Projet ANR-14-CE27-0010 – STIC : Peintures intumescentes auto-stratifiantes
Programme : Produits (conception, procédés et matériaux) (DS0303) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Madame Maude Jimenez (Unité Matériaux et Transformations)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 237471.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 54 mois
Résumé : L’ignifugation d’un matériau peut s’effectuer,  soit en ajoutant un retardateur de flamme dans le matériau (traitement dit « en masse »), ce qui fragilise le matériau et accélère son vieillissement, soit en appliquant un revêtement ignifuge à sa surface. Les revêtements ignifuges représentent une niche particulièrement rentable de l’industrie des peintures en général. Compte tenu des réglementations anti-feu de plus en plus sévères et de l’utilisation croissante de plastiques, composites et matériaux en acier, ce marché est en constante expansion. Cependant pour obtenir un revêtement à la fois adhérent au substrat, anti-feu et durable, trois revêtements différents possédant ces différentes propriétés doivent être successivement appliqués. L’application de ces trois couches peut s’avérer longue et complexe compte tenus des différentes formulations et temps de séchage, ce qui entraîne (i) une utilisation excessive d’énergie, (ii) une perte de temps et  (iii) et l’augmentation de la pollution environnementale. Il serait 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. L’approche des peintures « 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. Ces peintures sont actuellement essentiellement en développement dans le secteur automobile, cette approche n’ayant pour le moment jamais été abordée dans le domaine des revêtements ignifugeants, quel que soit le substrat envisagé. L’objectif du projet STIC est donc de développer des formulations modèles auto-stratifiantes possédant simultanément des propriétés adhésives à un substrat donné, des propriétés ignifugeantes intumescentes (qui gonflent sous l’effet de la chaleur) et des propriétés barrière (aux UV, à l’eau,..) en surface, ceci afin de stimuler, d’un point de vue écologique, le développement des industries spécialistes en retard au feu. Comme aucune publication ni brevet n’a été identifié dans ce domaine précis, cela ouvre grand la porte à un saut technologique important. 
Deux substrats très différents seront sélectionnés : un substrat plastique, le polycarbonate, difficile à ignifuger (en masse comme en surface) et un substrat métallique en acier, qui sans protection perd ses propriétés mécaniques à partir de 500°C. Le premier objectif sera d’obtenir des peintures modèles auto-stratifiante 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. Une de ces peintures développées devra être de faible épaisseur (<150µm), adhérer au polycarbonate (adhésion d’au moins 4B sur une échelle de 5) et présenter des propriétés barrière aux UV et à l’humidité. La seconde, plus épaisse (1-2 mm) devra adhérer directement sur de l’acier (force d’au moins 1,5 MPa au test d’arrachement) et présenter des propriétés barrière aux UV, à l’eau et à l’eau salée. Le second objectif sera ensuite d’incorporer dans ces formulations modèle des agents retardateurs de flamme (agents intumescents) afin d’obtenir un effet retardateur de flamme sur polycarbonate (classement V0 à l’UL94 et LOI de 30 au minimum) et 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. Les mécanismes de fonctionnement de ces nouveaux revêtements ignifugeants seront finalement étudiés.