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RÉSUMÉ
Les peintures doivent se concevoir à partir bien sûr de la connaissance des matières premières, mais également à partir de la compréhension des phénomènes physico-chimiques interagissant pendant les différentes étapes de la vie du produit : fabrication, application, conservation, adhésion au support, séchage, aspect, dégradation. La grandeur fondamentale à considérer dans l’optimisation de la formulation des peintures est la concentration pigmentaire volumique. Ce paramètre définit le rapport des volumes de matières pulvérulentes contenu dans le produit à la valeur de l’extrait sec.
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Jean-Claude LAOUT : Docteur en Chimie (3e cycle) - Ancien responsable du service « Peintures » des Laboratoires Wolff (Lyon)
INTRODUCTION
Cet article ne se propose en aucun cas de fournir des formulations types de fabrication, mais de montrer comment il est possible d’approcher la conception de la formulation des peintures à partir de la maîtrise des grandeurs physiques et de la connaissance des matières premières. Elles doivent d’une part répondre aux besoins des utilisateurs et d’autre part être adaptées à la protection et/ou à la décoration des subjectiles. C’est pourquoi, selon l’usage auquel elles sont destinées, les peintures seront formulées de manière différente. Leur spécificité dépendra pour l’essentiel de leur domaine d’utilisation : peintures décoratives « bâtiment » et « grand public », peintures anticorrosion, peintures industrielles, peintures marines. La physico-chimie intervient au cours de toutes les étapes de la vie de la peinture : fabrication, application, conservation, adhésion au support, séchage, aspect, dégradation. Ainsi la concentration pigmentaire volumique est considérée comme la grandeur fondamentale dans le domaine de l’optimisation de formulation des peintures. En outre, il convient de connaître aussi bien les limites des simples mesures de viscosité que l’étude du comportement rhéologique des produits prêts à l’emploi afin d’éviter des défauts tels que les coulures. Les travaux de Hildebrand, à partir de l’enthalpie de mélange, complétés par ceux de Hansen, permettent de prévoir le comportement des couples solvants / polymères grâce aux paramètres de solubilité. De même, la notion de mouillabilité, proposée dès 1805 par Young, trouve-t-elle aussi son application dans l’étalement des peintures.
L’ensemble de ces informations abordées dans cette première partie montrera que la mise au point d’une formulation de peinture relèvera plus de la connaissance fondamentale de la physico-chimie que de celle des « recettes de cuisine » ; la seconde partie traitera plus spécifiquement des polymères utilisés dans la formulation (résines alkydes, époxydes, etc.), ainsi que de leurs propriétés et de leurs applications.
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1. Définition d’une peinture
Selon le dictionnaire technique des peintures et des travaux d’application, « une peinture est un produit liquide ou en poudre, contenant des pigments, destiné à être appliqué sur une surface pour former un feuil opaque doué de qualités protectrices, décoratives ou techniques particulières ».
La terminologie des principaux constituants utilisés couramment dans la formulation des peintures est celle définie dans la norme NF T 36-001 de juin 1988 (cf. ).
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Liant et/ou mélange de liants : partie non volatile du milieu de suspension des peintures et vernis.
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Pigments : substances généralement présentes sous forme de fines particules, pratiquement insolubles dans les milieux de suspension usuels, utilisées en raison de certaines de leurs propriétés optiques, protectrices ou décoratives.
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Matières de charge : substances en poudre, pratiquement insolubles dans les milieux de suspension, souvent blanchâtres ou faiblement colorées, dont l’indice de réfraction est généralement inférieur à 1,7, employées en raison de certaines de leurs propriétés chimiques ou physiques.
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Solvant : constituant liquide, simple ou mixte, volatil dans des conditions normales de séchage, ayant la propriété de dissoudre totalement le liant, même à forte concentration.
Industriellement, pour des raisons techniques et économiques, la partie volatile est constituée généralement par un mélange de solvants vrais et de liquides non solvants du liant désignés sous le vocable « solvants latents » et « diluants ». Ces composés organiques peuvent être incorporés aux solvants vrais sans provoquer la précipitation du liant ou du polymère.
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Diluant : liquide simple ou mixte, volatil dans des conditions normales de séchage, incorporé en cours de fabrication ou ajouté au moment de l’emploi, pour obtenir les caractéristiques d’application requises sans entraîner de perturbations.
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Additifs :...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - PETIT (J.), ROIRE (J.), VALOT (H.) - Encyclopédie de la peinture : formuler, fabriquer, appliquer - . Érec-Puteaux, 429 p., tome 1 (1999) – 431 p., tome 2 (2001) – tome 3 (1999) (à paraître 2e trimestre 2005).
-
(2) - PATTON (T.C.) - Paint flow and pigments dispersion - . 479 p., Interscience Publishers a division of J. Wiley and Sons New-York, London, Sydney (1979).
-
(3) - LAOUT (J.C.), RHOME (M.T.) - Mémento des peintures - . Laboratoires Wolff, 29 p. (déc. 1997).
-
(4) - LAMBOURNE (R.) - Paint and surface coatings : Theory and practice - . 695 p., John Wiley and Sons New-York, Chichester, Brisbane, Toronto (1987).
-
(5) - DAVIS (A.), MÜNSTER (I.) - Titanium dioxide pigments in industrial coatings - . 89 p., Kronos International Inc. (1996).
-
(6) - ROIRE (J.) - Les...
ANNEXES
GERMAIN (Ch.) - * - cf. réf.
CHOPINEZ (F.) - Influence de la formulation de propylènes choc injectés sur l’adhérence d’une peinture - . École nationale supérieure des mines de Paris (2002).
BEN TADJIME (S.) épouse BEN YAHIA - Mécanismes de formation et propriétés physico-chimiques et mécaniques des interphases époxy-diamine/métal. - Institut national des sciences appliquées de Lyon (1992).
HAUT DE PAGE2 Principales revues dans le domaine des peintures
Double liaison chimie des peintures
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