5.0 PEINTURES, VERNIS ET LAQUES
5.3 REVÊTEMENTS SUBSTITUTIFS
5.3.3 Les revêtements en poudre (Hestar,1989 )
Description Les peintures en poudre sont des mélanges ne contenant pas de solvant. Elles sont maintenant disponibles dans une très grande gamme de couleurs et de textures. Il existe deux types de revêtements en poudre : les thermoplastiques et les thermodurcissables.
Poudres thermoplastiques Comme les poudres thermoplastiques ne sont utilisées que dans les applications de film épais, elles ne servent pas comme peintures mais plutôt comme matériau de revêtement de plastique résistant aux produits chimiques et pour leurs propriétés de résistance mécanique. Elles ont une fonction protectrice plutôt que décorative. On ne traitera donc pas de ces matériaux dans ce travail. Les plus courantes sont composées de polyéthylène, de polypropylène, de nylon, de chlorure de polyvinyle et de polyester.
Poudres thermodurcissables Les poudres thermodurcissables ont des poids moléculaires plus faibles que les poudres thermoplastiques. Lorsqu'elles sont chauffées, après application, elles s'écoulent en une fine couche uniforme réagissant chimiquement pour former un réseau de réticulation à haut poids moléculaire. Une fois la réaction complétée, elles ne se ramollissent pas lorsqu'on les chauffe de nouveau.
On utilise surtout des systèmes de projection électrostatique pour effectuer l'application des poudres. On peut aussi utiliser un lit fluidisé standard ou de type électrostatique. La plupart des revêtements doivent être chauffés entre 121 et 182°C pour une période de 15 à 30 minutes afin de fondre les poudres et compléter la réticulation des résines. Même si les poudres sont surtout utilisées sur des pièces en métal, on les a aussi utilisés sur des surfaces en plastique, en verre, en céramique et en bois (Tellus Institute,1993 ). Les surfaces non métalliques peuvent être recouvertes de poudres suite à l'application d'un produit électrostatique (Tellus Institute,1993 ). On a aussi développé des résines qui peuvent être réticulées à de faibles températures, rendant possible le recouvrement de pièces en plastique et en bois (Tellus Institute,1993 ).
Le rythme de développement de nouveaux produits est très rapide. Depuis le début des années 80, la croissance aux États-Unis a été de l'ordre de 20 % par année. En 1987, les poudres avaient une part de
8 % du marché des revêtements utilisés par les industries de finition. Des améliorations techniques dans plusieurs domaines ont permis cette croissance phénoménale. Aux USA, la législation portant sur la réduction des COV, les coûts énergétiques, la protection de la santé et sécurité des travailleurs, ont contribué à l'essor de ces produits de remplacement.
Composition Elles sont faites à partir de résines époxy, polyesters, acryliques et polyuréthanes. De ces quatres résines, cinq types de poudres thermodurcissables sont produites : la poudre à base de résine époxy, la poudre époxy-polyester, la poudre polyester durcie à l'isocyanurate de triglycidyle (TGIC), la poudre acrylique-uréthane et la poudre polyester-uréthane.
Avantages Les nouvelles résines permettent de rencontrer les spécifications de la plupart des produits. On peut produire des films minces de moins de 25 m à environ 76 m dans une grande gamme de couleurs, lustres, textures avec un taux d'efficacité de 95 % et plus. Des systèmes bien conçus permettent de changer de couleur en quelques minutes. Des systèmes à haut volume de production peuvent appliquer plus de 20 couleurs différentes avec plusieurs changements de couleurs par jour. Il demeure néanmoins que les changements de couleurs peuvent être problématiques et être une source de contamination si les systèmes en place ne sont pas adéquats.
L'application des poudres élimine les problèmes traditionnels des peintures à solvants tels que l'égouttement ou la formation de bulles. Le fini du revêtement est plus uniforme et il est aussi exceptionnellement dur et résistant aux impacts (McMinn,1992 ). Les poudres permettent de recouvrir les pièces plus rapidement et le taux de rejet est aussi réduit. L'enrobage des pièces à l'aide du système de pulvérisation électrostatique requiert moins de précision de la part de l'opérateur et il n'est plus nécessaire de vérifier la viscosité des mélanges de peintures ou de faire le mélange de solvants (McMinn,1992 ). La technique d'application étant plus simple que celle pour les liquides, la formation des opérateurs est plus facile.
On a amélioré les systèmes d'application et de récupération rendant ce type de revêtement très compétitif en terme de coûts. Presque tout (99 %) le matériel pulvérisé en trop peut être capté et recyclé par un système de filtration (Tellus Institute,1993 ). Comme la plupart de ces matériaux ne sont pas considérés dangereux pour l'environnement, le coût d'élimination des déchets solides est fortement réduit (Tellus Institute,1993 ). En outre, comme les poudres ne contiennent pas de solvants et qu'elles sont appliquées dans des cabines sans utiliser d'eau, il y a élimination des problèmes de pollution de l''air et de l'eau. Les émissions de COV des poudres sont de l'ordre de 98 % plus faibles que pour les revêtements liquides traditionnels. Étant donné l'absence d'émissions significatives de COV, il y a réduction des coûts attribuables à la ventilation et au chauffage.
Désavantages Par contre, les poudres ne sont pas encore disponibles dans la variété de couleurs, de finis et de textures des revêtements traditionnels. Par exemple, il n'y a pas de poudres fournissant un fini similaire aux peintures métalliques utilisées dans les ateliers de réparation de carrosserie automobile ou permettant de rehausser le grain des surfaces de bois (McMinn,1992 ).
Dangers Le danger le plus important lors de la production ou de l'application des poudres réside dans le potentiel d'explosion. Richart décrit en détail le matériel requis et les mesures à prendre afin d'empêcher les explosions (Richart,1985 ).
Quant aux dangers toxiques, une attention particulière doit être portée à l'exposition par inhalation et par contact cutané. L'irritation des yeux et la toxicité par ingestion doivent être aussi considérées. Diverses études ont été complétées pour vérifier ces aspects pour les poudres à base acrylique, époxy et polyester TGIC. Même si ces études ont démontré que les poudres ne semblaient pas constituer un risque significatif pour la santé des travailleurs, les concentrations de ces poudres devraient être gardées sous la TLV de 10 mg/m³ (Richart,1985 ). A cet effet, tout doit être mis en oeuvre pour assurer une ventilation suffisante des locaux de travail. Il faut aussi tenir compte qu'il peut y avoir dégagement de constituants volatils des résines ou des durcisseurs lors de la réticulation à chaud (Farhi,1986 ). Des gants et masques devraient être portés lorsque les poudres peuvent entrer en contact avec les travailleurs soit lors de manipulations ou de transferts. La peau doit être lavée avec de l'eau et du savon (Tellus Institute,1993 ). En général, les risques toxiques dûs aux peintures en poudre sont nettement plus réduits qu'avec les peintures à solvants (De Craecker,1986 ).
Applications Comme ce type de revêtement est peu connu, on présente au tableau 5.3 quelques exemples d'applications sous la forme d'une liste parmi les quelques 200 utilisations rapportées dans la littérature (Hestar,1989 ; Richart,1985 ).