Klej wiecznie żywy

Doskonale się lepi, trudno go oderwać od podłoża, jest trwały i stale plastyczny. Jak produkuje się butyl i czemu zawdzięcza on swoje fenomenalne właściwości?

Czym jest butyl? To produkt dość skomplikowany chemicznie i technologicznie. Elementem, który decyduje o jego właściwościach, jest elastomer, czyli tworzywo, które nawet przy znaczne deformacji zachowuje ciągłość. Elastomerem może być poliizobutylen (PIB) albo kauczuk butylowy (IIR). W uszczelnieniach dekarskich wykorzystuje się najczęściej tworzywa na bazie syntetycznego kauczuku butylowego.

Wzór chemiczny kauczuku butylowego

Kauczuk butylowy jest kopolimerem izobutylenu z dodatkiem izoprenu. Na tle innych kauczuków wyróżnia się przede wszystkim wysoką paroszczelnością i wytrzymałością zmęczeniową przy zginaniu, którą można dla uproszczenia traktować jako elastyczność. Poza tym wykazuje stabilność parametrów w szerokim zakresie temperatur, odporność na działanie promieniowania UV i ozonu, utlenianie oraz degradację.

Proces produkcji

Najpierw przygotowuje się surowiec, czyli kauczuk butylowy, w postaci zawiesiny drobnych cząsteczek w chlorku metylu. Polimeryzacja jest prowadzona w temperaturze poniżej -90⁰C (tak niską temperaturę reguluje się stosując dodatek etylenu). To na etapie polimeryzacji ustala się część finalnych właściwości produktu z kauczuku, dobierając jego masę cząsteczkową. Z uzyskanego kauczuku w pierwszej kolejności odzyskuje się nieprzereagowane substraty, które są na bieżąco osuszane, oczyszczane i zawracane do reaktora. Dodatkowo w celu stabilizacji polimeru do reaktora wprowadza się przeciwutleniacz i stearynian cynku lub wapnia w postaci zawiesiny. Odfiltrowane drobinki kauczuku poddaje się działaniu gorącej wody - po to by zakończyć reakcję polimeryzacji - suszy i chłodzi. Otrzymane drobne okruchy zostają następnie sprasowane w kostki o wadze około 25 kg i owinięte folią EVA.

Zakład produkcyjny firmy AIB, gdzie wytwarza się m.in. wyroby butylowe i taśmy izolacyjne (fot. AIB)

Taki surowy kauczuk butylowy nie nadaje się jeszcze do zastosowania jako materiał uszczelniający. Ma zbyt małą wytrzymałość na rozciąganie, ściskanie i ścieranie a ponadto może mieć tendencję do rozwarstwiania się. Aby ustabilizować strukturę kauczuku i zapewnić mu wymagane właściwości, można poddać go sieciowaniu, czyli wulkanizacji. W tym procesie tworzą się wiązania poprzeczne między łańcuchami polimeru, a cała struktura staje się stabilniejsza. Innym sposobem ustabilizowania tego tworzywa jest zastosowanie dodatków, które stworzą warunki do powstania odpowiednio silnych wiązań między cząsteczkami.

---

Każdy produkt przygotowuje się zgodnie ze specyfikacją właściwą konkretnemu zastosowaniu (fot. AIB)

---

Ostateczne formowanie butylu odbywa się w wytłaczarkach albo mikserach. Ważne jest zachowanie odpowiedniej temperatury, ciśnienia i prędkości mieszania oraz proporcji i kolejności dozowania składników. Dzięki temu można modyfikować parametry butylu w szerokim zakresie, ale zawsze mieszankę przygotowuje się biorąc pod uwagę to, jakie będzie jej finalne zastosowanie. Możliwe jest nawet dostosowanie koloru mieszanki do konkretnego odcienia dachówki.

Istotne parametry

Z punktu widzenia funkcji, jaką pełni butyl w uszczelnieniach dekarskich, najważniejsze jego cechy to: wodoodporność, dobra przyczepność, wytrzymałość mechaniczna, odporność na wahania temperatury i promieniowanie UV. Wszystkie te parametry ściśle powiązane są ze strukturą i właściwościami lepkosprężystymi mieszanki, dlatego w laboratoriach określa się:

• ciężar właściwy mieszanki - waha się w granicach od 1,55 do 1,75 g/cm³,
• przyczepność przy kącie odrywania 90⁰ (7-15 kN/cm) i 180⁰ (8-21 kN/cm)
• zakres temperatury, w którym butyl zachowuje plastyczność, nie ulegając ani skruszeniu, ani rozpłynięciu (za dobre wartości uznaje się zakres od -40 do +90⁰C),
• punkt topnienia (nie powinien być mniejszy niż 150⁰C)
• odporność na starzenie – badanie wykonuje się w specjalnych komorach, w których butyl poddawany jest wielokrotnie cyklom naświetlania i oddziaływania zmiennych czynników naśladujących naturalne warunki atmosferyczne. 

Badania odbywają się najczęściej w temperaturze 23⁰C. Warto podkreślić, że badania samej mieszanki to jedno, a producenci akcesoriów dachowych, które zawierają butyl, we własnym zakresie również robią badania związane z trwałością i przyczepnością – już na gotowych taśmach czy foliach.

Taśmy butylowe zbudowane są z powłoki klejącej z butylu i zewnętrznej warstwy nośnika z tworzyw sztucznych (np. folii PE) albo cienkiej blachy, zazwyczaj aluminium (fot. AIB) 

Poza wymienionymi podstawowymi cechami, związanymi z przyczepnością i wytrzymałością mechaniczną, butyl ma jeszcze kilka zalet użytkowych. Butyl dzięki szczelności i dobremu przyleganiu do powierzchni zapewnia odporność na korozję, nie pleśnieje, nie zawiera też żadnych dodatków, które mogłyby przenikać do innych materiałów budowlanych – ani z żadnymi materiałami nie reaguje chemicznie. W połączeniu ze stałą plastycznością gwarantuje to praktycznie dożywotnią szczelność połączeń dekarskich, dlatego określenie „klej wiecznie żywy” trafione jest w punkt.

 

---

Artykuł powstał we współpracy z firmą AIB jako część cyklu „Dach trwale szczelny” w ramach autorskiej kampanii 
Akademia Świadomego Budowania.

>>> ZOBACZ CYKL

---

 

Data publikacji: 2 kwietnia 2019