Brevet FR3092116A1 — publié le 20200731

Description Titre de l'invention : Composition pour peinture mate améliorée Domaine technique [0001] L'invention se rapporte à une composition de base pour peinture, plus particu- lièrement une peinture mate, teintable et présentant une résistance particulièrement améliorée à l'abrasion, au lustrage, au marquage et/ou au traçage. L'invention se rapporte également à une peinture obtenue à partir de la composition précédente et à l'utilisation de ladite composition pour la fabrication d'une peinture, en particulier une peinture mate. La peinture selon l'invention est particulièrement destinée à être appliquée sur des façades et/ou des murs de bâtiment, en particuliers des murs intérieurs. Technique antérieure [0002] Les peintures sont classées selon quatre finitions : très mate, mate, satinée ou brillante. Ces finitions correspondent à un indice de brillance, ce dernier étant relatif à la quantité de lumière que la peinture peut réfléchir. Ainsi, plus la peinture est mate et moins elle réfléchit de lumière. [0003] La peinture mate, étant quasiment sans reflet, présente l'avantage de dissimuler ou, tout au moins, d'atténuer les irrégularités des supports. D'autre part, la finition mate est particulièrement appréciée pour son côté esthétique, sobre et feutré. Elle possède en revanche deux inconvénients majeurs : elle est très souvent faiblement lessivable, notamment en raison de sa faible résistance à l'abrasion humide et est, par ailleurs, particulièrement lustrage lors de frottements ou de sollicitations fréquents et/ou de forte intensité et ceci d'autant plus que la peinture présente une teinte foncée ou soutenue. Ainsi, les peintures de type mat sont généralement recommandées uniquement pour les pièces peu exposées à la vie domestique ou pour les plafonds qui, eux, sont généralement hors d'atteinte des agressions. [0004] De nouvelles peintures mates sont aujourd'hui développées pour pallier aux incon- vénients ci-dessus. [0005] Lc document EP 2 754 699 Al décrit une base de revêtement pour peintures, notamment pour peintures mates présentant un faible « effet d'écriture », c'est-à-dire une faible propension au marquage/traçage. La base de revêtement proposée comprend notamment au moins un liant polymère et des particules solides de diamètre moyen compris entre 50 et 200 pu. Des mélanges de charges inorganiques et de charges organiques ont été testés et n'ont pas présenté pas de bons résultats en termes de résistance au marquage/traçage. [0006] Le document EP 2 942 376 Al est relatif à une peinture en émulsion comprenant 10 2 à 60% en poids de liant, 40 à 90% en poids de charges solides ayant une distribution bimodale, notamment des charges solides de diamètre médian compris entre 40 et 150 pm et d'autres un diamètre médian compris entre 1 et 30 prn, et moins de 5% en poids de charges molles. [0007] Le document EP 3 272 817 Al décrit une composition de revêtement aqueux utilisable comme peinture en émulsion pour l'intérieur ou l'extérieur, mate et présentant une bonne résistance à l'effet d'écriture. La composition comprend 5-30% poids sec en poids de polymère avec une taille moyenne de particules de 60 à 300 nm, 0,5 à 8% en poids sec d'agent matant de taille moyenne de 0,5 à 9 pm, 2 à 30% en poids sec de charge organique et 30 à 70% en poids d'eau. La composition préférée permettant d'obtenir unc résistance élevée aux effets mécaniques (faible effet d'écriture) comprend un polymère d'acrylate de styrène ayant unc granulométrie moyenne de 100 à 150 pm, une charge organique correspondant à un polyuréthane réticulé, ayant une taille moyenne de 28 à 33 pm et un agent matant, en particulier de la polyméthylurée, ayant une taille moyenne de particules de 2 à 6 pm. [0008] 11 existe également des compositions de peinture commercialisées telles que le produit Kera Paint Premium, PROFITec, comprenant des charges de 0,5 à 100 pm et permettant d'obtenir une peinture mate dont la résistance au lustrage est améliorée. Cependant, ce produit présente une faible résistance à l'abrasion humide. Problème technique [0009] 11 existe ainsi un besoin de développer unc peinture de finition mate, ou même ultra mate, dotée notamment d'une haute résistance au lustrage en blanc, en tons pastels, vifs ou profonds, cette peinture pouvant ainsi être appliquée dans les locaux à forte circulation où il existe des risques de frottements importants. Plus particulièrement, il existe un besoin pour ces peintures mates appliquées dans les locaux à forte circulation de présenter, outre une haute résistance au marquage et au traçage, une résistante à l'abrasion humide améliorée. Résumé de l'invention 100101 L'invention vient améliorer la situation. Exposé de l'invention 100111 11 est proposé une composition de base pour peinture comprenant : - en pourcentage en poids sec par rapport au poids total de la composition en humide, a. jusqu'à 15%, préférentiellement de 5 à 15% de liant ; b. des charges comprenant : b.1.) 1 à 15%, préférentiellement 2 à 10% de charges sphériques inorganiques de diamètre médian compris entre 2 et 12 pm, b.2.) 3 à 15%, préférentiellement 3 à 13% de charges sphériques organiques 3 de diamètre médian compris entre 10 à 40 pm ; et - jusqu'à 75% en poids d'eau par rapport au poids total de la composition en humide. [0012] Selon un autre aspect, il est proposé une composition de base moyenne pour peinture comprenant : - en pourcentage en poids sec par rapport au poids total de la composition en humide, a. jusqu'à 15%, préférentiellement 5 à 15% de liant ; b. des charges comprenant : b.1) 1 à 15%, préférentiellement 2 à 10% de charges sphériques inorganiques de diamètre médian compris entre 2 et 12 pm, h.2) 3 à 15%, préférentiellement 3 à 13% de charges sphériques organiques de diamètre médian compris entre 10 à 40 pm ; b.3) jusqu'à 10%, préférentiellement jusqu'à 8%, plus préférentiellement encore jusqu'à 6% d'au moins un agent opacifiant ou/et blanchissant et - jusqu'à 75% en poids d'eau par rapport au poids total de la composition en humide. [0013] Selon un autre aspect, il est proposé une composition de peinture obtenue à partir de la composition de base précédente. [0014] Selon un autre aspect, il est proposé une composition de peinture obtenue à partir de la composition de base précédente comprenant en outre jusqu'à 16% en volume de pâte(s) pigmentaire(s), préférentiellement jusqu'à 14% en volume et plus préférentiellement jusqu'à 12% en volume. [0015] Selon un autre aspect encore, il est proposé une utilisation de la composition de base précédente pour la fabrication d'une peinture, préférentiellement une peinture mate. [0016] Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, option- nellement, être mises en oeuvre. Elles peuvent être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : [0017] 11 est ainsi proposé une composition de base pour peinture dans laquelle le liant est choisi parmi les résines acryliques, styrène-acryliques, vinyliques ou alkydes, ou encore les résines à base de polyuréthane ou comprenant des dispersions de polyuréthane, prises seules ou en association. [0018] Selon un mode de réalisation, le liant est une résine acrylique, préférentiellement une résine styrène acrylique. [0019] Selon un mode de réalisation, la composition comprend de 3 à 7% en poids sec de charges sphériques inorganiques par rapport au total de la composition en humide. [0020] Avantageusement, les charges sphériques inorganiques ont un diamètre médian compris entre 2 et 6 pm, préférentiellement entre 3 et 5 pm. [0021] Préférentiellement, les charges sphériques inorganiques sont choisies parmi les billes silicatées, préférentiellement les billes de verre et les billes de céramique, prises seules ou en association. [0022] Selon un mode de réalisation, la composition comprend de 3 à 7%, préféren- tiellement de 4 à 6% en poids sec de charges sphériques organiques par rapport au poids total de la composition en humide ou de 7 à 15%, préférentiellement de 8 à 12% en poids sec de charges sphériques organiques par rapport au poids total de la composition en humide. [0023] Avantageusement, les charges sphériques organiques ont un diamètre médian compris entre 15 et 35 pm, préférentiellement entre 22 et 30 pm. [0024] Préférentiellement, les charges sphériques organiques sont choisies parmi les billes de polyuréthane, les billes de polyacrylate ou polyméthacrylate, prises seules ou en association. [0025] Selon un mode de réalisation, les charges sphériques organiques sont des dispersions non déshydratées de polyuréthane. [0026] La composition peut comprendre en outre jusqu'à 8%, préférentiellement 6%, plus préférentiellement encore 4% en poids sec par rapport au poids total de la composition en humide d'additifs, préférentiellement d'additifs choisis parmi les cires, les agents matants, les additifs siloxanés, les épaississants, les agents coalescents, les agents antisédimentation, les agents mouillants, les émulsifiants, les auxiliaires de formation de film, les conservateurs, les biocides, les agents antimousscs, les dispersants et les additifs à effet anti-rouille, pris seuls ou en association. [0027] La composition peut également comprendre en outre jusqu'à 10% en poids sec de charge matante par rapport au poids total de la composition de base en humide, préférentiellement jusqu'à 5%, plus préférentiellement jusqu'à 3%. Brève description des dessins [0028] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l'analyse des figures annexées, sur lesquelles : Fig. 1 100291 1E2.11 correspond à des photographies illustrant le test de marquage/traçage pour h) une peinture ultramate ayant une bonne résistance au marquage / traçage, il s'agit de l'échantillon I des exemples 1 et 2 ; a) une peinture ultramate ayant une mauvaise résistance au marquage/ traçage, il s'agit d'un échantillon de même formulation que l'échantillon I précédent à l'exception des charges qui sont des charges de carbonate de calcium et de sulfate de baryte, non sphériques et de forme irrégulières. Description des modes de réalisation 100301 Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. [0031] Dans le cadre de la présente description et, sauf mention contraire, on entend par « un » ou « une », « au moins un » ou « au moins une » respectivement. [0032] L'invention se rapporte à une composition pour peinture mate, plus préféren- tiellement pour peinture ultra mate dénommée aussi « mat profond ». Selon l'indice de brillance ou brillant spéculaire ou encore brillant, les peintures sont classées selon quatre finitions (NF EN 13300 - fév. 2002) : très mate, mate, satinée et brillante. L'indice de brillance correspond à la faculté d'une surface à réfléchir la lumière. Le calcul de l'indice de brillance est normalisé (NF EN ISO 2813 : 2014) et déterminé selon la méthode décrite dans la norme ISO 2813 : 2014 qui spécifie une méthode pour la détermination de l'indice de brillance des revêtements selon trois géométries: 20', 60° ou 85°. Une géométrie 60° signifie par exemple que, pour déterminer l'indice de brillance, de la lumière est projetée sur la peinture avec un angle de 60° et la quantité de lumière réfléchie est alors mesurée. L'indice de brillance est indiqué en unités de brillance (UB) et se calcule sur une échelle allant de 0 à 100 UB. Le calcul de l'indice de brillance est effectué soit à 60° (BS 60°) pour les finitions brillantes et les satinées, soit à 85° (BS 85°) pour les finitions satinées et les mates. Selon la norme, une peinture est mate lorsque son indice de brillance sous 85° est compris entre 5 et 10 UB et très mate lorsqu'il est compris entre 0 et 5. Dans le cadre de la présente invention, on s'intéresse aux peintures usuellement appelées ultra mate ou « mat profond » pour lesquelles l'indice de brillance sous 85° est avantageusement inférieur ou égal à 2 UB. [0033] Les peintures mates et ultra mates sont généralement particulièrement sensibles au lustrage. Ainsi, après un frottement, l'indice de brillance du feuil de peinture est augmenté. Dans le cadre de la présente invention, la résistance au lustrage est évaluée à l'aide d'un appareil d'abrasion humide de type DIN 53778. Une couche de peinture de 150 pm est appliquée sur une carte Leneta d'abrasion d'humide (carte PVC black scrub panel décrite dans la norme ISO 11998 : 2006, typiquement carte P121- ION - Labomat Essor). Après 7 jours de séchage à 23°C (± 2°C) et 50 % (±5%) d'humidité relative, l'indice de brillance du feuil non lustré est mesuré (moyenne de trois mesures). Le feuil de peinture est ensuite soumis à un cycle de 100 aller/retour d'une brosse, munie d'un chiffon en coton non pelucheux à usage unique, placée sur l'appareil d'abrasion humide. L'indice de brillance du feuil ainsi lustré est à nouveau mesuré (moyenne de trois mesures). La différence entre l'indice de brillance à 60° et à 85° avant et après lustrage est calculée, respectivement ABS Lustrage 60° et ABS Lustrage 85°. Plus cette différence est faible et plus la peinture est résistante au lustrage. 6 [0034] Les peintures, plus particulièrement les peintures mates et ultra mates, sont géné- ralement particulièrement sensibles au marquage et au traçage. Afin d'évaluer le marquage et le traçage, une couche de peinture de 150 pin est appliquée sur une carte de contraste (typiquement carte de type Penopac lA - Leneta Co. ou Byko Chart 2814 - Folio). Après 24 heures de séchage à 23°C (± 2°C) et 50 % (±5%) d'humidité relative, le test de marquage est réalisé en aveugle et reproduit au moins 3 fois pour chaque feuil de peinture. Le test est le suivant : - on trace un trait sur le feuil en exerçant une pression avec le doigt puis avec l'ongle, - on attribue une note comprise entre 0 et 5 (0 - absent de marquage ou trace sur le feuil / 5 - marque ou trace importante sur le feuil) à chaque feuil, la note d'un feuil correspond à la moyenne des différents essais réalisés (au moins 3 essais pour chaque feuil). La figure 1 illustre les résultats obtenus à l'aide de cc test du marquage/traçage. [0035] Les peintures, en particulier les peintures pour revêtement muraux, sont également caractérisées par leur résistance à l'abrasion humide. Cette dernière correspond à la résistance du feuil de peinture à des lavages répétés et est déterminée selon la norme ISO 11998. Ainsi, plus une peinture est résistante à l'abrasion humide, moins il y a de perte d'épaisseur du feuil de peinture lors d'un frottement humide. [0036] Il existe cinq classes de résistance à l'abrasion humide : [Tableau 1] [Tableaux1] Classification Perte d'épaisseur du film Classe 1 inférieur à 5pm à 200 frottements Classe 2 entre 5 et 20 pm à 200 frottements Classe 3 entre 20 et 70 pm à 200 frottements Classe 4 inférieur à 70 tm à 40 frottements Classe 5 supérieur à 70 pin à 40 frottements Une peinture resistante à l'abrasion humide de classe 1 signifie que son feuil de peinture perd moins de 5 pm à 200 cycles de frottement humide. La résistance à l'abrasion humide permet globalement d'évaluer l'aptitude de la peinture au nettoyage. Dans le cadre de la présente invention, la peinture scra considérée résistante à l'abrasion humide lors d'une perte d'épaisseur du feuil de moins de 20 pm (classe 2) , préférentiellement de moins de 5 pin (classe 1), suite au test d'abrasion humide précédemment décrit. [0037] Sauf mention contraire, les définitions des normes ISO 1514: « Peintures et vernis Panneaux normalisés pour essais », ISO 2808 : « Peintures et vernis - Dé- 7 termination de l'épaisseur du feuil » et ISO 4618:2014: « Peintures et vernis Termes et définitions » s'appliquent. [0038] La taille (diamètre, distribution) des particules est évaluée par granulométrie laser selon la norme ISO 13320. Le diamètre médian et la distribution granulométrique des particules (par exemple la d50, correspondant à 50% des particules dont la taille est inférieure à la valeur indiquée) sont des paramètres bien connus de l'homme du métier. [0039] Selon la présente invention, il a été découvert qu'une composition de hase de peinture comprenant notamment un liant et une combinaison de charges sphériques organiques et inorganiques de diamètre médian sélectionné permet d'élaborer une peinture mate, préférentiellement une peinture de finition « mat profond », teintée ou non, présentant une résistance particulièrement améliorée en termes de lustrage, marquage et/ou traçage, ladite peinture étant en outre résistante à l'abrasion humide. [0040] Sauf mention contraire, on entend par « composition de base » une composition de hase transparente pour peinture, c'est-à-dire une composition ne comprenant pas de pigment, de pâte pigmentaire ou d'opacifiant. [0041] Lorsque spécifié, la composition de hase peut être une composition de hase moyenne. Une telle composition de hase moyenne comprend outre les composés de la composition de hase transparente jusqu'à 10%, préférentiellement jusqu'à 8%, plus préférentiellement encore jusqu'à 6% en poids sec par rapport à la composition en humide d'au moins un agent opacifiant ou/et blanchissant. [0042] Les compositions de base transparente ou moyenne sont notamment les formulations sous lesquelles la composition peut être fournie aux distributeurs qui effectueront par la suite un ajout éventuel de pigment(s) adapté à la demande particulière du client. Typiquement, jusqu'à 16% en volume de pâte(s) pigmentaire(s) sont ajoutés à la composition de base transparente ou moyenne, préférentiellement jusqu'à 14% en volume et plus préférentiellement jusqu'à 12% en volume. On entend par « pâte pigmentaire » (ou colorant) une composition contenant un ou plusieurs pigments. Généralement, une pâte pigmentaire comprend un ou plusieurs pigments (ou agents colorants) organiques ou minéraux, broyés et dispersés dans une base typiquement aqueuse ou huileuse. [0043] La composition de base pour peinture selon l'invention comprend, - jusqu'à 15%, préférentiellement 5 à 15% en pourcentage en poids sec par rapport au poids total de la composition de base en humide; de liant ; - des charges comprenant : i) 1 à 15%, préférentiellement 2 à 10% en poids sec par rapport au poids total de la composition de base en humide, de charges sphériques inorganiques de diamètre médian compris entre 2 et 12 min ; ii) 3 à 15%, préférentiellement 3 à 13% en poids sec par rapport au poids total de la composition de base en humide, de charges sphériques organiques de diamètre médian 8 compris entre 10 à 40 pm ; et - jusqu'à 75% en poids d'eau par rapport au poids total de la composition en humide. [0044] Le liant de la composition selon l'invention peut être choisi parmi -les résines, notamment les résines acryliques, styrène-acryliques, vinyliques et alkydes, préférentiellement en émulsion, - les polyuréthanes (PU), les dispersions de polyuréthanes (PUD), prises seules ou en association. Dans le cas d'une association de liants, il peut s'agir d'une combinaison de résines à hase de PUD et d'acrylique. Selon un mode de réalisation préféré, le liant comprend au moins un ou est un liant acrylique. Le liant acrylique peut être notamment une résine acrylique ou une résine styrène acrylique. En particulier, le liant peut être un liant acrylique tel que par exemple le produit ENCOR 2710 commercialisé par la société Arkema (ES 41,5-43,5%, TMFF