Brevet FR2737729A1 — publié le 19970214

COMPOSITION DE REVETEMENT ET PROCEDE DE FABRICATION DE CETTE COMPOSITION La présente invention concerne une composition de revêtement, ainsi que le procédé de fabrication et le procédé d'application de cette composition. L'exploitation à grande vitesse des matériels roulants ferroviaires a révélé les limites des matériaux périphériques, plus particulièrement les matériaux de revêtement de ces matériels roulants. En effet, les matériaux de revêtement des matériels roulants révèlent leur incapacité à supporter les grandes vitesses. Après exploitation de ces matériels roulants les défauts suivants apparaissent: - corrosion du subjectile, - usure en bords d'attaque, - pelage des peintures, - salissures apparentes dues aux projections d'huile et aux agents de nettoyage, - perte de brillance. Aussi le mérite de la demanderesse est-il de proposer une composition de revêtement, mais également un procédé de fabrication et un procédé d'application de cette composition, ne présentant pas les défauts des matériaux de l'art antérieur. Un but de l'invention est donc de proposer une composition de revêtement monocouche, autolissant, à adhérence directe sur un support métallique, ayant des caractéristiques physico-chimiques répondant aux besoins des matériels roulants ferroviaires. Conformément à l'invention, la composition de revêtement se compose de deux partenaires dans le rapport 50/50, lesdits partenaires étant constitués d'additifs dont des matériaux pulvérulents, ladite composition étant obtenue par réunion à chaud avec un agent catalyseur. La composition de revêtement de l'invention satisfait également à l'une au moins des caractéristiques suivantes: - ledit agent catalyseur est constitué de polymercaptants, - la composition comporte les constituants suivants donnés en pourcentage du poids/du volume: entre 9 et 11 unités d'une première résine réactionnelle, entre 10 et 13 unités d'une seconde résine réactionnelle, entre 35 et 40 unités de résine filmogène, entre 0,5 et 0,7 unité d'agent anti-W, entre 0,9 et 1,2 unité d'agent Thixotropant. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le procédé de fabrication de la composition de revêtement comporte les étapes suivantes consistant, pour réaliser le premier partenaire, à: - disperser de l'ordre de 75% des résines réactionnelles et 100k des pigments et des matières de charges à l'empâter à une vitesse constante en ne dépassant pas une température de l'ordre de 400C pendant cette étape, - reprendre la pâte d'empâtage et broyer la pâte sur un appareil de dispersion continu ou discontinu en ne dépassant pas une température de l'ordre de 450C jusqu'à l'obtention d'une finesse correspondant à une valeur de l'ordre de 9 sur la jauge de North, et - incorporer le plastifiant et le complément des résines réactionnelles, et, pour obtenir le second partenaire, à:: - disperser à l'empâteur 75 de la résine filmogène et la totalité des matériaux pulvérulents et des bentones, - continuer l'agitation, - reprendre la pâte d'empâtage et broyer sur un appareil de dispersion continu ou discontinu jusqu'à l'obtention d'une finesse correspondant à une valeur de l'ordre de 9 sur la jauge de North, et - incorporer le complément de résine et les additifs. Le procédé de fabrication de la composition de revêtement de l'invention satisfait également à l'une des caractéristiques suivantes: - la résine est agitée préalablement jusqu'à ce que sa température soit de l'ordre de 50 C, - le mélange est ultrasonné pendant une durée de l'ordre de 20 mn. Un avantage de la composition de revêtement, du procédé de fabrication et du procédé d'application de cette composition de l'invention est de satisfaire tous les critères liés à la grande vitesse, à savoir: - l'adhérence, - la résistance aux produits tachants et chimiques, - la résistance aux graffiti, - la résistance à l'abrasion, - la résistance à la rayure, - la résistance aux chocs, - la résistance au vieillissement. Un autre avantage de la composition de revêtement de l'invention est que l'ensemble des constituants participent aux performances finales du revêtement et non pas à telle ou telle caractéristique spécifique. Ainsi les matériaux pulvérulents ne participent pas qu'à la couleur mais aussi, du fait de l'empilage granulométrique, à la résistance à l'abrasion. Un autre avantage de la composition de revêtement de l'invention est qu'elle est applicable en forte épaisseur monocouche à adhérence directe sur le support et qu'elle ne comporte donc pas de couche primaire de l'enduit et de couche intermédiaire. Un autre avantage de la composition de revêtement de l'invention est qu'elle ne comporte pas de solvant. Un autre avantage de la composition de revêtement de l'invention est qu'elle est autolissante lorsqu'elle est appliquée en forte épaisseur sans formation de peau d'orange et qu'elle est susceptible d'être pigmentée dans toutes les teintes. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de la composition de revêtement, du procédé de fabrication et du procédé d'application de cette composition. COMPOSITION La composition de revêtement de l'invention se compose de deux partenaires qui ne sont ni l'un ni l'autre plus particulièrement base ou durcisseur. L'un des partenaires se compose, d'une manière générale, d'une combinaison de constituants pris dans les constituants suivants: au moins une résine réactionnelle, au moins un plastifiant, au moins un pigment, au moins une matière de charge, au moins un anti-UV et au moins un antioxydant. L'autre partenaire se compose, d'une manière générale, d'une combinaison de constituants pris dans les constituants suivants: au moins une résine filmogène, au moins un pigment, au moins un agent rhéologique, au moins un anti-UV et au moins un antioxydant. Les résines réactionnelles sont destinées à réagir avec la résine filmogène. Le plastifiant est destiné à assurer le compromis dureté/souplesse souhaité. Ce constituant participe également au transfert de la composition de revêtement dans les tuyauteries lors de son application. Le pigment est destiné à donner sa couleur et son opacité à la composition de revêtement. La résine filmogène est destinée à réagir avec la résine réactionnelle pour élaborer le revêtement final. L'agent rhéologique permet une bonne rhéologie tout en facilitant la fabrication de la composition de revêtement. L'agent anti-UV permet d'éviter le jaunissement de la composition de revêtement ainsi que son farinage extérieur. Enfin, l'antioxydant confère une résistance accrue au système filmogène tridimensionnel obtenu, de plus il confère à la composition de revêtement une durabilité importante par son action synergisante avec les agents anti-UV. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, la composition de revêtement comporte les constituants suivants donnés en pourcentage du poids/du volume, entre parenthèses figurent les gammes opératoires: - entre 9 et 11 unités d'une première résine réactionnelle, par exemple du type HY 830 de Ciba-Geigy, - entre 10 et 13 unités d'une seconde résine réactionnelle, par exemple du type HY 850 de Ciba-Geigy, - entre 35 et 40 unités de résine filmogène, par exemple du type GY 260 de Ciba-Geigy, - entre 0,5 et 0,7 unité d'agent anti-UV, par exemple du type Tinuvin 292 et 1130 de Ciba-Geigy, - entre 0,9 et 1,2 unité d'agent Thixotropant, par exemple du type Bentone SD2 de Kronos. Dans une telle composition, les résines filmogène et réactionnelle, après élaboration de leur système tridimensionnel, confèrent la quasi totalité des propriétés physico-chimiques du film élaboré. Les gammes opératoires de ces deux constituants sont de +3 . Les agents anti-W confèrent à la composition sa pérennité temporelle surtout vis-à-vis des intempéries et du rayonnement solaire. Les agents thioxotropiques permettent de conférer au milieu dans lequel ils sont incorporés une consistance de gel qui, sous l'action de forces de cisaillement, sera annulée pour réapparaître à la cessation de la contrainte, ceci pouvant s'itérer à l'infini. Un avantage de cette fonction est la mono-application en très forte épaisseur sans coulure. PROCEDE DE FABRICATION Les deux partenaires sont fabriqués séparément sur des matériels spécifiques. Le procédé de fabrication de la composition de revêtement de l'invention comporte les étapes suivantes consistant, pour réaliser le premier partenaire, à: - disperser de l'ordre de 75% des résines réactionnelles et 100% des pigments et des matières de charges à l'empâteur, par exemple du type Ultraturrax, pendant une durée de l'ordre de 40 mn à une vitesse constante de l'ordre de 1500 tours/mn en ne dépassant pas une température de l'ordre de 400C pendant cette étape, - reprendre la pâte d'empâtage et broyer la pâte sur un tricylindre en ne dépassant pas une température de l'ordre de 450C jusqu'à l'obtention d'une finesse correspondant à une valeur de l'ordre de 9 sur la jauge de North, et - incorporer le plastifiant et le complément des résines réactionnelles, et, pour obtenir le second partenaire, à:: - disperser à l'empâteur, par exemple du type disque à aillettes, de 75W de la résine filmogène et de la totalité des matériaux pulvérulents et des bentones ; la résine est de préférence agitée préalablement jusqu'à ce que sa température soit de l'ordre de 50 C de manière à obtenir une meilleur fluidité, le mélange peut être ultrasonné pendant une durée de l'ordre de 20 mn de manière à optimiser le mouillage des matériaux pulvérulents par le liant, - continuer l'agitation sous une vitesse de l'ordre de 2000 trs/mn pendant une durée de l'ordre de 7 à 10 mn, - reprendre la pâte d'empâtage et broyer sur un appareil de dispersion continu ou discontinu jusqu'à l'obtention d'une finesse correspondant à une valeur de l'ordre de 9 sur la jauge de North, - incorporer le complément de résine et les additifs. PROCEDE D'APPLICATION Le matériel utilisé comporte deux réservoirs chauffants et thermostatés. Ils contiennent les deux partenaires. Les partenaires sont pompés par des pompes à engrenages ou hydrauliques à débit contrôlé. Les tuyaux d'amenées des produits au pulvérisateur sont chauffés et thermostatés. Le pulvérisateur est constitué entre autre d'une chambre de mélange à deux étages afin d'assurer une parfaite homogénéité du mélange. Une pression pneumatique ou hydraulique assure la pulvérisation. ESSAIS ET RESULTATS Les caractéristiques physico-chimiques de la composition de revêtement de l'invention sont données ciaprès. Ces caractéristiques physico-chimiques sont obtenues pour une composition de revêtement d'épaisseur nominale égale à 400 pm appliquée en monocouche sur une tôle grenaillée. L'ensemble des propriétés de la composition de revêtement de l'invention est acquise à partir d'une épaisseur égale à 200 pm. Des mesures d'adhérence, selon la norme AFNOR NF T 30.062 "Détermination de la résistance à l'arrachement par traction", montrent que la composition de revêtement de l'invention possède une adhérence supérieure à la force de cohésion de l'adhésif structural chargé soit 450 daN/cm2. Des mesures de résistance aux produits tachants et chimiques ont été effectuées. Les résultats de ces mesures figurent au tableau 1. Ces mesures de résistance aux produits tachants et chimiques, en l'occurence le dichlorométhane, l'acide oxalique à 10% et l'acide sulfamique combiné au difluorure d'ammonium, ont été effectuées en appliquant des produits à l'air libre sur des surfaces pendant une durée de 2 heures en recouvrant les surfaces d'un verre de montre. La dégradation est évaluée en terme de tenue à la brillance, à la couleur et de fantômes suivant une cotation nulle 0, moyenne 1 ou importante 2. Matériaux Brillance Couleur Fantôme Dichlorométhane O 0 0 Acide oxalique à 10% O 0 O Acide sulfamique combiné au 1 0 0 difluorure d'ammonium Tableau 1 Des mesures de résistance aux graffiti réalisés au moyen de marqueurs indélébiles, ont été effectuées. Les résultats de ces mesures figurent au tableau 2. Vingt quatre heures après son application, les graffiti sont éliminés, soit à l'acétone, soit au dichlorométane. Les résultats sont améliorés en insistant avec un solvant de nettoyage, par exemple du type cétonique. Brillance Couleur Fantômes en insistant avec un 1 0 0 solvant de nettoyage Tableau 2 Des mesures de résistance aux graffiti réalisés au moyen de bombes aérosols, ont été effectuées. Les résultats de ces mesures figurent au tableau 3. Vingt quatre heures après son application, les graffiti sont éliminés, soit à l'acétone, soit au dichlorométane. Résitance au graffitis Brillance Couleur Fantôme 1 0 1 Tableau 3 Des mesures de dureté BARCOL ont été effectuées. Le résultat de ces mesures figurent au tableau 4. Cette dureté, évaluée suivant la norme NF T 57.106, permet de définir la composition de revêtement par rapport à des matériaux très durs, par exemple des matières plastiques renforcées au verre textile. I Dureté BARCOL r > 35 I Tableau 4 A titre de comparaison, un revêtement DRP, à base de polyester mélaminé, très dur mais très cassant possède une dureté BARCOL de 40. Des mesures de résistance à l'abrasion, selon l'essai TABER norme NF T 54.351, ont été effectuées. Les résultats de ces mesures figurent au tableau 5. Les paramètres de mise en oeuvre de cet essai portent sur le nombre de tours, la masse appliquée et l'abrasif utilisé. Nbre de tours Meule Masse Pertes 1000 S42 1000 g 470 mg 500 S42 1000 g 100 mg 1000 CS10 500 g 54,5 mg 500 CS10 500 g 7,4 mg Tableau 5 Des mesures de résistance à la rayure, suivant la norme NF T 54.352, ont été effectuées. Le résultat de ces mesures figurent au tableau 6. Ces essais déterminent la masse minimale sous laquelle une pointe rayante, de forme définie, provoque une marque continue visible à l'oeil nu. I Résistance à la rayure ( > 0,9 N Tableau 6 Des mesures de résistance au choc, suivant la méthodologie de la norme NF T 54.359, ont été effectuées. Des moutons, munis d'une pointe diamant de forme cruciforme, de 50 mm de diamètre et de 3,5 Kg, ont été lachés sur les support s revêtus de la composition de revêtement de l'invention, sans vitesse initiale et d'une hauteur comprise entre 4 et 5 m. Chaque impact a été testé au peigne électrique sous 15000 volts pour détecter d'éventuelles fissures ou pertes d'adhérence à l'interface revêtement/support. Certains supports revêtus d'une composition de revêtement de l'invention d'une épaisseur de l'ordre de 400 Zm ont pu résister au choc d'un lâcher d'une hauteur de 4,5 m. Enfin, des mesures de vieillissement accéléré ont été effectuées. Les résultats de ces mesures figurent au tableau 7. Des supports revêtus d'une composition de revêtement de l'invention ont été exposés durant un délai de l'ordre de 3500 heures au rayonnement W d'une lampe à arc de xénon d'une puissance de 6000W. Vieillissement accéléré Brillance Couleur Fantôme 1 0 o Tableau 7 REVENDICATIONS 1. Composition de revêtement composée de deux partenaires dans le rapport 50/50, lesdits partenaires étant constitués d'additifs dont des matériaux pulvérulents, ladite composition étant obtenue par réunion à chaud avec un agent catalyseur. 2. Composition selon la revendication 1 dans laquelle ledit agent catalyseur est constitué de polymercaptants. 3. Composition selon la revendication 1 et 2, comportant les constituants suivants donnés en pourcentage du poids/du volume: - entre 9 et l1 unités d'une première résine réactionnelle, - entre 10 et 13 unités d'une seconde résine réactionnelle, - entre 35 et 40 unités de résine filmogène, - entre 0,5 et 0,7 unité d'agent anti-UV, - entre 0,9 et 1,2 unité d'agent Thixotropant. 4. Procédé de fabrication de la composition de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant les étapes suivantes consistant, pour réaliser le premier partenaire, à: - disperser de l'ordre de 75 des résines réactionnelles et 100k des pigments et des matières de charges à l'empâteur à une vitesse constante en ne dépassant pas une température de l'ordre de 400C pendant cette étape, - reprendre la pâte d'empâtage et broyer la pâte sur un disperseur continu ou discontinu en ne dépassant pas une température de l'ordre de 450C jusqu'à l'obtention d'une finesse correspondant à une valeur de l'ordre de 9 sur la jauge de North, et - incorporer le plastifiant et le complément des résines réactionnelles, et, pour obtenir le second partenaire, à: : - disperser à l'empâteur 75 de la résine filmogène et la totalité des matériaux pulvérulents et des bentones, - continuer l'agitation, - reprendre la pâte d'empâtage et broyer sur un disperseur continu ou discontinu jusqu'à l'obtention d'une finesse correspondant à une valeur de l'ordre de 9 sur la jauge de North, et - incorporer le complément de résine et les additifs. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la résine est agitée préalablement jusqu'à ce que sa température soit de l'ordre de 500C. 6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le mélange est ultrasonné pendant une durée de l'ordre de 20 mn.