Sebagian besar pembeli menentukan spesifikasi "silikon tahan api" seperti mereka mencentang kotak pada lembar katalog. Mereka berasumsi bahwa itu adalah satu material dengan satu perilaku tetap.
Bukan begitu. Ketahanan api adalah hasil uji yang terkait dengan standar tertentu, ketebalan sampel tertentu, dan orientasi tertentu. Suatu material yang lolos uji pembakaran horizontal dapat gagal uji pembakaran vertikal. Suatu komponen yang padam sendiri di meja kerja masih dapat melebihi batas asap atau toksisitas yang diizinkan dan ditolak saat sertifikasi.
Kesenjangan itu jarang terlihat saat pengambilan sampel. Kesenjangan itu baru terlihat beberapa bulan kemudian, saat homologasi atau selama audit kebakaran, ketika laporan pengujian tidak sesuai dengan standar yang sebenarnya dibutuhkan oleh aplikasi akhir. Risikonya di sini adalah salah menafsirkan standar, bukan kesalahan dalam pencampuran bahan. Halaman ini menjelaskan apa yang terjadi pada silikon saat terjadi kebakaran, dan di mana batasan pengujiannya berada. Perilaku terhadap kebakaran hanyalah sebagian kecil dari perilaku silikon yang lebih luas. sifat material, dan seperti yang lainnya, sistem ini berubah seiring dengan tingkatan dan pengisiannya.
Ringkasan Eksekutif
- Karet silikon standar bukanlah "tidak mudah terbakar." Namun, karet ini relatif aman terhadap api: cenderung padam sendiri, terbakar menjadi abu silika (SiO₂) yang tidak menghantarkan listrik, dan tidak melepaskan halogen. — tetapi tingkatan dasar biasanya hanya mencapai UL94 HB, bukan V-0.
- Peringkat UL94 V-0, hasil kepadatan asap rendah, dan kepatuhan terhadap EN 45545 / NFPA 130 adalah tiga pengujian terpisah. Lulus uji pada satu jenis kereta api tidak berarti jenis lainnya juga akan gagal. Komponen kereta api dan transportasi umum paling sering mengalami kerusakan akibat asap dan racun, bukan karena terbakar.
- Sebutkan standar dan tingkat bahayanya, bukan hanya kata "tahan api".“ Tingkat mutu, sistem pengisi, dan apakah Anda memerlukan silikon untuk proses keramikasi (integritas sirkuit) semuanya bergantung pada sertifikasi yang harus dimiliki oleh komponen tersebut.
Bagaimana silikon berperilaku dalam api
Rantai utama silikon adalah silikon-oksigen (Si-O), ikatan berenergi tinggi yang tetap stabil dalam rentang suhu penggunaan berkelanjutan standar yaitu −40°C hingga 230°C. Di bawah nyala api langsung, gugus samping organik (sebagian besar metil) akan teroksidasi terlebih dahulu, dan rantai utama akan berubah menjadi silika amorf.
Konversi itulah yang menyebabkan silikon berperilaku berbeda dari termoplastik dalam kebakaran. Silikon tidak meleleh dan menetes. Ia membentuk lapisan abu silika isolasi yang melindungi material di bawahnya dan memperlambat pembakaran lebih lanjut. Banyak jenis silikon serbaguna akan padam sendiri setelah sumber api dihilangkan.
Itu indeks oksigen pembatas (LOI) Hal ini mencerminkan kondisi tersebut. Karet silikon biasanya berada dalam kisaran 26–39% tergantung pada kandungan pengisi dan aditif FR, dibandingkan dengan 21% oksigen di udara sekitar.
Nilai di atas 21% berarti material tersebut tidak akan mudah mempertahankan nyala apinya sendiri di udara normal. Material untuk penggunaan umum berada di nilai yang lebih rendah dalam rentang tersebut; sedangkan material tahan api (FR) berada di nilai yang lebih tinggi.
Perbedaan penilaian: "padam sendiri" tidak sama dengan "berperingkat tahan api". Padam sendiri menggambarkan perilaku yang diamati. Peringkat adalah kelulusan terhadap uji yang ditentukan pada ketebalan tertentu. Tim yang memperlakukan keduanya sebagai hal yang sama akan ketahuan ketika pihak pemberi sertifikasi meminta laporan tersebut.
Peringkat tahan api UL94 (HB hingga V-0)
Ketika sebuah spesifikasi menyebutkan “V-0,” yang dimaksud adalah UL94, yang mengklasifikasikan sampel berdasarkan bagaimana sampel tersebut terbakar dalam orientasi tetap pada ketebalan tertentu.
| Peringkat UL94 | Orientasi | Perilaku operan (disederhanakan) |
|---|---|---|
| Bahasa Inggris | Horisontal | Laju pembakaran lambat dan terbatas. Klasifikasi terendah. |
| V-2 | Vertikal | Padam sendiri dalam waktu 30 detik; tetesan api diperbolehkan. |
| V-1 | Vertikal | Padam sendiri dalam waktu 30 detik; tidak ada tetesan api. |
| V-0 | Vertikal | Padam sendiri dalam waktu 10 detik; tidak ada tetesan api. |
| 5VA / 5VB | Api vertikal dan lebih besar. | Tingkat tertinggi; tipikal untuk wadah tertutup. |
Silikon dasar seringkali berada pada tingkat HB. Untuk mencapai V-0 biasanya diperlukan tingkat FR khusus — pengerasan platinum dengan sistem pengisi dan sinergis yang disesuaikan. Peringkat tersebut spesifik untuk ketebalan: senyawa yang bersertifikasi V-0 pada 3,0 mm tidak secara otomatis menjadi V-0 pada 1,0 mm. Spesifikasi yang menyatakan "V-0" tanpa ketebalan tidak lengkap, dan itu adalah kesalahan paling umum yang kami temukan pada gambar yang masuk.
Dua tes yang berdekatan biasanya disertakan bersama UL94:
Indeks oksigen pembatas (LOI)
ASTM D2863 / ISO 4589 mengukur konsentrasi oksigen minimum yang dibutuhkan agar material tetap terbakar. Ini adalah angka tunggal yang paling akurat untuk membandingkan tingkatan tahan api (FR), karena tidak bergantung pada geometri bagian seperti halnya peringkat pembakaran.
Pengujian kawat pijar (IEC 60695)
Untuk kotak listrik dan elektronik, IEC 60695-2-12/13 (GWFI / GWIT) lebih penting daripada UL94. Standar ini menguji kemampuan terbakar dari kawat panas — mode kegagalan yang realistis untuk suatu perangkat. papan tombol, segel konektor, atau wadah di dekat arus gangguan, bukan api terbuka.
Persyaratan kepadatan asap dan toksisitas
Ketahanan terhadap penyalaan adalah bagian yang pertama kali diuji oleh semua orang. Ini juga merupakan bagian yang jarang menyebabkan penolakan. Di lingkungan tertutup — terowongan, kereta api, kabin pesawat terbang — risiko yang mengendalikan adalah apa yang dilepaskan material saat terbakar, bukan apakah material tersebut menyala atau tidak.
Inilah keunggulan struktural silikon, dan hal ini berakar pada kimia pembakaran.
| Aspek | Karet silikon standar | Bahan PVC |
|---|---|---|
| Residu utama | Silika amorf (SiO₂), abu isolasi | Arang karbon + residu leleh |
| Gas asam | Tidak ada — bebas halogen | Hidrogen klorida (HCl), korosif |
| Merokok | Kepadatan optik rendah | Asap hitam tebal |
| Perilaku di bawah api | Tidak menetes; mempertahankan bentuknya sebagai abu. | Melunak dan menetes |
Standar yang relevan di sini terpisah dari UL94:
- Kepadatan asap: ASTM E662 (ruang asap NBS) dan ISO 5659-2 mengukur asap optik (Ds).
- Bebas halogen / gas asam: IEC 60754 menegaskan tidak adanya gas halogen korosif.
- Toksisitas: EN 45545-2 menggunakan Indeks Toksisitas Konvensional (CIT) yang diperoleh dari analisis gas.
Selisih penilaian dalam hal ini sangat mahal. Suatu material dapat lolos uji pembakaran vertikal dengan bersih namun tetap melebihi batas asap atau CIT untuk aplikasi tertutup. Pembakaran bebas halogen adalah alasan mengapa silikon menggantikan material lain. Bahan PVC dalam pengkabelan dan anjing laut di mana orang-orang terkurung selama kebakaran. Pembeli yang hanya mengoptimalkan peringkat tahan api baru menyadari persyaratan asap dan toksisitas di kemudian hari, setelah peringkat tahan api sudah ditetapkan.
Sertifikasi perkeretaapian dan transportasi umum: EN 45545 dan NFPA 130
Di sinilah "silikon tahan api" berhenti menjadi klaim material dan menjadi klasifikasi komponen.
EN 45545-2 (Rel kereta api Eropa)
EN 45545-2 Sertifikasi ini tidak mengesahkan suatu material secara terpisah. Sertifikasi ini mengklasifikasikan komponen jadi berdasarkan tingkat bahaya — HL1, HL2, HL3 — di mana HL3 adalah yang paling ketat dan berlaku untuk lingkungan seperti operasi bawah tanah dan terowongan. Persyaratan dikelompokkan ke dalam kumpulan persyaratan (nomor R) yang dikaitkan dengan jenis produk dan posisinya di dalam kendaraan, dengan batasan pada indeks oksigen, kepadatan asap, dan toksisitas.
Konsekuensinya: senyawa silikon yang sama dapat memenuhi satu standar R dan gagal memenuhi standar lainnya. Suatu material tidak "memiliki" EN 45545; bagian tersebut dinilai berdasarkan tingkat bahaya dan kategori produk yang dinyatakan. Meminta "silikon EN 45545" tanpa HL dan standar R sama saja dengan meminta V-0 tanpa ketebalan yang ditentukan dalam industri perkeretaapian.
NFPA 130 (Transit Amerika Utara)
NFPA 130 Standar ini mengatur transportasi jalur tetap dan kereta penumpang. Standar ini mengacu pada pengujian tingkat komponen — ASTM E162 untuk penyebaran api dan ASTM E662 untuk kepadatan asap — daripada peringkat material tunggal. Komponen yang memenuhi syarat untuk jalur HL3 Eropa masih memerlukan bukti NFPA 130 tersendiri untuk proyek di Amerika Utara; laporan-laporan tersebut tidak dapat saling menggantikan.
Silikon yang dapat dikeramik dan integritas sirkuit
Ada kelas khusus yang perlu diperhatikan karena seringkali disalahartikan dengan silikon tahan api biasa: silikon yang dapat dikeramifikasi (ceramifiable) yang digunakan dalam kabel tahan api.
Dalam kondisi terbakar, jenis kabel ini tidak hanya menghasilkan arang. Sistem pengisinya mengalami sintering menjadi lapisan keramik yang koheren dan mandiri yang tetap berfungsi sebagai isolasi setelah polimer terbakar habis. Hal ini menjaga integritas sirkuit — kabel tetap mengalirkan sinyal atau daya selama kebakaran. Inilah persyaratan di balik sirkuit penerangan darurat, alarm, dan sinyal.
Standar-standar tersebut sekali lagi bersifat spesifik dan terpisah:
| Kekhawatiran | Standar | Apa yang diukur |
|---|---|---|
| Tingkat penyalaan / pembakaran | UL94 (IEC 60695-11-10/20) | Kelas padam sendiri (HB ke V-0) |
| Indeks oksigen | ASTM D2863 / ISO 4589 | O₂ minimum % untuk mempertahankan pembakaran (LOI) |
| Kawat pijar | IEC 60695-2-12/13 | Kemudahan terbakar akibat kawat panas (elektronik) |
| Kepadatan asap | ASTM E662 / ISO 5659-2 | Asap optik (Ds) |
| Gas halogen/asam | IEC 60754 | Verifikasi bebas halogen |
| Kereta Api (Eropa) | EN 45545-2 | Klasifikasi tingkat bahaya (HL1–HL3) |
| Transit (Amerika Utara) | NFPA 130 | Penyebaran api + asap untuk transit jalur rel |
| Integritas sirkuit | IEC 60331 / BS 6387 | Kabel tetap berfungsi selama kebakaran. |
Apa yang perlu disebutkan saat memesan silikon tahan api?
Jangan memesan "silikon tahan api." Frasa tersebut tidak membatasi apa pun yang dapat kami bangun, dan di situlah sebagian besar penolakan di tahap akhir berasal.
Untuk memberikan nilai yang benar-benar memenuhi syarat sertifikasi, kita membutuhkan:
- Standar target dan, untuk perkeretaapian, tingkat bahaya dan nilai R (misalnya, EN 45545-2 HL2, R22) atau referensi NFPA 130.
- Ketebalan sampel yang memenuhi syarat harus dipertahankan, karena hasil UL94 dan LOI berubah seiring dengan ketebalan.
- Apakah integritas sirkuit diperlukan — itu yang menentukan apakah FR biasa dibandingkan dengan silikon yang dikeramifikasi, dan keduanya merupakan keluarga material yang berbeda dengan biaya yang berbeda.
- Segala batasan kepadatan asap dan toksisitas untuk lingkungan tertutup.
- Lembaga sertifikasi atau laboratorium, karena yang diaudit oleh pelanggan Anda adalah laporannya, bukan nama senyawanya.
Dua kondisi batas yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan. Bahan tahan api (FR) dan bahan keramik memiliki biaya material yang lebih tinggi dan waktu pengujian yang lebih lama daripada bahan lainnya. silikon serbaguna, dan muatan pengisi yang lebih berat yang meningkatkan LOI juga meningkatkan kekerasan dan mengurangi pemanjangan — sehingga persyaratan FR dapat secara diam-diam mengubah perilaku mekanis dari segel atau keypad. Jika komponen tersebut merupakan komponen yang memiliki peringkat mudah terbakar dan juga elemen penyegelan presisi, kirimkan spesifikasi mekanisnya bersama dengan standar tahan api agar kami dapat memastikan keduanya dapat dicapai dalam satu senyawa sebelum pembuatan cetakan.
Yang kami butuhkan dari Anda selanjutnya: standar pengontrol, ketebalan yang ditentukan, dan apakah aplikasi tersebut tertutup. Dengan ketiga informasi tersebut, kami dapat memberi tahu Anda keluarga kelas mana yang berlaku dan di mana biaya serta waktu tunggu menjadi kendala.
Pertanyaan yang sering diajukan
Apakah silikon bisa dibakar?
Ya, silikon akan terbakar di bawah nyala api langsung yang berkelanjutan — tetapi perilakunya tidak seperti plastik biasa. Alih-alih meleleh dan menetes, gugus samping organik teroksidasi dan tulang punggung silikon-oksigen berubah menjadi abu silika amorf (SiO₂) yang bersifat isolator. Lapisan abu tersebut melindungi material di bawahnya dan memperlambat pembakaran lebih lanjut, itulah sebabnya banyak jenis silikon padam sendiri setelah sumber api dihilangkan.
Apakah silikon mudah terbakar?
Silikon relatif aman terhadap api, bukan benar-benar "tidak mudah terbakar". Indeks oksigen pembatas (LOI) biasanya berada dalam kisaran 26–39%, dibandingkan dengan 21% oksigen di udara sekitar, sehingga tidak akan mudah mempertahankan nyala apinya sendiri dalam kondisi normal. Namun, jenis dasar biasanya hanya mencapai UL94 HB — untuk mencapai peringkat V-0 yang dapat padam sendiri membutuhkan jenis tahan api khusus.
Apa perbedaan antara yang dapat padam sendiri dan yang berperingkat tahan api?
“Pemadam api sendiri” menggambarkan perilaku yang diamati: material berhenti terbakar setelah api dihilangkan. “Peringkat” adalah hasil lulus yang didokumentasikan terhadap uji yang ditentukan (seperti UL94 V-0) pada ketebalan dan orientasi tertentu. Keduanya tidak dapat dipertukarkan — pihak pemberi sertifikasi akan meminta laporan uji, bukan perilaku yang diamati.
Apakah pembakaran silikon melepaskan asap beracun atau korosif?
Silikon standar bebas halogen, sehingga tidak melepaskan gas asam korosif seperti hidrogen klorida (HCl) yang dihasilkan oleh PVC. Silikon juga terbakar dengan kepadatan asap optik rendah dan meninggalkan abu silika yang tidak menghantarkan listrik. Meskipun demikian, aplikasi tertutup (kereta api, transportasi umum, pesawat terbang) masih menguji kepadatan asap (ASTM E662 / ISO 5659-2) dan toksisitas (EN 45545-2 CIT) secara terpisah — suatu jenis silikon dapat lolos uji bakar tetapi tetap melebihi batas asap atau toksisitas.
Apa sebenarnya arti peringkat UL94 V-0 untuk silikon?
UL94 V-0 berarti sampel tersebut padam sendiri dalam waktu 10 detik dalam orientasi vertikal tanpa tetesan api, pada ketebalan tertentu. Peringkat ini spesifik untuk ketebalan: senyawa yang disertifikasi V-0 pada 3,0 mm tidak secara otomatis menjadi V-0 pada 1,0 mm. Spesifikasi yang menyatakan "V-0" tanpa menyebutkan ketebalan tidak lengkap.
Apakah silikon tahan api cukup untuk komponen kereta api atau transportasi umum?
Tidak secara sendirinya. EN 45545-2 (kereta api Eropa) mengklasifikasikan komponen jadi berdasarkan tingkat bahaya (HL1–HL3) dan persyaratan yang ditetapkan, sedangkan NFPA 130 (transit Amerika Utara) merujuk pada pengujian tingkat komponen seperti ASTM E162 dan ASTM E662. Suatu material tidak "memiliki" EN 45545 — bagian tersebut dinilai berdasarkan tingkat bahaya dan kategori produk yang dinyatakan, dan laporan Eropa dan Amerika Utara tidak dapat saling menggantikan.
Apa itu silikon yang dikeramifikasi (dapat dikeramifikasi)?
Ini adalah jenis khusus yang digunakan dalam kabel tahan api. Di bawah api, sistem pengisinya akan mengeras menjadi lapisan keramik yang koheren dan mandiri yang tetap berfungsi sebagai isolasi setelah polimer terbakar habis, sehingga menjaga integritas sirkuit (sesuai IEC 60331 / BS 6387). Ini adalah persyaratan di balik sirkuit penerangan darurat, alarm, dan sinyal, dan ini adalah jenis material yang berbeda — dan lebih mahal — daripada silikon tahan api biasa.
Referensi & Standar
- UL 94 — Kemudahan Terbakar Bahan Plastik untuk Komponen dalam Perangkat dan Peralatan (Underwriters Laboratories; diselaraskan dengan IEC 60695-11-10). Referensi
- Indeks Oksigen Pembatas (LOI) — konsentrasi oksigen minimum untuk mempertahankan pembakaran, diukur sesuai ASTM D2863 / ISO 4589. Referensi
- IEC 60695-2-12:2021 — Metode uji Indeks Kemudahan Terbakar Kawat Pijar (GWFI) untuk material (IEC). Referensi
- ISO 5659-2:2017 — Pembentukan asap: penentuan kerapatan optik dengan uji ruang tunggal (ISO). Referensi
- EN 45545-2:2020 — Aplikasi perkeretaapian: persyaratan perilaku api untuk material dan komponen (CEN). Referensi
- NFPA 130 — Standar untuk Sistem Transit dan Kereta Penumpang dengan Jalur Tetap (NFPA). Referensi
- IEC 60331-1:2018 — Pengujian integritas sirkuit kabel di bawah pengaruh api dan guncangan mekanis (IEC). Referensi
