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LES COMPOSANTS
DES PEINTURES
C.F.A de Caen niveau IV H. DUBOSQ
Selon la norme NF T 36-001, une peinture est un
produit liquide contenant des pigments, destinée à être
appliqué sur une surface pour former un feuil opaque
doué de qualités protectrices ou techniques
particulières.
En général trois composants entrent dans la
fabrication d'une peinture :
- Les liants, qui sont les éléments filmogènes
- Les pigments et matières de charge, qui assurent
l'opacité et donnent la couleur
- Les solvants, qui dissolvent totalement le liant
Les diluants qui facilitent la mise en oeuvre sont
facultatifs dans certaines peintures ainsi que les solvants
pour la nouvelle génération de peinture.
Dans le langage courant, un seul terme, « peinture »,
désigne à la fois le produit liquide dans son bidon et le
produit sec. Dans le langage technique, il existe deux mots
pour nommer la peinture sèche « feuil » ou « film ». Le
terme « feuil » est celui retenu par la norme NF. Le terme « film », terminologie anglo-saxonne, est le plus souvent
employé.
LES LIANTS
Le liant, composant essentiel d'une peinture, est l'élément filmogène.
Il constitue le film de la peinture. Seul le liant subit les modifications
chimiques et physiques qui font du produit liquide un produit solide.
Il enrobe un certain nombre de matières pulvérulentes (pigments et
charges).
Il assure l'adhérence du film au subjectile. Le pigment délayé avec le
diluant n'a aucune tenue.
Il donne l'élasticité au film de peinture et donc sa souplesse.
Il assure essentiellement la protection des matériaux qu'il couvre.
Il identifie le produit. On ne dit plus « peinture à l'eau », « peinture à
l'huile », mais, par exemple, peinture « à liant vinylique », « glycérophtalique »...
Il est fréquent que des mélanges de liants entrent dans la
composition d'une peinture. Chaque liant possède ses qualités propres.
Celles-ci peuvent s'ajouter à celles d'un autre liant pour en améliorer les
performances, en particulier la souplesse ou la dureté.
Quatre catégories de liants existent :
Les liants (de synthèse) usuels
Les liants (de synthèse) d'un usage moins fréquent
Les anciens liants
Les composants minéraux
LIANTS (de synthèse) USUELS
Les liants actuels sont tous des produits de synthèse, issus de la
chimie organique. On appelle souvent ces liants de synthèse « résines ».
LIANT VINYLIQUE
Grande souplesse
Incolore et absence de jaunissement
Réalisation de couleurs claires et pures
Insaponifiable par les fonds alcalins
Perméabilité à la vapeur d'eau
Film sans tension superficielle
LIANT ACRYLIQUE
Très grande souplesse
Incolore et absence de jaunissement
Réalisation de couleurs claires et pures
Insaponifiable par les fonds alcalins
Perméabilité à la vapeur d'eau
Film sans tension superficielle
Excellente tenue en extérieur
ALKYDE-
GLYCEROPHTALIQUE
Souplesse et dureté
Excellent brillant
Bonne résistance aux intempéries
Bonne résistances aux lavages
Bonne tension superficielle du film
SILOXANE
Souplesse
Aspect très mat
Très bonne résistances aux intempéries
Bonne perméabilité à la vapeur d'eau
Peu sensible aux micro-organismes
Bonne résistance aux salissures
Recouvrable par tous types de peintures
LIANTS (de synthèse) D'UN USAGE MOINS FREQUENT
EPOXYDIQUE
Film très dur
Très bon accrochage sur les matériaux à base de liant
Hydraulique et sur métaux
Excellente résistance aux alcalins et aux solvants
Peut être facilement recouvert
POLYURETHANE
Très dur et très brillant
Résistant aux intempéries, à l'air marin et aux
Nettoyages
Imperméabilité totale
ALKYDE-URETHANE
Film dur et brillant
Souple
Très bonne résistance aux intempéries et aux lavages
ANCIENS LIANTS
COLLE AMYLACÉE
Grande matité
Couleurs claires pures
Grande sensibilité à l'eau et à l'humidité
Aucune souplesse
HUILE DE LIN
Grande souplesse diminuant dans le temps
Séchage assez lent
Se saponifie au contact des supports alcalins
Tendance au jaunissement
CIRE D'ABEILLE
et
PARAFFINES
Brillante
Transparente
Difficilement recouvrable
COMPOSANTS MINERAUX
Les composants minéraux des peintures, dont l'aspect est souvent
rustique, constituent une famille à part pour plusieurs raisons.
- Ils ne forment pas un film mais une croute mince et cassante ;
- Le mode de formation de cette pellicule est totalement différent de celui
des liants ;
- Leur comportement, en surface et dans le temps, est lui aussi différent.
CHAUX
Grande matité
Grande blancheur
Feuil cassant
Microporeux à la vapeur et aux gaz
Bonne tenue aux intempéries et à l'air salin
Mauvaise adhérence sur le plâtre, le bois et anciennes
Peintures organiques
pH alcalin élevé
Bactéricide et fongicide à l'état liquide
Aspect rustique
SILLICATE ALCALIN
Feuil cassant
Microporeux à la vapeur et aux gaz
Bonne tenue aux intempéries et à l'air salin
pH alcalin élevé
Durabilité élevée
Difficilement recouvrable
Mauvaise adhérence sur le plâtre, le bois et anciennes
Peintures organiques
CIMENT
Grande dureté
Microporosité
Bon accrochage sur matériaux alcalins
A ces liants, il convient d'ajouter deux produits naturels :
LA GOMME LAQUE : soluble uniquement dans l'alcool, est indispensable pour masquer
les taches indélébiles de feutres.
LA BIERE : utilisée pour la préparation des glacis (dits « à l'eau ») à séchage très
rapide lors des travaux de décors.
LES PIGMENTS
Deuxième composant des peintures, les pigments sont selon la norme
NF T 36-001, des substances se présentant généralement sous forme de
fines particules, pratiquement insolubles dans les milieux de suspensions
usuels, utilisés en raison de leurs propriétés optiques, protectrices ou
décoratives.
Les pigments apportent aux peintures :
– la couleur : les liants, comme les diluants et les solvants, sont le plus
souvent incolores.
– L'opacité : ils masquent les surfaces sur lesquelles on les applique,
propriété couramment appelée « le couvrant ». Le terme couvrant
désigne le nombre de m² au litre et est appelé: rendement. Le terme
exact est: le pouvoir opacifiant.
– La protection : ils s'opposent au passage des rayons ultraviolets de la
lumière qui détériorent le film. Par l'effet physico-chimique inhibiteur
de certains composants (tels que le plomb, le zinc, le chrome...), ils
donnent cette qualité à la peinture antirouille.
– La microporosité : ils assurent au feuil son imperméabilité au
ruissellement et, en même temps, sa perméabilité à la vapeur d'eau.
– La résistance : les pigments contribuent à la résistance mécanique du
feuil aux agressions (lavages, abrasions).
Les pigments se présentent essentiellement sous forme de poudres.
Plus les pigments sont broyés finement, plus la peinture est opacifiante.
Un broyage fin permet un meilleur enrobage des particules et donne un film
plus lisse, plus brillant.
En peinture on utilise actuellement trois sortes de pigments :
les oxydes métalliques, en majorité blancs
les minéraux, terres et ocres
les composés organiques et organo-métalliques
OXYDES METALLIQUES
Oxyde de zinc (blanc de zinc)
Autrefois employé comme pigment de base de la peinture. Broyé avec
de huile de lin, il donne le blanc de zinc. Il est non toxique et utilisé aussi
en pharmacie pour préparer des pommades cicatrisantes.
Dioxyde de titane
Il a supplanté l'oxyde de zinc pour la préparation de la majorité des
peintures. Plus blanc et beaucoup plus opacifiant, il est proposé sous deux
formes: -« rutile » : plus chère mais plus opacifiant et non farinante.
-« anatase » : meilleur marché, elle farine facilement à la
lumière. Cette particularité est utilisée par les fabricants pour
vendre des peintures de façades dites « auto-lavables », la
poudre produite s'éliminant sous l'effet de la pluie.
Aluminium, oxydes de fer « micacés »
L'aluminium est le pigment des peintures métallisées. Une peinture
ayant des pigments « aluminium » présente un intérêt particulier
d'imperméabilité du feuil (pluie et ruissellement). Ils sont aussi de très
bons isolants et évitent les migrations intempestives de bistre et les
exsudations de certains bois exotiques.
Pigments antirouille
Les pigments antirouille (ou inhibiteur de rouille) sont des composés
métalliques (souvent des oxydes de plomb). On utilise également la poudre
de zinc, de plomb ou de chrome et des combinaisons de ces métaux entre
eux, exemple : chromate de zinc.
Autres oxydes métalliques
Ce sont les jaunes et verts de chrome, de zinc, le violet ou le jaune
de manganèse, les rouges et jaunes de cadmium, le bleu de cobalt, ils sont
surtout utilisés pour les peintres décorateurs.
MINERAUX
Les pigments minéraux comprennent les ocres, les terres et la craie.
Les ocres et les terres sont des argiles finement broyées. Selon leur
origine ou leur cuisson au four, on obtient l'ocre jaune ou l'ocre rouge. Ce
sont des pigments d'une grande stabilité à la lumière.
D'autres pigments tels que la le terre de Sienne et d'ombre, naturelle
ou calcinée (brulée), la terre de Cassel peuvent être utilisés dans la mise à
la teinte des peintures ainsi qu'à la coloration des glacis en décoration.
La craie (carbonate de calcium) est le pigment de la peinture à la colle
dite « badigeon » (supplanté par les peintures vinyliques). Le carbonate de
calcium est employé comme charge (ex : dans les glacis à l'huile afin de
limiter les coulures).
LES CHARGES Les charges sont parfois appelées « produits auxiliaires » ou « matières
minérales neutres ».
Les charges confèrent aux produits de peinture structure et
résistance, mais elles n'ont pas ou peu de pouvoir opacifiant.
Elles entrent dans la composition des peintures et d'autres produits
filmogènes pour de nombreuses raisons :
- augmentation du garnissant
- réalisation des feuils structurés et des enduits décoratifs
dont elles sont les bases
- contribution aux qualités mécaniques du film
- ajout aux peintures des propriétés telles que microporosité,
matité, séchage en profondeur, dureté, brossabilité...
- protection du liant contre les ultraviolets
Les charges confèrent à certaines peintures une structure, une
résistance et des propriétés que les seuls pigments ne peuvent leur
apporter.
Les charges utilisées sont surtout d'origine minérale ou métallique.
La craie ( carbonate de calcium) : appelée aussi blanc de Meudon,
blanc d'Espagne, blanc tamisé a une structure extrêmement poreuse lui
permet d'absorber beaucoup d'eau. La craie est un matériau de base de
nombreux enduits.
La dolomie (carbonate de calcium et de magnésium) : est plus
dure que la craie elle est utilisée pour les peintures mates et les enduits.
Le sulfate de calcium : entre dans la composition des enduits
diluables à l'eau.
Le talc : donne une souplesse aux produits, augmente la matité
et améliore les qualités protectrices.
L'ardoise et l'argile : ont des qualités de dureté appréciées pour
les peintures de sols.
La silice : entre dans la composition des enduits de ragréage et
des RPE.
Le ciment : compose certains enduits.
Le lithopone (précipité de sulfure de zinc et de sulfate de
baryum) : possède une grande blancheur.
ATTENTION : le peintre peut être amené à décaper des
produits dans lesquelles l'amiante constituait une charges. On l'utilisait
pour les peintures ignifuges, insonorisantes et anti-acides et comme
rétenteur d'eau dans les enduits à base de ciment. Toutes les
précautions devront impérativement être prises lors de ces travaux.
ADDITIFS OU ADJUVANTS
Les additifs ou adjuvants, que l'on qualifie « d'agent » en raison de
leur rôle, modifient le comportement ou les réactions de la peinture.
Les adjuvants jouent un rôle à toutes les étapes de la peinture, du
produit liquide au feuil sec :
a) lors de la fabrication :
- amélioration de la mouillabilité de certains pigments
- stabilisation des émulsions
- épaississement pour obtenir la thixotropie...
b) durant le stockage :
- prévention des dépôts de pigments et des charges
- prévention de la formation des peaux
- prévention de l'attaque des emballages, de la putréfaction
des produits en phase aqueuse...
c) pendant la mise en oeuvre :
- atténuation de l'odeur
- amélioration de la viscosité
- prévention des mousses et des bulles produites lors de
l'application...
d) lors de la transformation du produits liquide en feuil :
durcissement des produits
la polymérisation
l'amélioration de la tension de surface...
e) lorsque le film est sec :
les qualités fongicides, insecticides
l'amélioration de l'adhérence
la résistance aux rayures...
LES SOLVANTS ET LES DILUANTS
Dans la pratique, la distinction entre solvant et diluant est souvent
difficile. Ce sont deux liquides volatils entrant dans la composition d'une
peinture
Ils ont clairement une fonction différente :
- le solvant intervient dans la fabrication
- le diluant facilite l'emploi des peintures. Il peut être incorporé au cours
de la fabrication.
Les vapeurs sont inhalées par le peintre, lorsqu'il applique une
peinture. La directive européenne du 21 avril 2004 indique un seuil
maximum de COV (Composés Organiques Volatils) fixé à 350 gr/l à partir
de 2007. En 2010, les produits contenant des COV ne seront plus employés.
LES SOLVANTS
Le solvant est le constituant liquide volatil dans les conditions
normales de séchage, ayant la propriété de dissoudre totalement le liant.
Les solvants disparaissent presque totalement au cours du séchage,
mais ils sont présents pendant l'application des peintures.
Le peintre n'a aucune maitrise sur le choix et sur l'emploi de ces
produits. Ils lui sont imposés avec leurs avantages et leurs inconvénients.
L'EAU
L'eau joue le rôle de solvant pour produire, à partir de la chaux vive,
la chaux éteinte, employée en badigeon.
A partir de composés amylacés à l'état pulvérulent (fécule, amidon),
l'adjonction d'eau permet d'obtenir un liant pour les peintures dites « détrempes », des colles methyl-celluloses et de enduits dits « à l'eau ».
LES HYDROCARBURES
Les hydrocarbures sont tous toxiques à des degrés divers.
Trois hydrocarbures sont utilisés en peinture:
Les hydrocarbures terpéniques (essence de térébenthine). L'essence de
térébenthine provient de la distillation de la résine de pin. C'est le seul
solvant de la cire.
Les hydrocarbures aliphatiques (tel le pétrole) sont rarement employés
purs. Ils sont utilisés sous forme de produits dérivés (certaines catégories
d'essences et le white spirit).
Les hydrocarbures aromatiques (ou benzéniques) tels que le toluène, le
xylène, le benzène le solvant naphta entrent dans la fabrication des
peintures de façades. Ils sont très toxiques et sont obligatoirement
signalés par une étiquette sur les bidons.
AUTRES SOLVANTS
Les alcools (éthylique, méthylique, butylique, propylique, cyclique) sont les
solvants des résines alkydes et vinyliques lors de la fabrication des
peintures.
Les cétones sont d'excellents solvants, dont le plus connu est l'acétone,
produit très inflammable. Avec le methyl-éthyl-cétone, il entre dans la
fabrication de nombreux décapants de synthèse.
Les éthers ont la propriété d'être soluble dans l'eau. Certains d'entre eux
sont toxiques (éther de glycol) et, de ce fait, soumis à l'arrêté du 7 août
1997.
Les esthers sont utilisés dans la fabrication des vernis.
Les dérivés chlorés (trichloréthylène, dichlorobenzène, chlorure de
méthylène sont de bons solvants, ininflammables, mais très toxiques).
Les dérivés chlorés sont les solvants des caoutchouc, base des colles au
néoprène. Ayant la propriété de provoquer le gonflement des films de
peintures, ils entrent également dans la composition des décapants
organiques.
Le trichloréthylène était autrefois très utilisé comme dégraissant et
nettoyant. Il est aujourd'hui interdit pour ces usages et est interdit à la
vente au grand public. Il reste extrêmement dangereux pour l'utilisateur.
Les protections individuelles sont obligatoires (masques à charbons actifs,
gants appropriés...).
LES DILUANTS
Le rôle des diluants est de faciliter l'emploi des peintures.
L'élaboration d'une peinture tient compte de son mode d'application.
Sa viscosité, réglée par le fabricant, est calculée en fonction du résultat
cherché (film tendu ou poché, pouvoir garnissant) et son mode d'application
(brosse, rouleau, pistolet...). Selon l'état du subjectile, les conditions
atmosphériques et thermiques, le peintre est sujet à modifier cette
viscosité. Le diluant permet ces mises au point.
Il est impératif de respecter les consignes de dilution en quantité et
en qualité sous peine de détruire la chaine de molécules élaborée par le
chimiste pour constituer le film. En effectuant une sur dilution, on
obtiendrait un produit n'ayant plus les qualités recherchées.
Les diluants servent aussi pour le nettoyage des outils. Afin d'éviter
la surconsommation de diluants de nettoyage, il est possible de les laisser
décanter, et ainsi s'en resservir pour de nouveaux nettoyages. Les boues
de décantations doivent être stockées puis recyclées par des entreprises
spécialisées.
Les produits de dilution disparaissent totalement par évaporation lors
de la formation du film.
Dans une peinture en phase solvant, la résine de base (le liant) est
dissoute par le solvant, puis dans le diluant.
Dans une peinture à phase aqueuse, la résine de base n'est pas
dissoute : elle reste toujours en particules indépendantes du diluant, en
émulsion ou en dispersion dans l'eau.
Les diluants utilisés dans la peinture en bâtiment sont l'eau ou les
diluants organiques.
L'EAU
L'eau comme diluant présente des avantages évidents :
– Facilité d'emploi, séchage rapide (généralement quand l'eau est
évaporée, la peinture est sèche), ininflammabilité
– Absence de toxicité (l'eau ne provoque pas de trouble respiratoires)
– Absence d'odeur
– Facilité du nettoyage du matériel (l'eau n'est pas polluante mais la
peinture diluée est polluante, il est interdit de verser les boues à
l'égout)
L'inconvénient principal des peintures à phase aqueuse est leur
sensibilité aux basses températures. On ne peut pas travailler en dessous
de 5°C et le gel pose aussi des problèmes sur les chantiers.
LES DILUANTS ORGANIQUES (produits dangereux car ils sont non
naturels)
LE WHITE SPIRIT
Parmi les diluants organiques, le white spirit est le plus utilisé sur les
chantiers. Il est produit de la distillation du pétrole. Son odeur
désagréable, pour les travaux intérieurs, notamment dans les locaux
occupés.
Le white est le diluant des peintures aux résines alkydes-
glycérophtalique
ESSENCE DE TEREBENTHINE
L'essence de térébenthine est issue de la distillation du pin. Elle ne
permet pas la dilution des résines de synthèse, mais reste essentiellement
utilisée pour l'élaboration des glacis à l'huile.
ALCOOL ETHYLIQUE
L'alcool éthylique est le diluant des vernis gomme laque.
Une nouvelle génération des peintures dites hydrodiluables ou
hydrosolubles, voient le jour. Appelées aussi glycéro à l'eau se sont des
peintures glycérophtaliques diluables à l'eau avec une très faible teneur
voire l'absence totale de C.O.V (Composé Organique Volatil).
Les C.O.V sont des substances de nature organique qui s'évaporent
dans l'atmosphère et participent à l'effet de serre, et contribuent à la
modification de la couche d'ozone. On trouve des C.O.V dans toutes les
peintures. Ils sont présents dans les liants et les additifs. Ils sont
également en plus grande quantité dans les peintures en phase solvant que
dans les peintures en phase aqueuse.
La directive européenne 2004/42/CE souhaite réduire de 50% les
émissions de C.O.V dues aux peintures, par rapport à celles de 1990. la
première étape était le 01/01/2007, la deuxième sera le 01/01/2010.
PEINTURE EN EMULSION OU EN DISPERSION
Les résines de synthèse ne sont ni solubles dans l'eau, ni, a fortiori,
diluables à l'eau. Il a donc fallu inventer de nouvelles formules chimiques
permettant de diluer, avec de l'eau, une peintre à l'origine non
hydrosoluble.
Dans le domaine de la peinture, une émulsion est composée de deux
liquides non miscibles (l'eau et un corps gras), dont l'un est en suspension
stable dans l'autre (une vinaigrette n'est pas une émulsion puisque dès que
le mélange huile et vinaigre est au repos, les deux liquides se séparent).
Pour que la peinture soit émulsionnée, on ajoute des produits stabilisants
qui maintiennent le liant en suspension dans l'eau sous forme de
gouttelettes.
Une dispersion suit le même processus, mais, cette fois, il s'agit d'un
solide (le liant) en suspension dans un liquide, l'eau. Pour les peintures
acryliques se sont les polymères qui sont utilisés le plus souvent.
Les feuils des peintures en émulsion ou en dispersion sont
généralement plus souples que les feuils des peintures à phase solvant.
Cette qualité est particulièrement exploitée pour tous les revêtements
d'imperméabilisation.
