STIC • Peintures intumescentes auto-stratifiantes
L’approche des peintures dites « auto-stratifiantes » permet la formation, en une seule application d’une formulation complexe, de multi-couches ou de structures à gradient de phase – directement sur acier ou sur plastique – présentant à la fois une bonne adhésion sur le substrat et des propriétés barrière en surface. Cette approche n’avait encore jamais été abordée dans le domaine des revêtements ignifugeants, quel que soit le substrat envisagé.
L’objectif du projet STIC a donc été de développer des formulations modèles auto-stratifiantes possédant simultanément des propriétés adhésives à un substrat donné, des propriétés ignifugeantes et des propriétés barrière en surface (à l’eau, aux UV,…), ceci afin de stimuler, d’un point de vue écologique, le développement des industries spécialistes en retard au feu.
Contexte
L’ignifugation d’un matériau peut s’effectuer en appliquant un revêtement ignifuge à sa surface. Cependant pour obtenir un revêtement adhérent au substrat, anti-feu et durable, trois revêtements différents doivent être successivement appliqués.
Il est donc très intéressant, tant du point de vue rentabilité que du point de vue écologique, de parvenir à réduire au minimum ce nombre d’applications, tout en conservant une efficacité équivalente voire supérieure aux systèmes existants.
Objectifs
Comme aucune publication ni brevet n’avait été identifié dans ce domaine précis, la porte était grande ouverte à un saut technologique important.
Deux substrats très différents ont été sélectionnés :
- un substrat plastique, le polycarbonate, difficile à ignifuger (en masse comme en surface) ;
- un substrat métallique en acier, qui, sans protection, perd ses propriétés mécaniques à partir de 500°C.
Le premier objectif a été d’obtenir des peintures modèles auto-stratifiantes de type I (stratification parfaite donnant lieu à deux couches distinctes) ou de type II (stratification caractérisée par un gradient homogène de concentration dans le revêtement) en utilisant deux ou trois résines selon les résultats obtenus.
Le second objectif a ensuite été d’incorporer dans ces formulations modèles des agents retardateurs de flamme, afin d’ignifuger du polycarbonate (classement V0 à l’UL94 et LOI de 30 au minimum) et d’obtenir un effet barrière au feu sur acier similaire à celui d’une peinture commerciale (en trois couches), tout en conservant le système auto stratifié, et donc l’adhésion aux substrats et les propriétés barrière de surface.
Résultats
Des revêtements auto-stratifiants ont été développés sur PC, qui répondent au cahier des charges du projet. De plus, un revêtement auto-stratifiant comprenant un agent retardateur de flamme a démontré des propriétés très intéressantes et est en cours d’étude.
En résumé:
- Un revêtement auto-stratifiant de classe I, appliqué sur Polycarbonate, et composé d’une résine époxyde et d’une résine silicone a été développé, système qui n’a jusqu’à présent jamais été mentionné dans la littérature. Un autre système auto-stratifiant de classe I de type fluoropolymère/époxyde, moins innovant mais parfaitement caractérisé, a également été obtenu.
- Contrairement à ce qui a pu être précédemment démontré dans la littérature, les pigments/charges ne restent pas nécessairement dans la phase dans laquelle ils ont été initialement dispersés, mais migrent vers la phase avec laquelle ils ont le plus d’affinité. Cela est le cas avec le système époxy/silicone/oxyde de fer étudié dans ce projet ; un article est en cours de rédaction sur ce sujet.
- Un résultat très intéressant pour la suite de l’étude a été obtenu : l’incorporation d’un pigment (l’oxyde de fer) montre des effets anti-feu extrêmement prometteurs à la fois dans les revêtements auto-stratifiants epoxy/fluoropolymère et époxy/silicone développés. L’oxyde de fer et un autre additif possédant des propriétés retardatrices de flamme n’ont par ailleurs pas révélé d’effet négatif sur le processus d’auto-stratification, contrairement aux données de la littérature, qui indiquent que la plupart des additifs communément utilisés dans une peinture ont un effet néfaste sur l’auto-stratification.
Porteur du projet
Carte d'identité
Type de projet : ANR
Date de début : septembre 2014
Durée : 42 mois
