Technologie de tapissage et perspectives de développement du polyuréthane à base d'eau
Dec 18, 2025
Technologie du polyuréthane à base d'eau et des tapis polyuréthane à base d'eauLe polyuréthane, qui se présente sous forme de solutions aqueuses, de dispersions ou d'émulsions de résine polyuréthane dans l'eau, est largement utilisé comme revêtement décoratif dans divers secteurs tels que la construction, l'ameublement, l'automobile, le cuir et l'électroménager. Dans certains cas où des revêtements polyuréthanes en phase aqueuse à faible brillance ou mats sont requis, la technologie de matage revêt une importance particulière.△ Méthodes pour obtenir des effets de matageActuellement, l'effet mat des revêtements est principalement obtenu par deux méthodes : l'ajout d'agents matifiants ou la modification de la résine pour la rendre automatifiante. Cependant, le recours exclusif aux agents matifiants, bien qu'efficace pour réduire la brillance, peut engendrer des problèmes tels que la sédimentation de l'agent matifiant, une stabilité réduite de l'émulsion et une brillance irrégulière due à une mauvaise dispersion. C'est pourquoi les résines automatifiantes, qui ne nécessitent pas d'agents matifiants externes, et les résines polyuréthanes en phase aqueuse de type microsphères suscitent un intérêt croissant.△ Principe d'ajout d'agents de matageQu'est-ce que le matage ? Son principe repose sur la création d'une surface microscopiquement rugueuse sur le film de revêtement. Lorsque la lumière frappe cette surface irrégulière, une réflexion diffuse se produit, réduisant la réflexion spéculaire et dispersant la lumière dans différentes directions, ce qui permet d'obtenir un effet mat. Ce phénomène de réflexion de la lumière sur les surfaces est illustré sur la figure 1. Les agents de matage agissent comme une méthode physique pour modifier la brillance des revêtements. Lors du séchage, l'eau s'évapore et l'agent de matage migre vers la surface, créant des irrégularités microscopiques qui augmentent la rugosité et diminuent ainsi la réflexion spéculaire.△ Types d'agents de matage à base de siliceCommun agents de tapis Les agents de matage à base de silice comprennent les savons métalliques, les cires polymères, le talc et la silice (SiO₂). Cependant, les savons métalliques et les cires polymères peuvent flotter à la surface de la solution, entraînant un brillant irrégulier du film de revêtement. De plus, leur dispersibilité et leur compatibilité avec les résines en phase aqueuse sont souvent faibles, ce qui peut provoquer une désémulsification ou une gélification. En revanche, la silice, composé inorganique, offre des avantages tels qu'une modification aisée et une excellente dispersibilité dans les systèmes polyuréthanes en phase aqueuse. Parmi les agents de matage à base de silice, on trouve la silice pyrogénée, la silice précipitée et l'aérogel de silice. La silice pyrogénée, une poudre ultrafine présentant des groupes hydroxyle en surface et de l'eau adsorbée, se distingue par sa petite taille de particules, sa grande surface spécifique et sa forte activité de surface. La silice précipitée, une poudre blanche amorphe d'acide silicique hydraté composée de particules sphériques portant divers groupes hydroxyle, présente d'excellentes performances, des procédés de production simples, une faible consommation d'énergie et un champ d'application plus large que la silice pyrogénée. L'aérogel de silice, un matériau solide poreux de type gel à l'échelle nanométrique et léger, se distingue par sa structure supérieure, sa grande surface spécifique, son volume poreux élevé, sa distribution de taille de pores étroite et sa bonne transparence.△ Principe du polyuréthane chimiquement matL'effet mat peut également être obtenu par des méthodes chimiques, où des composés absorbant la lumière sont introduits dans la résine de revêtement par des réactions chimiques afin de modifier les propriétés optiques du film. Les résines auto-matifiantes sont des résines de revêtement qui produisent une surface mate lors de la formation du film, sans ajout de poudres ou de cires matifiantes externes. Leurs composants présentent des propriétés physico-chimiques et des groupes fonctionnels similaires aux particules d'agents matifiants, garantissant une bonne compatibilité et des indices de réfraction constants lorsqu'elles sont mélangées à d'autres résines, ce qui résout efficacement les problèmes liés aux agents matifiants externes. De plus, comme ces agents ont souvent un indice de réfraction différent de celui de la matrice du revêtement, il est difficile d'équilibrer matité et transparence, ce qui limite leur utilisation dans certaines applications. Par conséquent, les résines de revêtement auto-matifiantes, qui ne dépendent pas d'agents matifiants externes, ont suscité un vif intérêt. Leur mécanisme de matification repose principalement sur l'introduction de particules incompatibles lors de la synthèse du polymère, par exemple par modification du silicium organique ou par réticulation. Ainsi, dans les résines de polyuréthane en phase aqueuse modifiées par du silicium organique, les segments de silicone hydrophobes migrent vers la surface du film de revêtement lors de sa formation, créant une surface microscopiquement rugueuse. Ce procédé confère au polyuréthane des caractéristiques à la fois organiques et inorganiques, améliorant ainsi sa résistance à l'eau, sa stabilité thermique et ses propriétés mécaniques. La réticulation modifie la structure linéaire du polyuréthane, formant un réseau dense de macromolécules réticulées. Ceci augmente la taille des particules de l'émulsion de polyuréthane et, lors du séchage, les particules les plus grosses s'empilent pour former une surface rugueuse. De plus, ce réseau dense réticulé améliore significativement la résistance à la chaleur, à l'eau et aux produits chimiques du polyuréthane en phase aqueuse.Des chercheurs ont réussi à préparer des émulsions de résine polyuréthane automatifiante en phase aqueuse, modifiées et réticulées en interne, par une méthode d'extension de chaîne. Les films obtenus présentent une surface rugueuse. Les images de ces films, obtenues par microscopie électronique à balayage (MEB) pour différents taux d'ajout d'agent de réticulation (0,35 %, 0,45 %, 0,55 % et 0,65 %), sont présentées sur la figure 2 et désignées respectivement par les étapes a, b, c et d. Ces émulsions ont une taille de particules moyenne supérieure à 1 µm et un niveau de brillance d'environ 2,0 à un angle de 60°, répondant ainsi pleinement aux exigences de matage. Perspectives de développement des résines auto-matifiantes △ Avantages des résines auto-matifiantesRésines de revêtement mat Les agents de matage jouent un rôle crucial dans l'application des résines polyuréthanes en phase aqueuse, suscitant un vif intérêt dans l'industrie des revêtements tout en posant des défis en matière de stabilité. Cependant, l'émergence de résines de revêtement automatifiantes et de résines de revêtement à microsphères matifiantes, qui ne nécessitent aucun agent de matage externe et offrent une excellente stabilité et des performances de revêtement supérieures, laisse présager qu'elles deviendront une tendance majeure à l'avenir.△ Tendances de développement futuresIl est donc essentiel d'intensifier les efforts de recherche et développement sur les résines de polyuréthane en phase aqueuse afin de favoriser leur diffusion. La mise au point de résines de revêtement auto-matifiantes constituera un axe de recherche majeur pour l'avenir du polyuréthane en phase aqueuse.