Influence des liants, des charges et des additifs sur Couleur et Apparence

Liant

Le liant ou résine combine tous les composants solides du revêtement et agit comme un formateur de film. Il confère des propriétés mécaniques comme la dureté, la flexibilité et l’adhérence. Le liant lui-même est transparent et brillant.

Les résines sont sujettes à la dégradation par l’oxydation thermique et photo-induite. Ainsi la résistance à l’altération et aux radiations UV doit être garantie. Cela est très important pour les revêtements anticorrosion qui protègent des objets comme les ponts, les cuves de stockage ou les structures en acier contre les facteurs environnementaux. Des tests sont menés soit en utilisant des chambres d’altération accélérée, soit dans des conditions réelles. Les zones d’altération la plus populaire sont situées en Arizona et en Floride du Sud.

Dans l’exemple ci-dessous, deux types de résines de siliconeépoxyde sont exposées. Comme montré sur le graphique, le type 2 a une brillance initiale à 60° plus élevée et même après 42 mois d’exposition en Floride, son niveau de brillance est toujours plus élevé que celle du type 1. Le maintien de la couleur était excellent dans les deux cas. Après 42 mois d’exposition en extérieur, les deux types montrent un ΔE* de moins de 1 comparé à l’étalon.

Charges

Les charges sont des particules solides qui sont pratiquement insolubles dans le liant. Elles servent à augmenter le volume de la peinture et à améliorer les propriétés mécaniques et optiques. Elles sont généralement moins coûteuses que les autres pigments et réduisent les coûts totaux de formulation de la peinture. Parmi elles, le carbonate de calcium représente la classe la plus importante quantitativement. Il a un ton neutre et un éclat élevé (L* ≥ 95) et peut donc être utilisé pour substituer TiO₂. Comme la taille des particules est plus importante et que son indice de réfraction est plus faible, des précautions doivent être prises pour obtenir le pouvoir couvrant requis. De nouveaux types de carbonate de calcium synthétiques, répondant aux considérations susmentionnées, sont disponibles. Pour une classe intermédiaire de peinture d’intérieur, dans la formulation avec 12.5 % de TiO₂ et une CVP (Concentration en volume de pigments) de 76 %, la quantité de TiO₂ a été substituée à 1 pour 1 par le nouveau type de carbonate de calcium. Le graphique ci-dessous montre le résultat : l’opacité comme l’éclat n’a pas changé comparé à la formulation standard jusqu’à une substitution de TiO₂ de 60%.¹⁾

Dans cette expérience, seule une augmentation de la brillance à 85° de 4 à 7 unités de brillance a été mesurée.

¹⁾ Dr. Petra Fritzen; Solvay Chemicals GmbH: Ein gut gefülltes Paket; Farbe und Lack (June 2015); page 58 – 62

Additifs

Les additifs sont des substances ajoutées au revêtement en très petites quantités pour améliorer des propriétés comme le mouillage et la dispersion, l’écoulement et le nivellement ou pour agir comme des agents anti-mousse ou matants.

Additifs de mouillage et de dispersion

L’une des étapes les plus importants dans la production de revêtement pigmentés est la distribution homogène et la stabilisation des pigments et des charges dans la solution de liant liquide. Si cette étape n’est pas optimisée, une variété d’anomalies peut apparaître : par exemple une floculation, une réduction de la brillance, un changement de couleur et une décantation. Les additifs de mouillage et de dispersion sont des substances tensio-actives qui améliorent le mouillage des solides et prévient la floculation des particules. Le diagramme ci-dessus montre l’influence des additifs de mouillage et de dispersion sur la qualité de dispersion. Deux additifs utilisés dans un revêtement sans solvant sont comparés avec le même revêtement sans additif (=étalon). Le nouveau produit stabilise parfaitement les pigments, aboutissant à une augmentation de la valeur de la brillance à 20° et une réduction significative du haze.

Additifs d’écoulement et de nivellement

Le chapitre « Revêtements industriels » discute d’une application où l’effet peau d’orange d’un revêtement en poudre peut être optimisé en utilisant l’additif d’écoulement et de nivellement BYK-3902 P. Les mesures ont été réalisées grâce à l’instrument wave-scan.

Agents matants

En fonction de la taille des particules, des cires peuvent avoir une influence sur la brillance de la surface. Généralement les particules dont la taille est supérieure à 1 μm génèrent un effet matant. CERAFLOUR 1000 est un polymère micronisé qui a des propriétés similaires à une cire pour améliorer la protection de la surface et l’haptique (effet de toucher soyeux). Il a un effet matant, particulièrement dans les systèmes de durcissement par rayonnement. Le graphique ci-dessous montre l’influence de la concentration en additif sur le niveau de brillance d’un copolymère de dispersion 1-K AC-PU. Même après 4 semaines de stockage à 40°, l’effet matant n’est presque pas réduit.

Additifs rhéologiques

Les additifs rhéologiques sont utilisés pour la caractéristique d’écoulement du revêtement. Par exemple, les cires sont utilisées pour améliorer l’orientation des pigments à effets. Dans l’exemple suivant, un système aqueux a été évalué en utilisant trois additifs rhéologiques différents : un système étalon, un épaississant acrylique et une cire AQUATIX. Visuellement, les trois panneaux ont le même aspect sous un éclairage direct avec un angle fort. Lors de la comparaison avec un angle plus rasant, le système utilisant la cire est moins scintillant.

Les données de mesures de BYK-mac i correspondent à l’appréciation visuelle. La zone de scintillement à 75° du système avec la cire est plus petite que pour les deux autres systèmes. Comme le scintillement à 75° mesure les paillettes non parallèles, cela montre clairement que l’utilisation de la cire AQUATIX améliore l’orientation des paillettes d’aluminium.