Academic literature on the topic 'Peinture – Émulsions'

La prise de conscience des problèmes écologiques liés à l'émission de solvants dans l'atmosphère a provoqué la mise en place d'un cadre législatif auquel les fabricants de peintures ont du s'adapter. L'évolution vers l'utilisation des peintures en phase aqueuse n'a pu être réalisée sans des aménagements tant au niveau des procédés que des produits. Ansi, les pigments aluminium mis en oeuvre dans les peintures métallisées, destinées à l'industrie automobile, doivent subir des traitements préalables leur permettant dé́viter des phénomènes de corrosion préjudiciables tant du point de vue esthétique que de la sécurité (dégagement d'hydrogène). Les traitements proposés jusqu'ici (composés phospho-organiques, dérivés du CrVI) ne sont pas exempts de défauts (toxicité). Cette étude a permis de montrer que l'encapsulation des pigments aluminium dans une coque de PMMA par un procédé dérivé de la polymérisation en émulsion permet d'obtenir des pigments stables en phase aqueuse. De plus, la mise au point d'un nouveau procédé de production permet d'envisager l'élaboration d'un grade universel, i. E adapté pour les peintures en phase aqueuse et solvatée.

Dans le contexte des problématiques environnementales, la mise en émulsion de résines biosourcées constitue une étape clé vers la production de « peintures vertes ». L’hydrophobie de deux résines alkydes d’origine végétale a été évaluée par une méthode novatrice appelée salinity-slope en réalisant un balayage en sel d’un système E/H/TA ionique. Les résultats ont montré que la neutralisation des résines modifie leur polarité, les rendant moins hydrophobes. L’hydrophilie de 27 tensioactifs a par ailleurs été évaluée par PIT-slope permettant d’une part de montrer l’extensivité de cette méthode et d’autre part de définir pour une huile donnée une zone optimale d’émulsification nommée rPIT-slope. L’impact des variables de formulation et de procédé sur le processus d’émulsification par inversion de phase catastrophique des résines alkydes d’origine végétale a également été évalué par la méthodologie des plans d’expériences. Parmi l’ensemble des paramètres étudiés, la température et la vitesse d’agitation sont deux paramètres ayant une forte influence sur le diamètre moyen des gouttes et sur le profil granulométrique des émulsions. L’ensemble de ces résultats a finalement permis de rationaliser le processus d’émulsification par inversion de phase catastrophique d’une résine alkyde d’origine végétale en facilitant non seulement la sélection de tensioactifs biosourcés mais également l’obtention d’émulsions de taille de goutte inférieure à 350nm<br>In a context of environmental issues, the key step to produce” green paints” is to formulate emulsions of biobased resins. The hydrophobicity of two agrobased alkyd resins has been investigated by an innovative approach called the salinity-slope method which consist in realizing a salinity scan to a W/O/ionic surfactant system. Results have shown that resins’ polarity is modified when they are neutralized, making them less hydrophobic. The hydrophilicity of 27 surfactants has been evaluated by the PIT-slope method which helped on one hand to show the extensive property of this method and on the other hand to define an optimal area of emulsification for a given oil named the rPIT-slope. The experimental design methodology has been used to study the impact of formulation and process parameters on the biobased alkyd resins’ emulsification by catastrophic phase inversion protocol. Results have shown that temperature and stirring rate are the parameters which have the highest effect on droplet size distribution. Overall, this study enables the emulsification process to be streamlined, facilitating not only the selection of biobased surfactants but also the formulation of emulsion with droplet size lower than 350nm

The philosophy of this project is to use waterborne nanocomposite particles (latex of 100nm diameter) with controlled nanostructures as building blocks for the final material. A latex is a colloidal suspension in water of polymer particles stabilized by adsorption of surfactant molecules on the surface. A continuous film is obtained after water evaporation and particle coalescence. Two types of “fillers” were considered: mineral filler (nanoclays, laponite) and polymer fillers (alkyd resin with the ability to crosslink). The materials have been produced by in-situ polymerization (miniemulsion polymerization) in the presence of the second phase. Due to the presence of surfactant molecules, the waterborne films exhibited a different water uptake behavior than solvent-borne films. In addition, the presence of the second phase also impacted the water uptake and mechanical. In terms of mechanical properties, the presence of a percolating network of mineral fillers had a strong influence<br>Ce projet se centre sur le développement de revêtements respectueux de l'environnement basé sur la technologie latex. Un latex est une suspension colloïdale de particules (10nm-10µm de diamètre) de polymère dans l'eau. . . La stabilité de cette suspension est garantie par l'addition de molécules de tensioactifs (surfactant) qui portent une tête hydrophile et une queue hydrophobe. Ces molécules vont couvrir la surface des particules de latex avec leur tête hydrophile pointant vers la phase aqueuse, favorisant ainsi les forces de répulsion. Dans les conditions adéquates, ces particules coalescent après évaporation de l'eau pour former un film continu. La philosophie de ce projet est d'utiliser ces particules (dans notre cas 100nm de diamètre) en tant que brique élémentaire nanostructurée pour construire le matériau final nanostructuré à son tour. Les latex sont basés sur un copolymère acrylate, déjà bien répandu pour une application peinture intérieure. Cependant, ces propriétés ne permettent pas d'étendre son utilisation à une application peinture extérieure. Deux approches ont été considérées pour améliorer le comportement de ces revêtements. Tout d'abord, l'ajout d'une résine alkyde susceptible de réticuler au contact de l'air, et ensuite l'ajout de nanocharges minérales (argile). Le succès de l'introduction à l'échelle nanométrique de ces secondes phases repose sur une polymérisation in-situ en présence de cette seconde phase. La voie de synthèse adoptée est la polymérization par miniémulsion qui est un récent développement de la polymérisation en émulsion conventionnelle. Il a été montré que dans les eux stratégies, la nanostructuration du matériau a une influence sur la distribution du surfactant et de ce fait sur les propriétés de prise en eau. De plus la présence d'un réseau percolant de nanocharges entraîne une augmentation brutale du renforcement

Préparation de particules multicellulaires utilisables comme pigment blancs, constituées de polystyrène recouvert d'un copolymère POE/PS tensio-actif, par polymérisation en suspension du styrène dans une émulsion eau/styrène/eau. Utilisation possible d'un électrolyte dans la phase aqueuse pour augmenter la porosité. Mesures d'opacité des pigments inclus dans des films montrant que des occlusions fermées de 0,3 à 1 micron sont les plus efficaces

Les nombreuses contraintes et pressions environnementales ont conduit les grandes sociétés de vernis et peintures industrielles à développer de nouvelles formulations sans solvant, respectant ainsi les exigences vis-à-vis de l’environnement et des normes en vigueur. Le remplacement des peintures solvants par des peintures en phases aqueuses a permis de réduire la quantité de solvants émise par cette industrie. Cependant, le temps de séchage important des peintures en phase aqueuses constitue un obstacle considérable en termes de productivité. Un moyen de réduire ce temps de séchage est d’employer les micro-ondes pour sécher ces peintures. Pour les peintures aqueuses, il s’avère que l’idée du séchage micro-ondes est particulièrement intéressante. Cependant, les formulations actuelles des peintures aqueuses ne sont pas adaptées à ce mode de séchage. Il faut donc entièrement repenser leur formulation, en vue de les rendre plus réactive vis-à-vis de ce mode de séchage. Trois objectifs ont été réalisés dans cette étude. Dans un premier temps, il s’agissait de déterminer les règles de formulations des peintures aqueuses pour les rendre plus performantes vis-à-vis du séchage micro-ondes. Ce travail a fait l’objet d’un plan d’expériences, dans lequel ont été étudiés les composants majeurs rentrant dans la constitution des vernis et peintures aqueuses. Cette phase d’optimisation nous a permis de déterminer les meilleures formulations de peintures aqueuses destinées à être séchées par micro-ondes. La deuxième partie de ce travail a consisté à analyser au niveau microscopique et macroscopique les films de peintures obtenus à partir des meilleures formulations issues du plan d’expériences. Des différences structurales ont été observées au niveau microscopique, pouvant ainsi expliquer les différences examinées au niveau macroscopique. Enfin, la troisième et dernière partie de ce travail nous a amené à réaliser une étude théorique de modélisation moléculaire sur le transport de l’eau dans diverses matrices polymères. Cette étude théorique a confirmé les résultats obtenus lors du plan d’expérience, démontrant ainsi la capacité des peintures aqueuses à être séchées par micro-ondes<br>Heightened environmental awareness has lead nowadays, major paint companies to develop environmentally friendly waterbone coatings. Using waterbone paints allows to drastically reducing the quantity of hazardous air polluants emitted by the coatings industry. However this mutation is very slow and be confronted with a problem : the amount of time needed for a traditional drying drives the productivity down. One way to reduce this long drying time is to use microwaves to dry waterbone paints. For a waterborne coating, the idea of microwave drying is particularly interesting. However the ability to dry waterbone paints by microwaves requires adapting formulations to this new technology and present a continuing challenge for formulators. The aim of the study was three-fold. First we identified the principles and the rules governing the formulation of microwave-dryable waterbone coating, by an experimental design, in which major components of water-bone paints have been studied. This optimisation phase, allowed us to find the best microwave-dryable waterbone paint formulation. The second phase has been consisted in the analysis of resulting paint film at the macroscopic and microscopic level. Structure differences have been found at the microscopic level and can explain the macroscopic differences observed. The third and final phase was to understand in details the water transport in polymer matrix using molecular modelling. This theoretical study has been confirmed the results obtained in the experimental design, proving the capability for water-borne coatings to be dry by microwaves energy

Les peintures sont omniprésentes dans nos civilisations modernes et décorent presque tous les supports et ce dans des domaines très variés. L'utilisation massive des peintures pose cependant des problèmes environnementaux et de santé publique, de par la présence de solvants qui, lors du séchage, s'évaporent et émettent des composés organiques volatiles (COV) néfastes pour l'environnement et l'homme. Une démarche européenne et mondiale de réduction d'émission des COV est donc en cours depuis quelques années. De plus, l'engouement croissant pour le développement durable pousse à la transition de produits pétrosourcés vers des produits biosourcés, à coûts et performances similaires. Les résines alkydes en émulsions, développées au début du XXème siècle, constituent une alternative de choix car émettant une quantité limitée de COV et obtenues par polycondensation de matières premières renouvelables. Après un état de l'art sur le contexte des peintures actuelles et la composition d'une peinture alkyde en émulsion, leurs propriétés physiques et chimiques ont été étudiées. Après ce travail de formulation, deux additifs ont été synthétisés afin d'augmenter le taux de biosourcé des peintures alkydes en émulsion : un épaississant et un agent dispersant. De par la présence de surfactants, les formules de peintures alkydes en émulsion sont pour l'heure moins compétitives que les peintures alkydes en phase solvant. En conséquence, la première émulsion alkyde sans tensioactif a été développée et ses performances évaluées en peinture<br>Paints and coatings occupy a prominent place in the cultural history of mankind. People have always been fascinated by colors and used paints to decorate and beautify themselves and their environment. Nevertheless, these products bring a lot of problems. For instance, some paints still contain organic solvents, which have negative impacts on the environment and human health. Due to environmental legislations and the need to reduce VOCs emission (volatile organic compounds), water-based paints have attracted a lot of interest. Moreover, the raising sustainability awareness is a driving force for the transition from petrobased to biobased products with equivalent costs and performances. In this context, alkyd resin emulsion, introduced in the 1990s, still continue to be the most widely used binder, because they have low VOCs level and are synthesized by polycondensation reactions of renewable raw materials. After reviewing the current state of the art regarding the alkyd paint emulsion, their physical and chemical properties were studied. Two additives, respectively a rheology modifier and a dispersing agent, were also synthesized, in order to increase the biobased content of alkyd paint emulsion Due to the presence of wetting agent, alkyd emulsion paints are still less competitive than solvent-borne alkyd paints. The first surfactant free alkyd emulsion was consequently developed and its film properties characterized in paint formulation

Dans ce travail nous avons décrit la synthèse anionique de copolymères amphiphiles à blocs Poly(Butadiène)-b-Poly(2-VinylPyridine)-b-Poly(Oxyde d'Ethylène) (PB-P2VP-POE), ainsi que la synthèse par voie radicalaire, en utilisant la technique macromonomère, de terpolymères greffés à base de monomères azotés, de méthacrylate de lauryle et de méthacrylate de poly(éthylène glycol). Les copolymères à blocs, présentant une polymolécularité réduite en masse moléculaire et en composition, nous ont alors permis d'étendre le concept de la micellisation, caractéristique des copolymères biséquencés AB en milieu sélectif, aux ABC dans l'eau et/ou dans l'heptane. La confrontation des données expérimentales relatives aux micelles, rayon hydrodynamique (Rh) et nombre d'agrégation (Z) avec les théories de Noolandi et Hong, de Zhulina et Birshtein, ainsi que de Nagarajan et Ganesh nous a conduits à proposer un modèle concentrique pour ces associats en milieu sélectif. L'étude des propriétés de solubilité des copolymères greffés a également conduit à la détermination d'un domaine de composition pour lequel la dissolution est possible dans l'eau comme dans l'heptane. Les isothermes d'adsorption des copolymères à blocs PB-P2VP-POE en présence de dioxyde de titane, caractérisés par un taux d'adsorption élevé à l'équilibre, révèlent l'affinité des polymères pour la surface de ces pigments. L'effet dispersant et stabilisant des macromolécules, vis-à-vis de pigments de dioxyde de titane (TiO2) et d'oxyde de fer (Fe2O3), a alors été montré en étudiant la granulométrie et la vitesse de sédimentation des dispersions. Les copolymères à blocs et greffés ont enfin été mis en application lors de la préparation de peintures aqueuses en émulsion, et de peintures glycérophtaliques à base de TiO2 et de Fe2O3.

Dans un premier temps, une famille de tensioactifs polymerisables (surfmeres), comportant un bloc d'oxyde d'ethylene (partie hydrophile), un bloc d'oxyde de butylene (partie hydrophobe) et une extremite styrene, a ete synthetisee et caracterisee. Elle a ensuite ete employee dans un procede de polymerisation en emulsion en vue de l'obtention de copolymeres acryliques filmogenes. L'extremite hydrophile du surfmere est soit une fonction alcool, le mode de stabilisation est alors sterique, soit une fonction sulfonate, le mode de stabilisation est alors electrosterique. Pour chaque surfmere, nous avons synthetise son homologue non reactif, de facon a discuter de l'effet de la double liaison. Apres avoir mis au point le procede de polymerisation en emulsion pour la preparation de particules coeur (pmma)-ecorce (p(pmma-abu)), nous avons mis en evidence les chaines stabilisantes hydratees par resonance magnetique nucleaire du proton, apres irradiation de la raie d'eau, sur des latex en l'etat. Nous avons par ailleurs caracterise la composition des especes desorbables par lavage exhaustif du latex. Les surfmeres sont copolymerises avec les monomeres acryliques, mais les produits formes restent soumis a un equilibre thermodynamique de partage, entre les particules et la phase aqueuse, tres fortement deplace en faveur de l'adsorption. Malgre cet equilibre, les surfmeres offrent au latex une excellente stabilite aux electrolytes et aux tests de gel-degel, stabilite meilleure qu'avec leurs equivalents non reactifs. Il a ete observe par microscopie a force atomique que lors de la filmification, l'empilement des particules preparees avec un surfmere est desordonne, alors qu'il est organise selon un reseau cubique faces centrees pour les latex stabilises avec les tensio-actifs non reactifs. Cependant, la double liaison du tensio-actif a un leger effet de renforcement mecanique des films. Il a aussi ete mis en evidence une amelioration de la resistance a l'eau des films grace a l'emploi de surfmeres et, en particulier, une deformation tres reduite des films au cours d'une immersion prolongee dans l'eau.

La forte croissance du marché des peintures en poudre nécessite le développement de nouvelles matières de charges compatibles, et notamment de grades de pigments aluminium spécifiques pour obtenir des effets métallisés intéressants. Pour ce faire, l'enrobage des pigments dans une couche polymère est une stratégie éprouvée. Cette étude a permis de montrer qu'un nouveau type de traitement simple et propre, en milieu aqueux, est possible grâce à l'utilisation d'un réactif qui joue un double rôle : les ions persulfate permettent, en effet, dans un premier temps d'inhiber la corrosion de l'aluminium par passivation, puis d'amorcer la réaction de polymérisation de monomères acryliques. La mise en oeuvre de conditions de réaction spécifiques permet alors de limiter l'agglomération des particules et de former une couche polymère homogène et uniforme garantissant des effets otiques optimaux. En ce qui concerne l'interaction entre persulfate et aluminium, nous avons mis en évidence une réaction d'oxydation par le persulfate. Son effet est croissant avec le rapport massique ions persulfates / aluminium et des conditions optimales ont été déterminées sur le grade de pigments étudié. Enfin un mécanisme a été proposé pour rendre compte des résultats obtenus lors des tests de dégazage (gassing), du suivi du ph et des observations en microscopie électronique à balayage (MEB).

Les cinetiques de reticulation et de sechage d'une peinture modele de type epoxy-amine a base aqueuse ont ete etudiees sous rayonnement infrarouge court. Cette peinture a ete formulee au laboratoire. Elle se presente en deux pots, sous forme d'une emulsion de monomeres epoxy de type dgeba, d'une part, et d'un durcisseur de type amine primaire, d'autre part. Differentes methodes classiques d'analyse ont ete utilisees pour l'etude de la reticulation. Ces methodes ont ete adaptees a l'etude de films en couche mince (entre 50 et 150 m). De plus, une methode moins classique, la microdielectrometrie nous a permis de suivre l'evolution de la polymerisation en continu et in situ a l'interieur de l'etuve. Nous avons decrit l'influence de l'eau sur la polymerisation. Un modele auto-catalytique de deuxieme ordre a permis de decrire correctement la cinetique de polymerisation. Les constantes cinetiques sont du meme ordre de grandeur que celles issues de la litterature. Par ailleurs, un sechoir a ete mis au point au laboratoire pour l'etude de la cinetique de sechage sous rayonnement infrarouge. Nous avons etudie l'influence de differents parametres sur la cinetique d'evaporation de l'eau sous rayonnement infrarouge pur (densite de flux, epaisseur du film, vitesse de montee en temperature. . . ). L'influence de la vitesse de l'air en sechage mixte a egalement ete observee. Un modele diffusif obeissant a la loi de fick nous a permis de simuler correctement les phenomenes etudies. Un bilan thermique global a permis de modeliser l'evolution de la temperature. Le coefficient de diffusion de l'eau dans le film de peinture depend de la temperature et de l'humidite. La dependance en temperature de type arrhenius montre une energie d'activation de 26,4 kj. Mol#-#1. Cette valeur est du meme ordre de grandeur que les valeurs de la litterature.