Categorisering van vlamvertragende kunststoffen

Brandbeveiliging in bedrijven, productiehallen en magazijnen is een topprioriteit. Branden kunnen bijzonder verwoestend zijn als de brandbeveiliging in gebouwen onvoldoende is gepland en/of de verkeerde bouwmaterialen of materialen zijn gebruikt voor onderdelen van apparatuur en toestellen. Brandbestrijding kan dan een nachtmerrie worden (1*) 

B1-materialen (niet gemakkelijk ontvlambaar), alle materialen behalve vloeren kunnen worden geclassificeerd als B1-materialen. Deze materialen zijn moeilijk brandbare materialen die wel brandbaar zijn, maar zelfdovend zijn (2*).  

Andere materiaalklassen zijn A1 (onbrandbare materialen), A2 (bijna onbrandbare omdat het materialen zijn met een laag gehalte aan brandbare stoffen) en B2 (brandbaar).  

Voor alle materialen die niet in deel 4 van het DIN 4102 zijn vermeld, moet een bewijs voor een brandstofklasse worden afgeleverd. Hiervoor moeten de materialen de zogenaamde brandschachttest doorstaan.  

Voor B1 geldt dat de restlengte van het geteste materiaal bij een brandschattest, nog steeds een gemiddelde restlengte moet hebben van meer dan 15 cm en de gemiddelde rookgastemperatuur lager dan 200 graden Celsius moet zijn. De norm wordt echter geleidelijk vervangen door de Europese norm DIN EN 13501-1, daarom worden nieuwe bouwmaterialen geclassificeerd volgens DIN EN 13501. Brandvertragende bouwmaterialen klasse B1 omvatten bijvoorbeeld kurkmaterialen, bepaalde kunststoffen maar ook speciale minerale en glasvezelplaten en gipsplaten. 

Natuurlijk worden kunststoffen ook gebruikt als componenten in opslagsystemen en bij magazijnbakken in kunststof. Hoewel er verschillende normen bestaan voor de classificatie van kunststoffen, wordt meestal de internationaal erkende ontvlambaarheidstest voor kunststoffen volgens UL 94 van de Underwriters Laboratories (UL) gebruikt.  

De inhoud ervan is overgenomen in de Duitse industriële normen (DIN) IEC/DIN EN 60695-11, 60695-10 en 60695-20. In het UL 94 systeem worden horizontale (H) en verticale (V) brandtesten uitgevoerd en worden kunststoffen ingedeeld in verschillende brandklassen (HB, V-2, V-1, V-0, 5 VB, 5 VA) volgens hun brandgedrag (3*).  

Ze verwijzen naar materialen die normaal worden gebruikt bij de productie van behuizingen, componenten en isolatoren in elektronische producten. De ontvlambaarheidseigenschappen of reactie op brand worden getest in twee verschillende soorten testen.  

In de eerste test wordt de neiging van het materiaal bepaald om na ontsteking te doven of een vlam te verspreiden. Nauwkeuriger gezegd wordt de indeling gemaakt naar brandsnelheid, blustijd, druppelvorming en nagloeitijd (4). Afhankelijk van de dikte van de hoofdwand zijn voor elk materiaal verschillende “brandgedrag” classificaties mogelijk.  

De tweede test bepaalt de ontstekingsweerstand van de kunststof tegen elektrische ontstekingsbronnen. Enkele brandklassen en hun eigenschappen staan hieronder als voorbeeld vermeld. 

Classificatie van brandgedrag van V-0 kunststoffen:  

Zijn kunststoffen met een zelfdovend vermogen met een verticale vlam (hoogte 2 cm) dat na het terugtrekken van de vlam (na maximum 10 seconden), een nagloeiduur heeft van maximum 30 seconden. Er ontstaan geen brandende druppels. 

Classificatie van brandgedrag van V-1 kunststoffen:  

Zijn kunststoffen met een zelfdovend vermogen met een verticale vlam (hoogte 2 cm) dat na het terugtrekken van de vlam (na maximum 10 seconden), een nagloeiduur heeft van maximum 60 seconden. Er ontstaan geen brandende druppels. 

Classificatie van brandgedrag van V-2 kunststoffen:  

Zijn kunststoffen met een zelfdovend vermogen met een verticale vlam (hoogte 2 cm) dat na het terugtrekken van de vlam (na maximum 30 seconden), een nagloeiduur heeft van maximum 60 seconden. Er ontstaan geen brandende druppels. 

Er zijn vlamvertragende polypropylenen (PP) die ook deels als brandwerende laag kunnen worden gebruikt. Ze bestaan in dunne pp-folie of dikkere pp-plaat.  

Deze kunststoffen of polypropylenen “worden gemengd” met een “additief” dat bedoeld heeft om ontbranding, zelfstandig doorbranden en/of doorbranden gedurende een bepaalde tijd of geheel te voorkomen.  

Polypropyleen is een gemakkelijk te bewerken thermoplast met een lage dichtheid (0,91 g/cm³), een relatief lage elasticiteitsmodulus (1400 N/mm²) en een hoge weerstand tegen alkaliën en zuren. Vanwege zijn eigenschappen wordt polypropyleen veel gebruikt in bij kunststof magazijnbakken, opslagtechniek en bij ventilatiebouw. Polypropyleen is over het algemeen een van de meest gebruikte kunststoffen. Er is echter een breed scala aan UL 94 V-0-materialen zoals speciaal polyamide voor kabelwartels (verbinders) of additieve materialen zoals PA2210-FR, PA2241-FR, ULTEM 9085, ULTEM 1010. In de opslagtechniek wordt polypropyleen ook gebruikt in de UL 94 V-0 variant voor opslagbakken van gevaarlijke grondstoffen maar ook in apparaten en industriële vrachtwagens. 

In de logistieke sector worden UL 94-kunststoffen bijna volledig afgeschaft, omdat ze nog steeds grote nadelen hebben en ook niet leiden tot premieverlaging bij brandbeveiligingsverzekeringen. 

Bij brand en zelfs bij de productie van de dure vlamvertragende kunststoffen komen vaak giftige stoffen zoals halogenen vrij. Een van de meest toxische halogeenverbindingen is natriumfluoride (NaF), een synthetisch afvalproduct van de nucleaire, aluminium- en fosfaatmestindustrie. 

In het geval van een magazijnbrand worden kunststofbakken gemaakt van UL 94 of vlamvertragende kunststoffen automatisch giftig gevaarlijk afval, samen met hun inhoud. Dit gevaarlijke afval moet natuurlijk tegen hoge kosten worden afgevoerd. Zoals gezegd weigeren brandverzekeraars premies te verlagen vanwege het gebruik van vlamvertragende kunststoffen. De verzekeraars stellen dat deze materialen weliswaar minder brandbaar zijn, maar uiteindelijk niets veranderen aan de brandweerstand van de gebruikte polypropylenen. 

Om het risico op brand in magazijnen te verminderen, worden meestal sprinklerinstallaties geïnstalleerd (1*). In principe is de betreffende installatiebeheerder verantwoordelijk voor de brandbeveiliging in het bedrijf. Sprinklerinstallaties zijn verplicht vanaf een stellinghoogte van 7,5 meter. Ook voor de brandbeveiliging van kunststof containers worden veel normen en richtlijnen gehanteerd. Er zijn BITO kunststof magazijnbakken die voorzien zijn van waterafvoergaten die het bluswater van de sprinklerinstallaties cascaderen naar lagere stellingniveaus en zo bijdragen aan brandbestrijding. 

Literature 

1. BITO Knowhow: Eenvoudige maatregelen voor brandbeveiliging in het magazijn (NL), Link 

2. Definitie Flame Retardant (ENG), Link 

3. Overzicht van de UL 94-vlamclassificaties (ENG), Link 

4. Vlambestendigheid van kunststoffen, de standaard 94 (NL), Link