Teinture et peinture aqueuses nanocomposites pour le bois à usage extérieur



La formulation/consommation de produits de revêtements aqueux pour le bois n'est pas très courante au Québec et l'industrie devra s'y adapter rapidement. En effet, en Europe, il y a une forte poussée du côté de ces technologies. Cette subvention nous a permis de former au moins deux étudiants en maîtrise, un au doctorat, un postdoctorant et des stagiaires de premier cycle. Nous avons déterminé que l'ajout de nanoparticules (NP) améliore certains aspects des revêtements; ainsi les revêtements nanocomposites UV-aqueux développés dans ce projet ont démontré une excellente résistance aux égratignures suite à l'introduction de nanoparticules. En effet, l'ajout de 5 pds% de nanoalumine et de nanosilice a permis d'améliorer la rétention de brillance de 127 et 314 % respectivement comparativement au revêtement ne contenant pas de nanoparticules. D'autres travaux ont démontré que l'ajout de nanoparticules d'oxyde de zinc, au niveau de 1,5 %, ont protégé les revêtements de la dégradation de la couleur, lorsque testé en chambre de vieillissement accéléré ou à l'extérieur.  De plus à l'extérieur ces revêtements on démontré une excellente résistance aux champignons et moisissures.

D'une façon plus générale, le défi dans ce nouveau genre de revêtements est de bien disperser les nanoparticules: les travaux faits en parallèle à Sherbrooke démontrent que parmi 8 solvants usuels de polarités variées, l'eau, ayant une tension de surface plus élevée que les solvants organiques, rend le bris des agrégats initiaux plus difficile, et l'agrégation est très rapide même à de très faible concentration dans l'eau; 2) le pH et la force ionique influencent grandement sur la taille des agrégats; 3) L'agrégation se produit au point isoélectrique, 4) La stabilisation des alumines est plus facile que celle des oxydes de zinc. On a identifié des agents dispersants très efficaces.

De façon plus fondamentale, la modélisation des effets conduisant à l'agrégation des NP à, jusqu'à maintenant pris en compte les forces attractives de London-vdW, les forces répulsives de double-couche (électrostatiques) et les forces interfaciales; l'inclusion de ces dernières permet de comprendre pourquoi l'agrégation est plus marquée si les particules initiales sont plus petites et pourquoi la formation des gros agrégats est favorisée. L'ensemble de ces résultats contribuent à mieux cibler les conditions d'utilisations des NP dans les formulations à base aqueuse.

Chercheur responsable

Bernard Riedl, Université Laval

Équipe de recherche

  • Pierre Blanchet, Forintek Canada Corporation
  • Carmel R. Jolicoeur, Université de Sherbrooke

Durée

2007-2010

Montant

210 000 $

Partenaires du projet

  • Ministère des Ressources naturelles et de la Faune

Partenaires du projet

  • FPinnovations

Appel de propositions

Transformation des produits de bois - 1er concours