PEINTURE AQUEUSE A BASE D’AMIDON ET DU PIGMENT BLEU DE PRUSSE

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MODE D’APPLICATION D’UNE PEINTURE 

Après les formulations et obtention de la peinture, l’application de la peinture est la dernière étape dans le procédé. Il existe plusieurs méthodes d’application de la peinture et des appareils relatifs à chaque procédé d’application. On peut citer :

La brosse, le pinceau et le rouleau 

Il s’agit des moyens les plus utilisés.
L’épaisseur déposée est très variable suivant l’applicateur et la nature du produit. Le contrôle le plus facile est la jauge humide ou la consommation de produit. Elle est le reflet de l’épaisseur déposée et doit être en accord avec les spécifications. L’utilisation conjuguée de la brosse ou rouleau donne les meilleurs résultats lors de l’application des laques de finition. [2]

Aérosols ou spray max 

Cette technologie aérosol innovante associe la mobilité et la flexibilité d’une peinture aérosol aux propriétés d’application d’un pistolet à peinture professionnel. Spray Max est un système de retouche pour les professionnels, utilisant des peintures d’origine, produites par les fabricants de peintures. Toutes les étapes de peinture sont réalisables exclusivement avec des produits peintures en aérosol. La technologie aérosol Spray Max se distingue par deux particularités techniques : Premièrement, la technique de pulvérisation et d’application Spray Max, qui se caractérise par un diffuseur à jet large, un taux de transfert élevé, une pression de pulvérisation constante (jusqu’à ce que l’aérosol soit intégralement vide) ainsi qu’un film déposé homogène, et un brouillard de pulvérisation réduit.
Deuxièmement, la technologie Spray Max utilise des peintures de retouche automobile contrôlées et agréées ou des systèmes de peinture d’autres fabricants. On obtient un résultat parfait. Dans le domaine des peintures pour professionnels, la référence en termes de qualité est l’emploi d’un pistolet à peinture pneumatique. Jusqu’à une date récente, les peintures aérosols ne pouvaient concurrencer les pistolets, et étaient considérées comme un « outil de bricoleur ». Le marché s’est tourné vers des méthodes de retouche « alternatives et économiques », auxquelles il manquait un système de retouche adapté: c’est alors que la technologie d’aérosols Spray Max brevetée a fait son apparition. Utilisée avec succès depuis de nombreuses années pour les retouches automobiles, cette technologie révolutionnaire conquiert progressivement d’autres domaines d’application. La technologie Spray Max permet d’obtenir des qualités de retouche équivalentes à celles atteintes avec un pistolet peinture. Il en résulte un rendu correspondant à une peinture d‘origine comme la figure N°5 le montre. *11+ [12] Au coeur de la technologie d’aérosol Spray Max, une combinaison de gaz propulseur, diffuseur spécifique et valves innovantes. Cette technologie permet une pulvérisation large, similaire à celle obtenue avec un pistolet peinture, mais avec un brouillard de pulvérisation réduit.

Les peintures autocicatrisantes 

Les premiers motifs utilisés par Lehn et al [25] dans le domaine des polymères supramoléculaires sont inspirés des bases azotées qui sont à l’origine du fonctionnement de l’ADN et de manière plus générale des systèmes biologiques. Une caractéristique exclusive des systèmes biologiques est la possibilité de cicatriser, afin de laisser l’organisme indemne après une lésion. Dans le cas des matériaux polymères classiques, cette propriété n’existe pas. En effet, les agressions provoquent la rupture irréversible de liaisons covalentes. Dans la littérature, [26] quelques rares références font état de matériaux capables de cicatriser selon des processus différents à savoir:
– la cicatrisation assistée, lorsque c’est un agent exogène activé au moment de la lésion qui permet de cicatriser.
– l’auto-cicatrisation lorsque le matériau a la capacité intrinsèque de cicatriser.

Cicatrisation assistée 

La cicatrisation assistée mise au point par White et al [25] peut être décrite comme suit. Dans la matrice polymère sont dispersés deux composés : le premier est l’agent cicatrisant, enfermé dans des microcapsules, le second un catalyseur capable de polymériser l’agent cicatrisant. Quand une fracture se propage, celle-ci va briser la paroi de la microcapsule libérant l’agent cicatrisant capable de remplir la fracture par capillarité. Au contact du catalyseur, l’agent cicatrisant polymérise réunissant les deux surfaces de la fracture. Ce processus d’autocicatrisation assisté est représenté par la figure N°8.

Essai de méthode d’encapsulation de la colle époxy 

On prépare la microencapsulation de l’époxy par une méthode de polymérisation in situ.

Préparation de la solution de prépolymère 

Les substances principales nécessaires sont :
_ Un composé sulfhydryle (RSH).
_ Trifluorure de bore diéthyletherate ((C2H5)2OBF3).

Mode opératoire :

Il s’agit de :
_ Préparer in situ la polymérisation de la résine époxy avec l’urée formol.
_ Diluer avec une solution de 13,6% de n-butylglycidiléther.
_ Agiter à 800 Rotation par minute.
_ Filtrer et rincer deux à trois fois à l’éthanol puis tamiser de 125 à 250μm.
_ Mettre dans un récipient avec des bulles d’air.

Microencapsulation 

La microencapsulation consiste à :
_ Mélanger la solution de prépolymère avec 27,5g d’une solution de 37% de formaldéhyde.
_ Ajuster le pH à 8 ; ajouter 10,25g d’urée et mélanger.
_ Faire réagir pendant 1heure à 70°C.
_ Mélanger avec 50mL d’eau distillé.
_ Agiter à 1200 rotation par minute. Ajuster le pH de la solution à 2.
_ Ajouter 25mL de diisocyanate.
_ Ajouter 15mL chaud de diisocyanate après 15 à 30 minutes et 50mL après 45 et 60 minutes.
_ Faire réagir pendant 2heures à 34°C.
_ Mélanger avec l’époxy ; après des heures les microcapsules flottent et on filtre pour obtenir les microcapsules. [21] [22]

Liquides hydrophobes 

On dispose d’un certain nombre de matériaux, comme les cires ou le téflon, sont hydrophobes: des gouttes d’eau posées sur ces surfaces les rejoignent avec un angle de contact supérieur à 90°, et souvent compris entre 100 et 120°. La distinction hydrophile/hydrophobe est particulièrement justifiée si l’on s’intéresse à l’imprégnation d’un matériau poreux. Mis en contact avec un liquide, seuls les matériaux poreux hydrophiles seront envahis par celui-ci. C’est pour cela que l’on cire les planchers: mis au contact de l’eau, le bois ciré ne la boira plus. L’angle de contact lui-même est une quantité souvent mal définie: pour un système donné, on observe en général toute une plage d’angles possibles. Cet effet, appelé hystérésis de l’angle de contact, est responsable de l’accrochage des gouttes sur les vitres ou les pare-brise ; si sa cause est connue (il est lié à la présence de défauts physiques ou chimiques à la surface du solide), on ne sait pas en général prédire quantitativement sa valeur, pour une surface d’une défectuosité donnée. Ainsi donc pour obtenir une surface hydrophobe on dispose de deux moyens suivants : Soit en supprimant l’hystérésis, soit en réduisant le contact solide/liquide, c’est-à-dire en augmentant l’angle de contact.
La première solution est en général inapplicable : elle suppose la réalisation de substrats presque parfaits, qui (au-delà des difficultés à les élaborer) ne conservent que peu de temps leur perfection. Et il se trouve (comme l’a montré Zisman dans les années 60) que la chimie seule ne permet pas de réaliser la seconde : on ne connaît pas de matériau pour lequel l’angle de contact de l’eau dépasse 125° (environ). De ce point de vue, on comprend l’importance des observations anciennes de Wenzel et de Cassie [15] [20], qui ont les premiers suggéré qu’un matériau hydrophobe (une cire, par exemple) voit cette hydrophobie renforcée par la présence d’une micro-texture. Cet effet est très remarquable : d’un angle d’environ 120° quand le matériau est plan, on passe à un angle pouvant dépasser 170° quand il est rugueux : une goutte, dès lors, n’adhère pratiquement plus à son support. Il s’agit ici d’analyser les mécanismes de la super-hydrophobie, grâce en particulier à l’utilisation de surfaces rugueuses modèles et montrer aussi que« texturer le liquide » peut être une autre stratégie pour exalter le non-mouillage. Nous explorons ensuite les propriétés dynamiques du non-mouillage, qui lui confèrent son intérêt.

Les bases du mouillage 

Sur un solide plan et homogène, l’angle de contact d’une goutte est indépendant de la taille de cette goutte. Young a compris en 1805 que cet angle est fixé par l’équilibre de trois tensions de surface : une énergie de surface est aussi une force par unité de longueur qui tire l’interface pour en réduire l’aire. Ces forces s’appliquent en particulier sur la ligne de contact (point d’arrêt des interfaces) et leur équilibre mécanique, exprimé suivant la direction du plan solide, donne l’angle de contact θ comme le montre la figure 9: cos θ= ( ?SV–?SL) ?LV où γSV, γSL et γLV sont les tensions solide/vapeur, solide/liquide et liquide/vapeur des trois interfaces en présence.

LES COMPOSITIONS CHIMIQUES 

Ce qui nous intéresse le plus par rapport à ces différentes latérites c’est surtout leurs compositions chimiques du fait qu’on va l’employer en tant que pigment. C’est surtout la proportion en oxyde de fer qui nous intéresse le plus. Les éléments chimiques des latérites peuvent se présenter soit sous forme libre soit sous forme combinée. La totalité de chaque élément nous permet de classifier le sol suivant leur teneur. Le tableau N° 11 montre la composition des latérites d’Antananarivo.

L’amidon natif 

L’amidon natif correspond au produit brut, extrait sans modification de la molécule. Il a des propriétés alimentaires et technologiques. L’amidon est toujours d’origine végétale. On le retrouve dans les graines (de céréales et de légumineuses) ainsi que dans les tubercules, les racines, les bulbes et les fruits.

Structure physique et chimique 

Il se présente sous la forme de grains formés de zones concentriques alternativement claires et sombres, entourant un centre plus foncé appelé « hile ». La grosseur, la forme et la structure des ces graines sont variables avec la plante dont provient l’amidon. Il n’existe donc pas un seul mais plusieurs amidons ayant des propriétés voisines, mais légèrement différentes selon leur origine. [1]
La figure N°14 donne un aperçu de la structure d’un grain d’amidon.

Propriétés physiques 

L’amidon a, comme tout produit, des propriétés physiques qui lui   sont propres. Plusieurs facteurs entrent en jeu :
_ Influence de la température : l’amidon est insoluble dans l’eau. Il forme, en revanche à chaud (70°C) une solution colloïdale qui épaissit en donnant un gel communément appelé empois.
_ Température de gélification : la gélification commence graduellement à partir de 50°C mais est effective ensuite à une température dépendante de l’agitation moléculaire, de la grosseur des grains, de la nature de l’amidon, de l’eau employée et de la concentration en amidon.
_ Effet stabilisant : l’épaississement ayant lieu à une température inférieure à celle de la coagulation du jaune d’oeuf, les crèmes aux oeufs contenant de l’amidon peuvent être portées à ébullition. [19] [1] Si la température augmente, l’amylose et l’amylopectine passent en solution colloïdale. Au cours du refroidissement, on observe la formation d’un gel (gélification), puis une rétrogradation, c’est-à-dire, recristallisation partielle avec relargage d’eau.

Emploi de l’amidon 

_ L’industrie alimentaire représente l’un des principaux consommateurs d’amidon et de ses dérivés. L’amidon est surtout employé dans les domaines de la biscuiterie, la confiserie, les industries pharmaceutiques, la brasserie, le textile, la papeterie.
_ Dans l’industrie de colle, les colles d’amidon encore appelées « colles de pâte » sont fabriquées, en partant non seulement des farines (blé, seigle, maïs, fève, vesce), mais aussi des féculas (manioc, pommes de terre). Ces derniers subissent une légère cuisson (au dessous de 70°) dans l’eau, ce qui forme un empois dans lequel s’est développé le pouvoir adhésif. Bien souvent des modifications sont effectuées afin d’améliorer son pouvoir collant (dextrinification) ou ses propriétés chimiques pour qu’il soit plus stable lors de la conservation (amidon oxydé, estérifié, stabilisé, etc..).
_ Dans les peintures naturelles, l’amidon est utilisé comme liant, épaississant et même parfois comme charge, dans l’industrie des peintures.

Table des matières

PREMIERE PARTIE ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I: LA PEINTURE
I.1. Définitions
I.2. Historiques
I.3. Les constituants
I.3.1. Les liants
I.3.2. Les pigments
I.3.3. Les charges
I.3.4. Les solvants
I.3.5. Les agents de coalescence et cosolvants
I.3.6. Les additifs
I.3.7. Le durcisseur
I.3.8. Le siccatif
I.4. Les propriétés des peintures
I.4.1. Facteurs de qualités
I.5. Classifications des peintures
I.5.1. Les peintures Bâtiment grand public
I.5.2. Les peintures anticorrosion
I.5.3. Les peintures marines
I.5.4. Les peintures industries
I.5.5. Les peintures pour la carrosserie
I.6. Appareillages
I.6.1. Caractéristiques des mélanges
I.6.2. Emulsionneur rotor stator
I.6.3. Autres émulsionneurs
I.7. MODE D’APPLICATION D’UNE PEINTURE
I.7.1. La brosse, le pinceau et le rouleau
I.7.2. Aérosols ou spray max
I.7.3. Pistolet pneumatique
I.8. Propriétés nouvelles des peintures pour un développement durable
I.8.1. Les peintures autocicatrisantes
I.8.2. Liquides hydrophobes
Chapitre II : LA LATERITE
II.1. GENERALITES
II.1.1. Définition
II.1.2. Classification des latérites
II.1.3. Constituants des latérites
II.1.4. Les structures des latérites
II.1.5. Utilisation des latérites
II.2. La latérite à Madagascar
Chapitre III : LES MATIERES PREMIERES DE CETTE ETUDE
III.1. La colle acrylique
III.2. La dolomie
III.3. La Latérite
III.3.1. Localisation
III.3.2. LES COMPOSITIONS CHIMIQUES
III.4. L’AMIDON DE BLE
III.4.1. Généralités sur l’amidon de blé
DEUXIEME PARTIE ETUDES EXPERIMENTALES
Chapitre I : PREPARATION DU PIGMENT A BASE DE LA LATERITE ET CARACTERISATION 
I.1. PREPARATION DU PIGMENT A BASE DE LA LATERITE
I.1.1. Séchage
I.1.2. Tamisage
I.2. CARACTERISATIONS DES PIGMENTS
I.2.1. Densité
I.2.2. Solubilité
I.3. Conclusion partielle
Chapitre II: FORMULATION D’UNE PEINTURE A L’EAU ACRYLIQUE ET UTILISATION DE LA LATERITE DE VONTOVORONA
II.1. EXPERIENCE DE FORMULATION D’UNE PEINTURE A L’EAU ACRYLIQUE
II.1.1. Matériels et réactifs
II.1.2. Formulation de composition
II.1.3. Deuxième essai de formulation de composition
II.2. ESSAI D’UTILISATION DE LA LATERITE DE VONTOVORONA
II.2.1. Essai de la proportion
II.2.2. Essais des partitions Latérite/Oxyde de Fer
II.3. Conclusion partielle
Chapitre III : ESSAI DE SYNTHESE DE PIGMENTS PAR VOIE CHIMIQUE ET ESSAI DE VALORISATION DE L’AMIDON DE FARINE DE BLE D’ANTSIRABE
III.1. ESSAI DE SYNTHESE DES PIGMENTS
III.1.1. Réactifs et Matériels utilisés
III.1.2. Le pigment blanc
III.1.3. Le pigment marron
III.1.4. Le pigment bleu
III.1.5. Le pigment jaune
III.2. UTILISATION DE L’AMIDON DE BLE COMME LIANT
III.2.1. Choix de la matière première
III.2.2. Gélatinisation de l’amidon – Essai de formulation
III.2.3. Amélioration de la gélatinisation
III.2.4. Essai de synthèse de la colle à base de lait
III.3. Conclusion partielle
Chapitre IV : PEINTURE AQUEUSE A BASE D’AMIDON ET DU PIGMENT BLEU DE PRUSSE
IV.1. ESSAI DE FORMULATION
IV.1.1. Essai de formulation
IV.1.2. Résultats
IV.2. Contrôle et caractérisation de la peinture à liant d’amidon et de pigment bleu de synthèse
IV.2.1. La masse volumique
IV.2.2. La densité
IV.2.3. L’extrait sec
IV.2.4. Pouvoir couvrant
IV.2.5. La couleur
IV.2.6. La lessivabilité
IV.2.7 Elasticité de la peinture
IV.2.8. Dureté de la peinture
IV.2.9. Temps de séchage
IV.3. Conclusion partielle
TROISIEME PARTIE ESTIMATION ECONOMIQUE ET APPROCHE ENVIRONNEMENTALE
CHAPITRE I : ESTIMATION ECONOMIQUE DE L’ETUDE
I.1. INVESTISSEMENT FIXE
I.2. PRIX DES AUTRES PRODUITS
I.3. ETUDE ECONOMIQUE DES COMPOSANTS QU’ON A FAIT LA SYNTHESE
I.3.1. Prix des intrants de la colle
I.3.2. Prix des intrants des pigments blancs
I.3.3. Prix des intrants des pigments marron
I.3.4. Prix des intrants des pigments bleu
I.3.5. Prix des intrants des pigments jaune
I.4. ETUDES ECONOMIQUES DES PEINTURES FORMULEES
I.4.1. Prix des intrants de la peinture à pigment latérite/Oxyde de Fer
I.4.2. Prix des intrants de la peinture à pigment bleu de Prusse et 100% de colle d’amidon de blé
CHAPITRE II : LES DIVERS IMPACTS DE L’ETUDE SUR L’ENVIRONNEMENT
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES

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