendes Silikon” auf, eine Materialangabe zu sein, und wird zu einer Komponentenklassifizierung.
EN 45545-2 (Europäische Schiene)
EN 45545-2 Die Zertifizierung erfolgt nicht isoliert. Sie klassifiziert fertige Bauteile nach Gefahrenstufe – HL1, HL2, HL3 – wobei HL3 die höchste Anforderung stellt und für Umgebungen wie Untertage- und Tunnelbetrieb gilt. Die Anforderungen sind in Anforderungssätze (R-Nummern) gruppiert, die auf den Produkttyp und den Einbauort im Fahrzeug abgestimmt sind und Grenzwerte für Sauerstoffindex, Rauchdichte und Toxizität enthalten.
Die Folge: Dieselbe Silikonmischung kann die Anforderungen eines R-Sets erfüllen, bei einem anderen jedoch nicht. Ein Material “hat” nicht automatisch die Norm EN 45545; das Bauteil wird hinsichtlich eines festgelegten Gefahrenniveaus und einer Produktkategorie bewertet. Die Forderung nach “EN 45545 Silikon” ohne Angabe des Gefahrenniveaus und des R-Sets entspricht in der Bahnindustrie der Forderung nach V-0 ohne Angabe der Dicke.
NFPA 130 (Nordamerikanischer Transit)
NFPA 130 Regelt den Schienenverkehr mit fester Fahrspur und den Personenverkehr. Es bezieht sich auf Bauteilprüfungen – ASTM E162 für die Flammenausbreitung und ASTM E662 für die Rauchdichte – anstatt auf eine einheitliche Materialklassifizierung. Ein Bauteil, das für eine europäische HL3-Strecke zugelassen ist, benötigt für ein nordamerikanisches Projekt dennoch einen eigenen Nachweis gemäß NFPA 130; die Prüfberichte sind nicht austauschbar.
Zerspanbares Silikon und Schaltungsintegrität
Es gibt eine spezielle Klasse, die hervorgehoben werden sollte, da sie häufig mit gewöhnlichem FR-Silikon verwechselt wird: keramisierbares Silikon, das in feuerfesten Kabeln verwendet wird.
Unter Brandbedingungen verkohlt dieses Material nicht nur. Sein Füllstoffsystem sintert zu einer zusammenhängenden, selbsttragenden Keramikkruste, die auch nach dem Verbrennen des Polymers weiterhin isolierend wirkt. Dadurch bleibt die Funktionsfähigkeit des Stromkreises erhalten – das Kabel leitet weiterhin Signale oder Strom während des Brandes. Dies ist die Voraussetzung für Notbeleuchtungs-, Alarm- und Signalstromkreise.
Die Standards sind wiederum spezifisch und getrennt:
| Sorge | Standard | Was es misst |
|---|---|---|
| Zünd- / Brennverhalten | UL94 (IEC 60695-11-10/20) | Selbstverlöschende Klasse (HB bis V-0) |
| Sauerstoffindex | ASTM D2863 / ISO 4589 | Mindest-O₂-Gehalt % zur Aufrechterhaltung der Verbrennung (LOI) |
| Glühdraht | IEC 60695-2-12/13 | Zündfähigkeit durch einen glühenden Draht (Elektronik) |
| Rauchdichte | ASTM E662 / ISO 5659-2 | Optischer Rauch (Ds) |
| Halogen-/Säuregas | IEC 60754 | Halogenfrei-Prüfung |
| Schiene (Europa) | EN 45545-2 | Gefahrenstufenklassifizierung (HL1–HL3) |
| Transit (Nordamerika) | NFPA 130 | Flammenausbreitung und Rauchentwicklung bei Gleisübergängen |
| Integrität der Schaltung | IEC 60331 / BS 6387 | Das Kabel funktioniert auch während des Brandes. |
Was bei der Bestellung von flammhemmendem Silikon anzugeben ist
Bestellen Sie kein “flammhemmendes Silikon”. Diese Bezeichnung schränkt nichts ein, was wir dagegen bauen können, und sie ist der Ursprung der meisten Ablehnungen in der späten Phase.
Um eine Note zu vergeben, die tatsächlich für die Zertifizierung ausreicht, benötigen wir:
- Der Zielstandard und, im Falle von Schienenverkehr, die Gefahrenstufe und der R-Satz (z. B. EN 45545-2 HL2, R22) oder die NFPA 130-Referenz.
- Die Probendicke, bei der die Bewertung gültig sein muss, da sich die UL94- und LOI-Ergebnisse mit der Dicke ändern.
- Ob die Integrität der Schaltung erforderlich ist, entscheidet über die Verwendung von normalem FR-Silikon im Vergleich zu keramisierendem Silikon. Dabei handelt es sich um unterschiedliche Materialfamilien mit unterschiedlichen Kosten.
- Alle Grenzwerte für Rauchdichte und Toxizität in geschlossenen Räumen.
- Die Zertifizierungsstelle oder das Labor, denn Ihr Kunde prüft den Bericht und nicht den Namen der Verbindung.
Zwei Randbedingungen müssen bei der Planung berücksichtigt werden. FR- und keramisierende Sorten weisen höhere Materialkosten und längere Testvorlaufzeiten auf als universelles Silikon, und die höhere Füllstoffbeladung, die den LOI erhöht, ebenfalls erhöht die Härte und verringert die Dehnung Die Anforderungen an die Brandschutzklasse können also das mechanische Verhalten einer Dichtung oder eines Tastenfelds unbemerkt verändern. Falls das Bauteil sowohl eine brandschutztechnisch klassifizierte Komponente als auch ein Präzisionsdichtungselement ist, senden Sie uns bitte die mechanischen Spezifikationen zusammen mit der Brandschutznorm, damit wir vor der Werkzeugfertigung prüfen können, ob beides mit einer einzigen Mischung realisierbar ist.
Als Nächstes benötigen wir von Ihnen folgende Angaben: die maßgebliche Norm, die Nenndicke und ob es sich um eine geschlossene Anwendung handelt. Mit diesen drei Informationen können wir Ihnen die passende Güteklasse und die Kosten- und Lieferzeitunterschiede mitteilen.
Häufig gestellte Fragen
Kann man Silikon verbrennen?
Ja, Silikon brennt unter direkter, anhaltender Flamme – verhält sich aber nicht wie ein typischer Kunststoff. Anstatt zu schmelzen und abzutropfen, oxidieren die organischen Seitengruppen, und das Silizium-Sauerstoff-Gerüst wandelt sich in isolierende, amorphe Siliciumdioxid-Asche (SiO₂) um. Diese Ascheschicht schützt das darunterliegende Material und verlangsamt die weitere Verbrennung. Deshalb erlöschen viele Silikonsorten von selbst, sobald die Flammenquelle entfernt wird.
Ist Silikon brennbar?
Silikon ist vergleichsweise feuerbeständig, aber nicht vollständig “nicht brennbar”. Sein Sauerstoffindex (LOI) liegt typischerweise im Bereich von 26–391 µg/l, verglichen mit 211 µg/l Sauerstoff in der Umgebungsluft. Daher entzündet es sich unter normalen Bedingungen nicht ohne Weiteres selbst. Allerdings erreichen Standardqualitäten in der Regel nur die UL94 HB-Klassifizierung – für die selbstverlöschende Klasse V-0 ist eine spezielle flammhemmende Ausführung erforderlich.
Worin besteht der Unterschied zwischen selbstverlöschenden und flammhemmenden Materialien?
“Selbstverlöschend” beschreibt das beobachtete Verhalten: Das Material hört auf zu brennen, sobald die Flamme entfernt wird. Eine “Zertifizierung” ist ein dokumentiertes Bestehen einer definierten Prüfung (z. B. UL94 V-0) bei einer bestimmten Dicke und Ausrichtung. Die beiden Begriffe sind nicht austauschbar – eine Zertifizierungsstelle verlangt den Prüfbericht, nicht das beobachtete Verhalten.
Werden beim Verbrennen von Silikon giftige oder ätzende Dämpfe freigesetzt?
Standard-Silikon ist halogenfrei und setzt daher keine korrosiven Säuregase wie den von PVC produzierten Chlorwasserstoff (HCl) frei. Es verbrennt zudem mit geringer optischer Rauchdichte und hinterlässt eine nichtleitende Silicaasche. Dennoch werden bei Anwendungen in geschlossenen Räumen (Schienenverkehr, öffentliche Verkehrsmittel, Flugzeuge) Rauchdichte (ASTM E662 / ISO 5659-2) und Toxizität (EN 45545-2 CIT) weiterhin separat geprüft – ein Silikon kann den Brenntest bestehen und dennoch einen Grenzwert für Rauchentwicklung oder Toxizität überschreiten.
Was bedeutet eine UL94 V-0-Klassifizierung genau für Silikon?
UL94 V-0 bedeutet, dass die Probe bei einer bestimmten Schichtdicke in vertikaler Ausrichtung innerhalb von 10 Sekunden selbstverlöschend ist, ohne dass brennende Tropfen entstehen. Die Klassifizierung ist dickenabhängig: Eine für 3,0 mm zertifizierte Masse ist nicht automatisch auch bei 1,0 mm V-0. Eine Spezifikation, die “V-0” ohne Angabe der Schichtdicke angibt, ist unvollständig.
Ist flammhemmendes Silikon für Schienen- oder Verkehrsteile ausreichend?
Nicht für sich allein. Die Norm EN 45545-2 (Europäische Bahnnorm) klassifiziert fertige Bauteile nach Gefahrenstufe (HL1–HL3) und Anforderungskatalog, während die NFPA 130 (Nordamerikanische Norm für den öffentlichen Nahverkehr) auf Bauteilprüfungen wie ASTM E162 und ASTM E662 verweist. Ein Werkstoff “besitzt” nicht automatisch die Norm EN 45545 – das Bauteil wird hinsichtlich einer festgelegten Gefahrenstufe und Produktkategorie bewertet, und europäische und nordamerikanische Prüfberichte sind nicht austauschbar.
Was ist keramisierbares Silikon?
Es handelt sich um einen Spezialtyp für feuerbeständige Kabel. Unter Brandeinwirkung sintert sein Füllstoffsystem zu einer zusammenhängenden, selbsttragenden Keramikkruste, die auch nach dem Verbrennen des Polymers weiterhin isolierend wirkt und so die Integrität des Stromkreises aufrechterhält (gemäß IEC 60331 / BS 6387). Dies ist die Anforderung für Notbeleuchtungs-, Alarm- und Signalanlagen und stellt eine andere – und kostspieligere – Materialfamilie als herkömmliches feuerbeständiges Silikon dar.
Referenzen & Standards
- UL 94 — Entflammbarkeit von Kunststoffmaterialien für Teile in Geräten und Apparaten (Underwriters Laboratories; harmonisiert mit IEC 60695-11-10). Referenz
- Sauerstoffindex (LOI) — Mindestsauerstoffkonzentration zur Aufrechterhaltung der Verbrennung, gemessen nach ASTM D2863 / ISO 4589. Referenz
- IEC 60695-2-12:2021 — Prüfverfahren für die Glühdraht-Entflammbarkeitsindex-Methode (GWFI) für Werkstoffe (IEC). Referenz
- ISO 5659-2:2017 — Raucherzeugung: Bestimmung der optischen Dichte mittels Einkammerprüfung (ISO). Referenz
- EN 45545-2:2020 — Bahnanwendungen: Anforderungen an das Brandverhalten von Werkstoffen und Bauteilen (CEN). Referenz
- NFPA 130 — Standard für spurfeste Schienenverkehrs- und Personenbahnsysteme (NFPA). Referenz
- IEC 60331-1:2018 — Prüfung der Leitungsintegrität von Kabeln unter Feuer- und mechanischer Belastung (IEC). Referenz
