Brevet FR3006323A1 — publié le 20141205

La présente invention concerne une peinture ou un vernis pour assainir l'air comprenant un liant portant une fonction fixatrice de formaldéhyde de l'air. Elle trouvera son application pour les peintures ou vernis décoratifs pour murs, plafonds, boiseries, sols ou industriels pour sols ou ameublements pouvant être appliquées sur divers supports pour assainir la qualité de l'air intérieur d'une pièce en fixant le formaldéhyde libre. En effet, l'air intérieur est un enjeu majeur de santé publique. Il est 5 à 10 fois plus pollué que l'air extérieur. Plusieurs composés organiques volatils sont cités notamment le benzène et le formaldéhyde. Le formaldéhyde est un polluant très répandu dans l'air intérieur. Il provient de différentes sources comme les meubles, les tapis, les cuissons ménagères, les textiles d'ameublement, les fumées de cigarette, le contre-plaqué, les panneaux mélaminés, etc.... Depuis 2004, il est classé comme cancérogène par le CIRC (Centre International de Recherche contre le Cancer). Le formaldéhyde provoque des irritations et des inflammations des yeux, des voies respiratoires et de la peau. Il peut également avoir des conséquences neurologiques qui se traduisent par une fatigue accrue, des migraines, des nausées et des vertiges. La principale solution proposée à ce jour sont des filtres placés dans les pièces à assainir et au travers desquels Vair qui circule est débarrassé du formaldéhyde 20 présent. L'efficacité de ces filtres est limitée par le flux d'air les traversant et une faible surface spécifique de contact. Ce flux est le plus souvent amélioré par une pompe, ce qui entraîne une consommation d'énergie et une pollution sonore plus importante. De plus, ces filtres sont particulièrement inesthétiques. Selon la concentration du 25 formaldéhyde présent, les filtres sont rapidement saturés et il faut alors les changer pour maintenir l'assainissement. Des solutions d'assainissement utilisent des nanoparticules décomposant des composés organiques volatils (COV) tel le formaldéhyde de l'air par photocatalyse. Les nanoparticules sont placées par exemple dans des revêtements. Cette technique 30 présente de nombreux inconvénients. Notamment la captation des COV nécessite une exposition à la lumière. De plus la désorption des COV captés est élevée dans le temps et les nanoparticules sont elles-mêmes aisément désolidarisées de leur support et sont donc relarguées dans l'environnement. Le grand public n'est pas prêt à utiliser des produits à base de nanoparticules du fait de leur éventuelle toxicité. 35 Il existe donc le besoin de proposer une solution pour assainir l'air intérieur qui résolve tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, la présente invention concerne une peinture ou un vernis pour assainir l'air comprenant un liant comprenant un polymère acrylique ou alkyde portant au moins une fonction fixatrice de formaldéhyde destinée à réagir avec du formaldéhyde présent dans l'air pour le fixer de manière covalente et des additifs. Cette peinture ou vernis présente l'avantage de fixer de manière permanente et irréversible le formaldéhyde de l'air. Le formaldéhyde se fixe de manière covalente, il n'y a pas de rejet ultérieur de formaldéhyde et ce notamment du fait que le liant est stable. En effet, le liant comprend un polymère donc avec un poids moléculaire élevé limitant sa migration ou sa modification au cours du temps. La peinture ou le vernis est un élément particulièrement présent dans l'habitat ce qui permet d'avoir des surfaces recouvertes de peinture ou vernis et donc des surfaces actives importantes tout en étant non invasives. On entend par additifs, tous les autres constituants de la peinture ou vernis dont par exemple les charges, les solvants, les pigments, les adjuvants. Suivant des variantes préférées mais non limitatives pouvant être cumulatives ou alternatives, la peinture ou le vernis selon l'invention est tel que : - Il présente la formulation suivante : Matière première Teneur (%mim) Liant 20 - 50 Biocide 0,25 Epaississant 1 - 3 Dispersant 0,3 Carbonate 0 - 10 Talc 0-15 Dioxyde de titane 15 - 25 Agent neutralisant 0,3 Propylène glycol 0,3 - 0,6 Agent temps ouvert 1 - 2 Eau 6 -16 Les fournisseurs indiqués ci-dessous sont fournis à titre d'exemple uniquement et ne sont en aucun cas limitatifs. Matière première Teneur (%mim) Fournisseur Liant 20 - 50 Ecoat Biocide 0,25 Dow Epaississant 1 - 3 Dow Dispersant 0,3 Byk Carbonate 0 - 10 Omya Talc 0-15 lmerys Dioxyde de titane 15 - 25 Hunstman Agent neutralisant 0,3 Brenntag Propylène glycol 0,3 - 0,6 Brenntag Agent temps ouvert 1 - 2 Eastman Eau 7 -16 20 - le pourcentage d'abattement de formaldéhyde de l'air est d'au moins 30% après 24H d'exposition, - la désorption est inférieure à 5pg/m3, plus précisément jusqu' à 48h après application. D'autres buts et avantages apparaitront au cours de la description de l'invention qui suit. A titre préféré, la peinture ou le vernis formulé selon l'invention a pour caractéristiques techniques : Densité Viscosité Viscosité pH Brillance Extrait sec Extrait sec (g/1) ICI MS3 massique volumique (Poise) (%) (%) Moins de 3% sous 1,30-1,60 3,2 - 3,7 40 - 50 8 - 9 85° jusqu'à plus de 55 - 63 41 - 45 80% sous 20° A titre préféré, la peinture ou le vernis selon l'invention présente un abattement d'au moins 30% à 24h du formaldéhyde présent dans l'air. La peinture ou le vernis selon l'invention présente préférentiellement une désorption quasi nulle, inférieure à 5pg/m3, plus précisément jusqu'à 48 heures après application. Ceci est particulièrement avantageux car la peinture par l'intermédiaire de son liant fixe de manière covalente le formaldéhyde. Cette fixation est permanente, il n'y a pas de rejet ultérieur de formaldéhyde et ce notamment du fait que le liant est stable. En effet, le liant comprend un polymère donc avec un poids moléculaire élevé limitant sa migration ou sa modification au cours du temps. Avantageusement, la peinture ou le vernis selon l'invention présente une durée de vie d'au moins Sans. On entend par durée de vie que la peinture n'est pas saturée de formaldéhyde et peut encore jouer un rôle d'assainissement de l'air. Suivant un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour assainir l'air caractérisé en ce qu'on applique une peinture ou un vernis comprenant un liant telle que décrite précédement, et que la fonction fixatrice de formaldéhyde réagit avec du formaldéhyde présent dans l'air et le fixe de manière covalente. Préférentiellement, le pourcentage d'abattement de formaldéhyde de l'air est d'au moins 30% à 24H d'exposition La peinture ou le vernis selon l'invention est destinée à fixer le formaldéhyde de l'air. On entend par formaldéhyde de l'air, le formaldéhyde à l'état gazeux libre. L'air est préférentiellement de l'air intérieur d'une habitation ou d'un bâtiment. Dans la description le terme peinture peut être employé seul à la place de peinture ou vernis. On entend par vernis également les lasures. La présente invention a l'avantage de pouvoir être utilisée simplement par toute personne voulant assainir l'air de son environnement. En effet, la peinture présente des caractéristiques classiques des peintures notamment des peintures décoratives. Elle peut être une peinture mate, veloutée, satinée ou brillante et se décliner dans toute les couleurs habituelles des nuanciers, elle s'applique classiquement à la brosse, au rouleau ou applicateur mécanique. Selon l'invention la peinture présente un pouvoir assainissant dés son application, plus précisément dés que la peinture est sèche soit au moins 1 heure après application. La peinture nécessite une seule couche de peinture pour assainir l'air. Toutefois, il est possible d'appliquer plusieurs couches notamment pour des questions de couvrance de support sans effet sur le pouvoir d'assainissement de la peinture. La peinture selon l'invention peut être conditionnée dans un emballage plastique ou métallique. Dans le dernier cas, le vernis de l'emballage peut émettre du formaldéhyde en quantité négligeable, il est préféré de ne pas mettre en contact direct la peinture avec l'emballage. La peinture est par exemple conditionnée dans un emballage métallique comprenant une poche en polyéthylène qui fera barrière à une éventuelle réaction entre la fonction fixatrice du liant de la peinture et le formaldéhyde. La peinture selon l'invention a été analysée en chambre Climpack de mesure selon la norme ISO 16000. Le protocole expérimental est le suivant : l'échantillonnage est réalisé dans des chambres spécifiques aux essais suivant la norme ISO 16000-9. Leurs capacités est de 50.9 L. La température et l'humidité sont enregistrées sur chaque chambre tout au long de l'essai avec une mesure toutes les minutes. L'étude du dégazage s'effectue sous flux d'air reconstitué. Cet air est ensuite humidifié. Les conditions de débit dans la chambre sont choisies pour répondre à la norme ISO 16000-9 « Air intérieur - Détermination des émissions de composés organiques volatiles de produits de construction et d'objets d'équipement - Partie 9 : méthode de la chambre d'essai d'émission (ISO/FDIS 16009-9:2005) »35 Paramètres Conditions Volume de la chambre 0.0509 m3 Température 23°C +ou- 2 °C RH ('Relative Humidité) 50 ± 5 % Surface des éprouvettes 0.0702 m2 Débit d'air 0.47 L/min Taux de renouvellement de l'air (n) 0.55 h-1 Facteur de charge (L) 1.4 M2M-3 Taux de ventilation spécifique 0.4 m3m-2h-1 Type de scenario Mur Durée de l'essai 48h Les taux de renouvellement ainsi que les facteurs de charges respectent tous deux les limites fixées par le Ministère de l'Environnement qui sont respectivement de 0,25 h-1 Les prélèvements du formaldéhyde sont effectués sur cartouches DNPH. Les conditions des prélèvements sont récapitulées dans le tableau ci-dessous, conformément aux normes ISO 16000 qui imposent un débit de prélèvement inférieur à 80% du débit de la chambre :20 Prélèvements Lieu Support Nombre Durée Débit (min) (mi/min) Formaldéhyde Chambre DNPH 4 120 50 d'adsorption (Climpack 1) Formaldéhyde Chambre de DNPH 5 180 50 désorption (Climpack 2) L'analyse se fait par Chromatographie liquide haute performance. Cette technique repose sur la formation d'hydrazones par réaction entre les composés carbonylés et la 2,4-DNPH. La cartouche DNPH est éluée par une fois 2mL d'acétonitrile et les aldéhydes sont analysés en HPLC détection UV. La méthode suit la norme NF ISO 16000-3 (janvier 2002) Air intérieur - Partie 3 : dosage du formaldéhyde et d'autres composés carbonylés - Méthode par échantillonnage actif (Indice de classement : X43-404-3). Adsorption en formaldéhyde : Temps d'exposition du Abattement (%) matériau 4h - 6h 17 - 37 10h - 12h 19 - 53 16h - 18h 32 - 51 22h - 24h 21 - 55 Désorption du matériau Temps d'exposition du Concentration en matériau formaldéhyde (pg/m3) 24h-27h Sachant que dans 100g de liant, il y a 0.05 mol de fonction fixatrice, nous avons déterminé la masse de formaldéhyde qui pourra être piégée avec le calcul suivant : L Cl inech ix3.1 fo r Avec mfor = masse maximal de formaldéhyde piégée (g) M ech = masse de l'échantillon (g) %ci = pourcentage de liant dans l'échantillon (%) nci = nombre de mole de fonction fixatrice (mol) Mfor = masse molaire du formaldéhyde (g/mol) La masse de formaldéhyde pouvant être piégée au maximum sur la peinture est de 18.3 mg à 27.9 mg. En utilisant la concentration en formaldéhyde moyenne donnée par l'OQAI pour l'air intérieur, qui est de 20pg/m3, on calcule la masse de formaldéhyde adsorbée par minute sur chaque peinture. cor x E xri Mad = masse de formaldéhyde adsorbée (en ng) Cfor = concentration en formaldéhyde (ng/L) E = Efficacité d'adsorption (%) D = débit d'air (L/min) On obtient les résultats suivants : Efficacité de piégeage 21 - 55% Masse max de formaldéhyde adsorbé 18 - 28mg Masse formaldéhyde piégée par minute 2 - 4,5 ng/min Masse de formaldéhyde piégée par an 1 - 2,5 mg/an Soit une durée de vie de 7 à 23 ans. Les tests en chambre Climpack, et donc les résultats obtenus, correspondent à une pièce modèle selon la norme ISO 16000-9 qui a les caractéristiques suivantes : Surface sol : 7m2, Surface mur : 24m2, Volume de la pièce : 17.5m3 Il est à noter que l'invention porte sur la peinture ou le vernis et ne peut être définie seulement par son liant. REVENDICATIONS1 Peinture ou vernis pour assainir l'air caractérisée en ce qu'elle comprend un liant comprenant un polymère acrylique ou alkyde portant au moins une fonction fixatrice de formaldéhyde destinée à réagir avec du formaldéhyde présent dans l'air pour le fixer de manière covalente et des additifs. 2. Peinture ou vernis selon la revendication précédente ayant pour formulation Matière première Teneur (%m/m) Liant 20 - 50 Biocide 0,25 Epaississant 1 - 3 Dispersant 0,3 Carbonate 0 - 10 Talc 0-15 Dioxyde de titane 15 - 25 Agent neutralisant 0,3 Propylène glycol 0,3 - 0,6 Agent temps ouvert 1 - 2 Eau 6-16 3. Peinture ou vernis selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le pourcentage d'abattement de formaldéhyde de l'air est d'au moins 30% après 24H d'exposition. 4. Peinture ou vernis selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la désorption est inférieure à 5pg/m3. 5. Procédé pour assainir de l'air caractérisé en ce qu'on applique une peinture ou un vernis comprenant un liant selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, et que la fonction fixatrice de formaldéhyde réagit avec du formaldéhyde présent dans l'air et le fixe de manière covalente. 6. Procédé selon la revendication précédente dans lequel le pourcentage d'abattement de formaldéhyde de l'air est d'au moins 30% après 24H d'exposition.