Encapsulation de pigments aluminium par un revêtement polymère pour une application peinture poudre

Abstract

La forte croissance du marché des peintures en poudre nécessite le développement de nouvelles matières de charges compatibles, et notamment de grades de pigments aluminium spécifiques pour obtenir des effets métallisés intéressants. Pour ce faire, l'enrobage des pigments dans une couche polymère est une stratégie éprouvée. Cette étude a permis de montrer qu'un nouveau type de traitement simple et propre, en milieu aqueux, est possible grâce à l'utilisation d'un réactif qui joue un double rôle : les ions persulfate permettent, en effet, dans un premier temps d'inhiber la corrosion de l'aluminium par passivation, puis d'amorcer la réaction de polymérisation de monomères acryliques. La mise en oeuvre de conditions de réaction spécifiques permet alors de limiter l'agglomération des particules et de former une couche polymère homogène et uniforme garantissant des effets optiques optimaux. En ce qui concerne l’interaction entre persulfate et aluminium, nous avons mis en évidence une réaction d’oxydation par le persulfate. Son effet est croissant avec le rapport massique ions persulfates / aluminium et des conditions optimales ont été déterminées sur le grade de pigments étudié. Enfin un mécanisme a été proposé pour rendre compte des résultats obtenus lors des tests de dégazage (gassing), du suivi du pH et des observations en microscopie électronique à balayage (MEB). Pour la phase d’encapsulation, une méthode de préparation des pâtes pigmentaires a été mise au point par substitution du solvant initial (white spirit) par un solvant miscible dans l’eau, afin de pouvoir les y disperser. Ensuite, le calcul des taux d’avancement de réaction, les mesures granulométriques, les observations MEB et les analyses chromatographiques ont permis de distinguer plusieurs phases dans le processus d’encapsulation. Une première phase, longue, où les particules en formation viennent s’adsorber en surface des pigments, puis leur croissance jusqu’à former un film polymère par coalescence. Pour ce faire, l’utilisation d’un tensioactif spécifique, des ajouts séquentiels ou continus de persulfate, l’ajout d’un mélange monomère plutôt hydrosoluble et contenant donc principalement du méthacrylate de méthyle (MMA) couplé à une faible quantité de monomère formant un polymère plutôt filmogène nous semblent être le meilleur compromis.