La chimie des revêtements UV en phase aqueuse (WB) a connu une croissance significative sur les marchés du bois industriel d'intérieur grâce à ses excellentes performances, ses faibles émissions de solvants et son efficacité de production accrue. Les systèmes de revêtement UV offrent à l'utilisateur final une résistance exceptionnelle aux produits chimiques et aux rayures, une excellente résistance au blocage, de très faibles émissions de COV et un encombrement réduit, nécessitant moins d'espace de stockage. Ces systèmes présentent des propriétés comparables aux systèmes uréthane bi-composants, sans les complications liées aux agents de réticulation dangereux et aux problèmes de durée de vie en pot. Le système global est rentable grâce à l'augmentation des cadences de production et à la réduction des coûts énergétiques. Ces mêmes avantages peuvent être bénéfiques pour les applications extérieures réalisées en usine, notamment les cadres de fenêtres et de portes, les bardages et autres éléments de menuiserie. Ces segments de marché utilisent traditionnellement des émulsions acryliques et des dispersions de polyuréthane pour leur excellent brillant, leur tenue des couleurs et leur durabilité supérieure. Dans cette étude, des résines polyuréthanes-acryliques à fonctionnalité UV ont été évaluées conformément aux spécifications industrielles pour les applications sur bois industriel, tant intérieures qu'extérieures.
Trois types de revêtements à base de solvants sont couramment utilisés dans le traitement du bois industriel. La laque nitrocellulosique est généralement un mélange à faible teneur en matières solides de nitrocellulose et d'huiles ou d'alkydes à base d'huile. Ces revêtements sèchent rapidement et offrent un brillant élevé. Ils sont généralement utilisés pour le mobilier résidentiel. Leur principal inconvénient est le jaunissement avec le temps et la fragilisation. Leur résistance chimique est également faible. Les laques nitrocellulosiques présentent une teneur en COV très élevée, généralement de 500 g/L ou plus. Les laques pré-catalysées sont des mélanges de nitrocellulose, d'huiles ou d'alkydes à base d'huile, de plastifiants et d'urée-formaldéhyde. Elles utilisent un catalyseur acide faible tel que le phosphate d'acide butylique. Ces revêtements ont une durée de conservation d'environ quatre mois. Ils sont utilisés pour le mobilier de bureau, institutionnel et résidentiel. Les laques pré-catalysées présentent une meilleure résistance chimique que les laques nitrocellulosiques. Leur teneur en COV est également très élevée. Les vernis de conversion sont des mélanges d'alkydes à base d'huile, d'urée-formaldéhyde et de mélamine. Ils utilisent un catalyseur acide fort tel que l'acide p-toluènesulfonique. Leur durée de vie en pot est de 24 à 48 heures. Ils sont utilisés pour les meubles de cuisine, de bureau et d'habitation. Parmi les trois types de vernis à base de solvants généralement utilisés pour le bois industriel, les vernis de conversion présentent les meilleures propriétés. Ils émettent cependant des quantités très élevées de COV et de formaldéhyde.
Les émulsions acryliques auto-réticulantes à base d'eau et les dispersions de polyuréthane constituent d'excellentes alternatives aux produits à base de solvants pour les applications industrielles sur bois. Les émulsions acryliques offrent une très bonne résistance chimique et au blocage, une dureté supérieure, une durabilité et une résistance aux intempéries exceptionnelles, ainsi qu'une meilleure adhérence aux surfaces non poreuses. Leur temps de séchage rapide permet aux fabricants d'armoires, de meubles ou de produits de construction de manipuler les pièces peu après application. Les dispersions de polyuréthane offrent une excellente résistance à l'abrasion, une grande flexibilité et une résistance aux rayures et aux marques. Elles se mélangent bien aux émulsions acryliques pour améliorer les propriétés mécaniques. Les émulsions acryliques et les dispersions de polyuréthane peuvent réagir avec des agents de réticulation tels que les polyisocyanates, la polyaziridine ou les carbodiimides pour former des revêtements bi-composants (2K) aux propriétés améliorées.
Les revêtements à base d'eau polymérisables aux UV sont devenus des solutions populaires pour les applications industrielles sur bois. Les fabricants de meubles et d'armoires de cuisine privilégient ces revêtements pour leur excellente résistance et leurs propriétés mécaniques, leur facilité d'application et leurs très faibles émissions de solvants. Les revêtements UV à base d'eau présentent une excellente résistance au blocage immédiatement après polymérisation, ce qui permet d'empiler, d'emballer et d'expédier les pièces revêtues directement depuis la chaîne de production, sans temps de maturation. La maturation du revêtement UV à base d'eau est spectaculaire et se produit en quelques secondes. La résistance chimique et antitache des revêtements UV à base d'eau est supérieure à celle des vernis de conversion à base de solvants.
Les revêtements UV à base d'eau (WB) présentent de nombreux avantages intrinsèques. Alors que les oligomères UV 100 % solides sont généralement très visqueux et nécessitent une dilution avec des diluants réactifs, les polyuréthanes UV à base d'eau (WB PUD) sont peu visqueux et leur viscosité peut être ajustée à l'aide de modificateurs de rhéologie classiques. Les WB PUD possèdent un poids moléculaire initialement élevé et leur poids moléculaire n'augmente pas aussi rapidement lors du durcissement que celui des revêtements UV 100 % solides. Grâce à leur faible retrait, voire leur absence de retrait lors du durcissement, les WB PUD offrent une excellente adhérence à de nombreux supports. La brillance de ces revêtements est facilement contrôlée à l'aide d'agents matifiants classiques. Ces polymères peuvent être à la fois très durs et extrêmement flexibles, ce qui en fait des candidats idéaux pour les revêtements extérieurs en bois.
Date de publication : 7 mars 2024
