De meeste kopers specificeren "vlamvertragende siliconenkit" door simpelweg een vakje aan te vinken op een catalogusblad. Ze gaan ervan uit dat het om één materiaal met één vaste eigenschap gaat.
Dat klopt niet. Brandvertragendheid is een testresultaat dat gekoppeld is aan een specifieke norm, een specifieke monsterdikte en een specifieke oriëntatie. Een materiaal dat een horizontale verbranding doorstaat, kan een verticale verbranding niet doorstaan. Een onderdeel dat spontaan dooft op de testbank, kan nog steeds de limiet voor rookontwikkeling of toxiciteit overschrijden en bij de certificering worden afgekeurd.
Die discrepantie komt zelden aan het licht tijdens een steekproef. Het wordt pas maanden later duidelijk, bij de homologatie of tijdens een brandveiligheidsaudit, wanneer het testrapport niet overeenkomt met de norm die de uiteindelijke toepassing daadwerkelijk vereist. Het risico zit hem hier in een verkeerde interpretatie van de norm, niet in een slechte samenstelling. Deze pagina beschrijft wat siliconen doen bij brand en waar de testgrenzen liggen. Brandgedrag is slechts één aspect van het bredere spectrum van siliconen. materiaaleigenschappen, En net als de rest varieert het met de kwaliteit en het vulmiddelsysteem.
Samenvatting voor het management
- Standaard siliconenrubber is niet "onbrandbaar". Het is relatief brandveilig: het heeft de neiging vanzelf te doven, verbrandt tot een niet-geleidende silica (SiO₂) as en stoot geen halogenen uit. — maar basiskwaliteiten bereiken meestal slechts UL94 HB, niet V-0.
- Een UL94 V-0-classificatie, een lage rookdichtheid en naleving van EN 45545 / NFPA 130 zijn drie afzonderlijke tests. Het feit dat één onderdeel defect is, betekent niet dat de andere ook defect zijn. Onderdelen van spoor- en transportsystemen begeven het vaakst het door rookontwikkeling en giftige stoffen, niet door ontsteking.
- Specificeer de norm en het gevarenniveau, niet het woord 'vlamvertragend'.“ De kwaliteit, het vulsysteem en de noodzaak van ceramificerende (circuitintegriteits)siliconen zijn allemaal factoren die bepalen aan welke certificering het onderdeel moet voldoen.
Hoe siliconen zich gedragen bij brand.
De siliciumstructuur bestaat uit silicium-zuurstof (Si-O), een binding met hoge energie die stabiel blijft binnen het standaard continu bedrijfstemperatuurbereik van -40 °C tot 230 °C. Onder directe vlamvorming oxideren de organische zijgroepen (voornamelijk methyl) als eerste, waarna de structuur zich omzet in amorf siliciumdioxide.
Die omzetting is de reden waarom siliconen zich bij brand anders gedragen dan thermoplasten. Het smelt niet en druipt niet. Het vormt een isolerende laag siliciumdioxide-as die het onderliggende materiaal beschermt en verdere verbranding vertraagt. Veel gangbare soorten siliconen doven vanzelf uit zodra de vlambron is verwijderd.
De beperkende zuurstofindex (LOI) Dit weerspiegelt zich. Siliconenrubber heeft doorgaans een hardheid van 26–39%, afhankelijk van de vulstofconcentratie en vlamvertragende additieven, in tegenstelling tot 21% zuurstof in de omgevingslucht.
Een waarde boven 21% betekent dat het materiaal in normale lucht niet gemakkelijk vlam zal vatten. Algemene kwaliteiten vallen lager in die categorie; vlamvertragende kwaliteiten vallen hoger.
De discrepantie in beoordeling: "zelfdovend" is niet hetzelfde als "brandvertragend gecertificeerd". Zelfdovend beschrijft waargenomen gedrag. Een certificering is een voldoende resultaat bij een gedefinieerde test en een gedefinieerde dikte. Teams die de twee termen door elkaar gebruiken, komen in de problemen wanneer een certificeringsinstantie om het rapport vraagt.
UL94 brandvertragendheidsclassificaties (HB tot V-0)
Wanneer een specificatie "V-0" vermeldt, verwijst dit naar UL94, waarbij een monster wordt geclassificeerd op basis van hoe het verbrandt in een vaste oriëntatie bij een bepaalde dikte.
| UL94-classificatie | Oriëntatie | Pass-gedrag (vereenvoudigd) |
|---|---|---|
| HB | Horizontaal | Langzame, beperkte verbranding. Laagste classificatie. |
| V-2 | Verticaal | Dooft vanzelf binnen 30 seconden; vlammende druppels toegestaan. |
| V-1 | Verticaal | Dooft vanzelf binnen 30 seconden; geen brandende druppels. |
| V-0 | Verticaal | Dooft vanzelf binnen 10 seconden; geen brandende druppels. |
| 5VA / 5VB | Verticale, grotere vlam | Hoogste niveau; typisch voor behuizingen. |
Basissiliconen vallen vaak onder de HB-klasse. Om de V-0-klasse te bereiken, is meestal een speciale vlamvertragende (FR) klasse nodig – platina-hardend met een afgestemd vul- en synergistsysteem. De classificatie is diktespecifiek: een compound die gecertificeerd is als V-0 bij 3,0 mm is niet automatisch ook V-0 bij 1,0 mm. Een specificatie die "V-0" vermeldt zonder dikte-aanduiding is onvolledig, en dat is de meest voorkomende fout die we zien op binnenkomende tekeningen.
Twee naast elkaar gelegen tests worden doorgaans met UL94 meegeleverd:
Limiterende zuurstofindex (LOI)
ASTM D2863 / ISO 4589 meet de minimale zuurstofconcentratie die nodig is om het materiaal te laten branden. Het is de meest zuivere, op zichzelf staande waarde voor het vergelijken van vlamvertragende eigenschappen, omdat deze niet afhankelijk is van de geometrie van het onderdeel, zoals een brandbaarheidsclassificatie dat wel is.
Gloeidraadtest (IEC 60695)
Voor elektrische en elektronische behuizingen, IEC 60695-2-12/13 (GWFI / GWIT) is belangrijker dan UL94. Het test de ontvlambaarheid door een hete draad – de realistische faalmodus voor een toetsenbord, connectorafdichting of behuizing in de buurt van een foutstroom, niet in de buurt van open vuur.
Vereisten met betrekking tot rookdichtheid en toxiciteit
Ontstekingsweerstand is het onderdeel dat iedereen als eerste test. Het is ook het onderdeel dat zelden tot afkeuring leidt. In afgesloten ruimtes – tunnels, rollend materieel, vliegtuigcabines – is het belangrijkste risico wat het materiaal vrijgeeft tijdens de verbranding, niet of het ontbrandt.
Dit is het structurele voordeel van siliconen, en het vindt zijn oorsprong in de verbrandingschemie.
| Aspect | Standaard siliconenrubber | PVC |
|---|---|---|
| Hoofdrest | Amorf siliciumdioxide (SiO₂), isolerende as | Koolstofresidu + gesmolten resten |
| Zure gassen | Geen — halogeenvrij | Waterstofchloride (HCl), corrosief |
| Rook | Lage optische dichtheid | Dichte zwarte rook |
| Gedrag onder vuur | Druppelt niet; behoudt zijn vorm als as. | Verzacht en druipt. |
De relevante normen staan hier los van UL94:
- Rookdichtheid: ASTM E662 (NBS-rookkamer) en ISO 5659-2 meten optische rook (Ds).
- Halogeenvrij / zuur gas: IEC 60754 bevestigt de afwezigheid van corrosieve halogeen gassen.
- Toxiciteit: EN 45545-2 maakt gebruik van een conventionele toxiciteitsindex (CIT) die is afgeleid van gasanalyse.
De beoordelingskloof op dit punt is kostbaar. Een bepaalde kwaliteit kan een verticale verbrandingstest glansrijk doorstaan en toch de rook- of CIT-limiet voor een gesloten toepassing overschrijden. Halogeenvrije verbranding is precies de reden waarom siliconen worden vervangen. PVC in bekabeling en zeehonden waar mensen tijdens een brand opgesloten zitten. Kopers die zich alleen richten op de brandveiligheidsklasse ontdekken de eisen met betrekking tot rookontwikkeling en toxiciteit pas laat, nadat de brandveiligheidsklasse al vaststaat.
Certificering voor spoor- en openbaar vervoer: EN 45545 en NFPA 130
Dit is het punt waarop "vlamvertragende siliconen" geen materiaaleigenschap meer is, maar een componentclassificatie.
EN 45545-2 (Europees spoorwegnet)
EN 45545-2 Het certificeert geen materiaal op zichzelf. Het classificeert een afgewerkt onderdeel op basis van het gevarenniveau — HL1, HL2, HL3 — waarbij HL3 het meest veeleisende niveau is en van toepassing is op omgevingen zoals ondergrondse en tunnelwerkzaamheden. De eisen zijn gegroepeerd in eisensets (R-nummers) die zijn gekoppeld aan het producttype en de positie ervan in het voertuig, met limieten voor zuurstofindex, rookdichtheid en toxiciteit.
Het gevolg: dezelfde siliconenverbinding kan aan de ene R-set voldoen en aan een andere niet. Een materiaal "heeft" niet de EN 45545-norm; het onderdeel wordt beoordeeld op een opgegeven gevarenniveau en productcategorie. Vragen om "EN 45545 siliconen" zonder het gevarenniveau en de R-set is in de spoorwegindustrie hetzelfde als vragen om V-0 zonder de dikte te specificeren.
NFPA 130 (Noord-Amerikaans openbaar vervoer)
NFPA 130 De norm NFPA 130 is van toepassing op railsystemen voor personenvervoer en openbaar vervoer. De norm verwijst naar tests op componentniveau – ASTM E162 voor vlamverspreiding en ASTM E662 voor rookdichtheid – in plaats van een enkele materiaalclassificatie. Een onderdeel dat is gekwalificeerd voor een Europese HL3-lijn heeft voor een Noord-Amerikaans project nog steeds een eigen NFPA 130-certificaat nodig; de rapporten zijn niet uitwisselbaar.
Ceramiseerbaar siliconen en circuitintegriteit
Er is een specifieke categorie die het vermelden waard is, omdat deze vaak wordt verward met gewone brandvertragende siliconen: ceramificerende (ceramiseerbare) siliconen die worden gebruikt in brandwerende bekabeling.
Onder vuur doet deze kwaliteit meer dan alleen verkoolen. Het vulmiddelsysteem sintert tot een samenhangende, zelfdragende keramische korst die isolerend blijft nadat het polymeer is weggebrand. Daardoor blijft de circuitintegriteit behouden: de kabel blijft signaal of stroom doorgeven tijdens de brand. Dit is een essentiële vereiste voor noodverlichting, alarm- en signaleringscircuits.
De normen zijn wederom specifiek en afzonderlijk:
| Zorg | Standaard | Wat het meet |
|---|---|---|
| Ontstekings-/verbrandingswaarde | UL94 (IEC 60695-11-10/20) | Zelfdovend klasse (HB tot V-0) |
| Zuurstofindex | ASTM D2863 / ISO 4589 | Minimale O₂ % om de verbranding in stand te houden (LOI) |
| Gloeidraad | IEC 60695-2-12/13 | Ontvlambaarheid door een hete draad (elektronica) |
| Rookdichtheid | ASTM E662 / ISO 5659-2 | Optische rook (Ds) |
| Halogeen / zuur gas | IEC 60754 | Halogeenvrije verificatie |
| Spoorwegen (Europa) | EN 45545-2 | Gevarenclassificatie (HL1–HL3) |
| Openbaar vervoer (Noord-Amerika) | NFPA 130 | Vlamverspreiding + rookontwikkeling bij transport over een geleiderail |
| Circuitintegriteit | IEC 60331 / BS 6387 | De kabel blijft functioneren tijdens brand. |
Wat moet je specificeren bij het bestellen van vlamvertragende siliconen?
Bestel geen "vlamvertragende siliconenkit". Die term geeft geen enkele beperking aan waartegen we kunnen bouwen, en het is juist daar dat de meeste afwijzingen in een laat stadium vandaan komen.
Om een cijfer te halen dat daadwerkelijk in aanmerking komt voor certificering, hebben we het volgende nodig:
- De doelnorm en, voor spoorwegen, het gevarenniveau en de R-waarde (bijvoorbeeld EN 45545-2 HL2, R22) of de NFPA 130-referentie.
- De dikte van het monster waarbij de classificatie geldig moet blijven, is van belang, aangezien de UL94- en LOI-resultaten variëren met de dikte.
- Of circuitintegriteit vereist is, bepaalt of je kiest voor gewone vlamvertragende siliconen of keramische siliconen. Dit zijn verschillende materiaalfamilies met verschillende kosten.
- Eventuele limieten voor rookdichtheid en toxiciteit in de afgesloten ruimte.
- De certificerende instantie of het laboratorium, want het rapport, en niet de naam van de stof, is wat uw klant controleert.
Twee randvoorwaarden om rekening mee te houden. FR- en keramiserende kwaliteiten hebben hogere materiaalkosten en een langere testdoorlooptijd dan universele siliconen, en de hogere vulstofbelasting die het LOI verhoogt, verhoogt de hardheid en vermindert de rekbaarheid. — dus de FR-eis kan het mechanische gedrag van een afdichting of toetsenbord ongemerkt veranderen. Als het onderdeel zowel een brandvertragend component als een precisieafdichtingselement is, stuur ons dan de mechanische specificaties samen met de brandveiligheidsnorm, zodat we kunnen controleren of beide in één samenstelling haalbaar zijn voordat we met de matrijs gaan werken.
Wat we vervolgens van u nodig hebben: de geldende norm, de nominale dikte en of de toepassing is ingesloten. Met deze drie gegevens kunnen we u vertellen welke materiaalfamilie van toepassing is en waar de kosten en levertijden verschillen.
Veelgestelde vragen
Kun je siliconen verbranden?
Ja, siliconen branden onder een aanhoudende, directe vlam, maar ze gedragen zich niet zoals een typisch plastic. In plaats van te smelten en te druipen, oxideren de organische zijgroepen en zet de silicium-zuurstofstructuur zich om in een isolerende amorfe siliciumdioxide (SiO₂)-as. Deze aslaag beschermt het onderliggende materiaal en vertraagt verdere verbranding, waardoor veel soorten vanzelf doven zodra de vlambron is verwijderd.
Is siliconen brandbaar?
Silicone is relatief brandveilig, maar niet echt "onbrandbaar". De grenswaarde voor zuurstofindex (LOI) ligt doorgaans tussen de 26 en 39%, vergeleken met 21% zuurstof in de omgevingslucht. Hierdoor zal het onder normale omstandigheden niet snel vlam vatten. Basiskwaliteiten voldoen echter meestal slechts aan de UL94 HB-norm; voor een zelfdovende V-0-classificatie is een speciale vlamvertragende kwaliteit vereist.
Wat is het verschil tussen zelfdovend en vlamvertragend?
“"Zelfdovend" beschrijft het waargenomen gedrag: het materiaal stopt met branden zodra de vlam wordt verwijderd. Een "classificatie" is een gedocumenteerde geslaagde test (zoals UL94 V-0) bij een specifieke dikte en oriëntatie. De twee zijn niet uitwisselbaar — een certificeringsinstantie zal om het testrapport vragen, niet om het waargenomen gedrag.
Komt er bij het verbranden van siliconen giftige of corrosieve dampen vrij?
Standaard siliconen zijn halogeenvrij, waardoor ze geen corrosieve zure gassen afgeven zoals het waterstofchloride (HCl) dat door PVC wordt geproduceerd. Het brandt ook met een lage optische rookdichtheid en laat een niet-geleidende silica-as achter. Desondanks worden bij toepassingen in gesloten ruimtes (spoorwegen, openbaar vervoer, vliegtuigen) de rookdichtheid (ASTM E662 / ISO 5659-2) en toxiciteit (EN 45545-2 CIT) nog steeds afzonderlijk getest – een soort siliconen kan een brandtest doorstaan en toch een rook- of toxiciteitslimiet overschrijden.
Wat betekent een UL94 V-0 classificatie nu precies voor siliconen?
UL94 V-0 betekent dat het monster binnen 10 seconden vanzelf dooft in verticale positie, zonder dat er vlammen uit druipen, bij een bepaalde dikte. De classificatie is diktespecifiek: een compound die gecertificeerd is als V-0 bij 3,0 mm is niet automatisch ook V-0 bij 1,0 mm. Een specificatie die "V-0" vermeldt zonder dikte-aanduiding is onvolledig.
Is vlamvertragende siliconenkit voldoende voor onderdelen van spoorwegen of transportmiddelen?
Niet op zichzelf. EN 45545-2 (Europees spoorwegnet) classificeert een afgewerkt onderdeel op basis van gevarenniveau (HL1-HL3) en eisen, terwijl NFPA 130 (Noord-Amerikaans openbaar vervoer) verwijst naar tests op componentniveau zoals ASTM E162 en ASTM E662. Een materiaal "heeft" geen EN 45545-norm; het onderdeel wordt beoordeeld op een bepaald gevarenniveau en productcategorie, en Europese en Noord-Amerikaanse rapporten zijn niet uitwisselbaar.
Wat is ceramificerende (ceramifeerbare) siliconen?
Het is een gespecialiseerde kwaliteit die wordt gebruikt in brandwerende bekabeling. Onder vuur sintert het vulmiddelsysteem tot een samenhangende, zelfdragende keramische korst die isolerend blijft nadat het polymeer is weggebrand, waardoor de circuitintegriteit behouden blijft (conform IEC 60331 / BS 6387). Dit is de vereiste voor noodverlichting, alarm- en signaleringscircuits, en het is een andere – en duurdere – materiaalfamilie dan gewone brandvertragende siliconen.
Referenties en normen
- UL 94 — Brandbaarheid van kunststofmaterialen voor onderdelen in apparaten en toestellen (Underwriters Laboratories; geharmoniseerd met IEC 60695-11-10). Referentie
- Beperkende zuurstofindex (LOI) — minimale zuurstofconcentratie om de verbranding in stand te houden, gemeten volgens ASTM D2863 / ISO 4589. Referentie
- IEC 60695-2-12:2021 — Gloeidraad-ontvlambaarheidsindex (GWFI) testmethode voor materialen (IEC). Referentie
- ISO 5659-2:2017 — Rookontwikkeling: bepaling van de optische dichtheid door middel van een eenkamerproef (ISO). Referentie
- EN 45545-2:2020 — Spoorwegtoepassingen: eisen aan het brandgedrag van materialen en onderdelen (CEN). Referentie
- NFPA 130 — Standaard voor vaste railsystemen voor openbaar vervoer en passagierstreinen (NFPA). Referentie
- IEC 60331-1:2018 — Test voor de circuitintegriteit van kabels onder vuur- en mechanische schokomstandigheden (IEC). Referentie
