Ein aktueller Vorschlag zur Sicherheit von automobilen Batteriesystemen lautet, dass nach Entzündung einer Batteriezelle (Thermal Runaway) den Insassen eines PKW`s noch 5 Minuten zum Verlassen des Fahrzeuges bleiben müssen. Aber auch wenn nicht direkt Menschenleben bedroht sind, will man einen entstehenden Brand möglichst begrenzen – und das selbst dann, wenn sich durch das Design ein Metallgehäuse verbietet.
Eine mögliche Zündquelle für einen Brand sind überhitzte Drähte. Zwar wird der zu hohe Strom normalerweise von einer Sicherung abgeschaltet. Doch mit Wegfall der Zündquelle verschwindet der Brand nicht. Der chemische Energiegehalt vieler elektrischer und elektronischer Komponenten ist nicht unerheblich, werden doch zum Beispiel überwiegend Kunststoffe zur Isolation verwendet.
Darum gibt es Brandschutznormen, Gerätenormen und Materialnormen, die Vorgaben machen, wie ein Gerät oder eine Einrichtung aufgebaut sein muss, um die Brandausbreitung zu begrenzen. Eine der bekanntesten Normen ist der Amerikanische Standard UL 94. Er ist in seiner strengen Prüfungsform (V0) für viele Hersteller von Isolierstoffen durchaus eine Herausforderung. Denn bei dieser Prüfung wird ein senkrecht eingespannter Prüfkörper von unten mit einem Bunsenbrenner beflammt.
Die UL94 beurteilt „nur“ die Brennbarkeit von Werkstoffen. Andere Normen prüfen zudem auch die entstehenden Brandgase und deren Toxizität (z.B. die Bahnnorm EN 45545). Denn im Brandfall sollten Menschen nicht zusätzlich zu der unmittelbaren Gefahr der Flammen auch noch durch giftige Gase Schaden nehmen.
Metallkäfig versus Kunststoff-Faltschachtel
Die Produktreihe CMC 27xxx (Formex®) verbindet viele Vorteile in Bezug auf Brandverhalten mit hervorragenden Isolationseigenschaften. Das ist vorteilhaft für Geräte, die aus technischen oder ästhetischen Gründen Designvorgaben unterliegen. Metallische Brandbarrieren sind effizient und hoch wirksam, aber sie sind auch schwer und meist deutlich weniger formschön. Rundungen und komplizierte Geometrien lassen sich zwar realisieren, sind aber vom Werkzeug her teuer.
Die flammhemmende Polypropylenfolie Formex® dagegen lässt sich sehr leicht stanzen und kann gut gebogen werden. Auf diese Weise können mit günstigen Werkzeugen interne Gehäuse ähnlich Faltschachteln aufgebaut werden.
Das Material hat eine sehr geringe Toxizität im Brandfall und entwickelt wenige Rauchgase. Der verwendete Flammschutz im Polypropylen ist halogenfrei, das Material entspricht den REACH-Vorgaben und ist RoHS konform. Formex® gibt es in Folienstärken zwischen 127µm und über 2 mm.
CMC Klebetechnik rüstet diese flammhemmende Isolationsfolie (CMC 27xxx – Reihe) bei Bedarf mit einem alterungsbeständigen, für Anwendung in der Elektrotechnik geeigneten Tranfer-Acrylatkleber (CMC 15581) aus. Auf diese Weise können die Stanzteile auch montagefreundlich verklebt werden.
Zusammenfassung:
Die sehr guten elektrischen Eigenschaften machen es möglich, Luft- und Kriechstrecken einzuhalten UND gleichzeitig wird dank der guten Flammhemmung ein Schutz gegen Brandausbreitung erzeugt. Formex® ist daher ideal als Isolation in z.B. Elektronik-Gehäusen.
Design und Technik – sie müssen in ihren Anforderungen an die verwendeten Materialien manchmal diametral sein. Gutes Aussehen und gute Technik können jedoch in einem Gerät nebeneinander existieren. Die Isolationsfolie Formex® ist eine der Möglichkeiten, beiden Welten gerecht zu werden.
Formstanzteile aus Formex® als Brandbarriere und elektrische Isolation
Weitere mögliche Isolationsfolien mit hoher Brandhemmung (UL94-V0) von CMC Klebetechnik:
Nomex® Meta-Aramidpapier von DuPont
Kapton® Polyimidfolie von DuPont
Brandhemmende Formstanzteile für gehäuseummantelte Elektronik