Brevet FR3093013A1 — publié le 20200828

Description Titre de l'invention : Composition sol-gel durcissable sous l'effet d'un rayonnement UV pour l'obtention d'un revêtement hy- drophobe mol j La présente invention concerne le traitement hydrophobe d'un substrat, notamment constitué d'un matériau verrier, d'une céramique, vitrocéramique etc. [0002] Les vitrages scion l'invention sont de préférence des vitrages en verre. Ils sont utilisés, en particulier, dans le domaine aéronautique, ferroviaire ou automobile. Ils peuvent aussi être utilisés dans le domaine du bâtiment ou dans le domaine de l'aménagement intérieur comme, par exemple, des panneaux décoratifs, pour l'ameublement, l'électroménager (portes de réfrigérateurs, de fours, vitrines) ou comme paroi de douche, etc. [0003] Ce type de traitement vise à diminuer la mouillabilité initiale d'un substrat, de manière à lui conférer des propriétés dites anti-pluie. [0004] Par mouillabilité, on désigne classiquement la propriété selon laquelle des liquides polaires, en particulier l'eau, adhèrent sur la surface d'un substrat et y forment un film continu. [0005] La présence d'eau est gênante en particulier pour un substrat transparent du type vitrage, notamment utilisé dans le domaine du transport. [0006] La propriété de non-mouillabilité d'un substrat à l'eau, plus communément désignée hydrophobie, est d'autant plus élevée que les angles de contact entre un liquide polaire et ce substrat sont élevés, par exemple d'au moins 900 pour l'eau. Le liquide a alors tendance à s'écouler aisément, sous forme de gouttes, sur le substrat, par simple gravité si le substrat est incliné, ou sous l'effet de forces aérodynamiques dans le cas d'un véhicule en mouvement. Des agents connus pour conférer cette propriété d'hydrophobie sont par exemple des alkylsilanes fluorés tels que décrits dans les demandes de brevets EP 0 492 417, EP 0 492 545 et EP 0 672 779. Selon ces documents, cette couche peut être obtenue en appliquant sur la surface d'un substrat une solution contenant des molécules fluorées dans un solvant organique non aqueux. [0007] Des composés hydrophobes courants sont, en particulier, des alkylsilanes dont le groupe alkyle comporte au moins une extrémité fluorée et de préférence peffluorée, c'est-à-dire consistant. en un groupement F3C-(CF2),-, dans lequel n'est un nombre entier positif ou nul comme décrit dans la demande EP799873A1 ou encore W02004/084943. [0008] Une autre propriété importante liée à l'utilisation notamment de telles couches hy- drophobes dans le domaine automobile (comme vitres latérales notamment) est leur ré- 2 sistancc à l'abrasion. Cette abrasion se produit au cours des opérations de nettoyage du substrat, périodiquement indispensables en particulier pour restaurer une vision satisfaisante à travers un substrat transparent. On cherche ainsi constamment à ralentir l'élimination progressive des revêtements hydrophobes de types précités, qui se produit notamment sous l'action d'essuie-glaces dans le cas d'un pare-brise automobile. [0009] Il est également connu de la demande EP 0 492 545 A2 précitée d'accroître l'adhésion du revêtement hydrophobe en soumettant le substrat à un traitement de primagc avant d'appliquer le revêtement et en améliore la résistance hydrolytique. Cc traitement consiste à former une fine couche intermédiaire à partir d'agents dits de primagc ou primaires, qui sont des composés du silicium ayant au moins deux fonctions hydrolysables. De façon bien connue, l'une des deux fonctions hydrolysables permet la liaison chimique au substrat par un atome d'oxygène lié à l'atome de silicium ; la seconde fonction hydrolysable permettant la fixation de l'agent hydrophobeloléophobe. [0010] Le brevet EP 944 687 décrit plus particulièrement des revêtements anti-pluie élaborés par voie liquide et comportant une sous-couche ou couche de prit-nage à base de silice sol-gel obtenue à partir d'un précurseur du type Si(0E04 ou SiC14 et une couche hydrophobe de silane fluoré comprenant des groupements perfluoroalkylsilane (F1C-(CE2 [0011] On connait également d'autres composés hydrophobes comme les pertluoropoly- ethersilane comprenant des groupements hydrophobes perfluoropolyether comme le composé Fluorolink S10C) (pertluoropolyether-triéthoxysilane) commercialisé par la société Solvay ou encore des composés du type alkylsilane dont le groupe comprend une longue chaîne carbonée linéaire et non substituée comme le composé 1,2-Bis(trimethoxysilyedécane commercialisée sous la référence S11131829.0 par la société Gelest. [0012] Mais l'un des problèmes se posant avec le plus d'acuité aujourd'hui avec les for- mulations sol-gel décrites précédemment est tout d'abord celui de la durée de vie de la composition (solution sol-gel) avant son application sur le substrat verrier (souvent appelée pot-life dans le domaine). [0013] Plus précisément, les couches inorganiques habituellement obtenues par voie sol-gel sont réalisées à partir de solutions hydrolysées préalablement au dépôt sur le substrat : une couche de silice obtenue par voie sol-gel classique (appelée silice sol-gel dans le domaine) implique une première étape d'hydrolyse de la solution, avec dans la plupart des cas une montée en température (