Projet Carbone 3

Nouveaux revêtements superhydrophobes à base de résines polyuréthane sans solvant

Le projet a pour ambition à conférer à une gamme de résines polyuréthane des propriétés de superhydrophobicité pour apporter des caractéristiques hydrofuges (qui repoussent l’eau), anti-salissures ou autonettoyantes. Les applications potentielles sont très diverses et concernent l’automobile, l’aéronautique, l’offshore, l’éolien, le bâtiment, le maritime, les panneaux photovoltaïques, le textile, etc.

La gamme du Souplethane-UR5/6 de Kemica Coatings est déjà utilisé pour les ponts de bateaux, les canalisations de l’offshore.  Il permet une protection anticorrosion sur supports métalliques ou bétons, à base de résine polyurée-uréthane et sans solvant. Un revêtement parfaitement adhérent sur les supports métalliques (23 MPa), il est aussi très facile d'entretien et réparable. Améliorer les propriétés hydrofuge de ce type de revêtement permet d’ouvrir des nouveaux marchés et de répondre à des cahiers des charges plus exigeants en termes de durabilité et de performance anti-ice ; antisalissure.

Un besoin industriel très fort

Il existe un besoin important en revêtements de surfaces aux propriétés d’antisalissure, autonettoyante, d’antigivre ou encore d’anti-encrassement, les revêtements dits superhydrophobes, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas mouillés par l’eau, représentent des candidats prometteurs. Ces propriétés sont obtenues soit par une chimie de surface particulière (fluor, silicone) ou bien par une texturation spécifique des surfaces pour obtenir une topographie multi échelle (effet lotus). La modification chimique est une voie intéressante pour les résines directement appliquée sur chantier. Les techniques de texturation de surface sont envisageables pour produire des membranes préfabriquées et texturées par laser/plasma pour ensuite être collées sur chantier. Ce type de produit pourrait couvrir des éléments spécifiques. Notamment, des vannes pour les transports des gaz liquéfiés ou de pétrole pour les protéger en hiver, des portions de surfaces externes d’un avion ou des systèmes de raccords NABLA utilisés pour la fixation des rails de train.

Un défi scientifique et technologique

Ce projet a pour objectif de développer des revêtements hydrophobes innovants. Le défi étant d’améliorer les propriétés hydrofuge du revêtement tout en respectant les exigences du marché actuel :

• Résine à faible empreinte carbone et/ou en partie biosourcée (30 - 60%massique)
• Sans COV et 100% d’extrait sec
• Applicable à température ambiante
• Répondant aux normes de certification de type ACQPA T et/ou NORSOK

Ce projet nécessite d’utiliser des additifs pour ‘’booster’’ les propriétés de surfaces (Silices fluorées, graphènes) et de les comptabiliser avec la résine sans utiliser de solvants. Des compétences en chimie des polyuréthane et procédés et en physico-chimie sont sollicitées. Les techniques de texturation par plasma nécessitent également des compétences et des appareillages très pointus. En outre, il faudra penser les procédés pour qu’ils soient viable à l’échelle industrielle.

Les procédés à base de plasma sont un outil important qui peut être utilisé pour ajouter des fonctionnalités spécifiques aux surfaces. Les plasmas peuvent être utilisés pour modifier la topographie des surfaces, par exemple leur rugosité, pour doter les surfaces de groupes fonctionnels chimiques, pour nettoyer les surfaces ou pour déposer de nouvelles structures sur les surfaces. Ce dernier point comprend le dépôt de revêtements protecteurs et de films polymères ultraminces, ainsi que la "décoration" des surfaces avec des nanoparticules et la croissance de nanostructures telles que les nanomurs de carbone ou les nanotubes de carbone.

Les avantages

Les avantages des procédés plasma résident en particulier dans leur évolutivité, leur respect de l’environnement et leur flexibilité en ce qui concerne les applications possibles et les types de matériaux pouvant être traités. Les matériaux pouvant être traités par plasma comprennent les métaux et les céramiques, par exemple, mais aussi des matériaux plus sensibles tels que les polymères, les textiles et même les tissus vivants.