En 2025, l'industrie des revêtements accélère sa transition vers un double objectif : la transition écologique et l'amélioration des performances. Dans les secteurs de pointe comme l'automobile et le transport ferroviaire, les revêtements à base d'eau, grâce à leurs faibles émissions de COV, leur sécurité et leur non-toxicité, sont passés du statut d'options alternatives à celui de choix privilégiés. Cependant, pour répondre aux exigences des applications les plus difficiles (humidité élevée et forte corrosion, par exemple) et aux attentes accrues des utilisateurs en matière de durabilité et de fonctionnalité, les avancées technologiques dans le domaine des revêtements polyuréthanes à base d'eau (WPU) se poursuivent à un rythme soutenu. En 2025, les innovations industrielles en matière d'optimisation des formules, de modification chimique et de conception fonctionnelle ont insufflé une nouvelle dynamique à ce secteur.
Approfondissement du système de base : du « réglage des ratios » à « l’équilibre des performances »
En tant que revêtement de référence en termes de performance parmi les peintures à l'eau actuelles, le polyuréthane bicomposant en phase aqueuse (WB 2K-PUR) est confronté à un défi majeur : l'équilibre entre le rapport et les performances des systèmes de polyols. Cette année, des équipes de recherche ont mené une étude approfondie des effets synergiques du polyéther polyol (PTMEG) et du polyester polyol (P1012).
Traditionnellement, le polyol polyester améliore la résistance mécanique et la densité du revêtement grâce à la densité des liaisons hydrogène intermoléculaires. Cependant, un ajout excessif réduit la résistance à l'eau en raison de la forte hydrophilie des groupements ester. Des expériences ont démontré qu'avec une proportion de P1012 de 40 % (g/g) du système polyol, un équilibre optimal est atteint : les liaisons hydrogène augmentent la densité de réticulation physique sans excès d'hydrophilie, optimisant ainsi les performances globales du revêtement, notamment sa résistance au brouillard salin, à l'eau et à la traction. Cette conclusion fournit des indications précieuses pour la conception de la formule de base des polyuréthanes bicomposants à base d'eau (WB 2K-PUR), en particulier pour des applications telles que les châssis automobiles et les pièces métalliques de véhicules ferroviaires, qui exigent à la fois performance mécanique et résistance à la corrosion.
« Allier rigidité et flexibilité » : la modification chimique ouvre de nouvelles perspectives fonctionnelles
Si l’optimisation des proportions de base constitue un « ajustement fin », la modification chimique représente un « bond qualitatif » pour le polyuréthane en phase aqueuse. Deux voies de modification se sont particulièrement distinguées cette année :
Voie 1 : Amélioration synergique avec des dérivés de polysiloxane et de terpène
La combinaison de polysiloxane à faible énergie de surface (PMMS) et de dérivés de terpènes hydrophobes confère au WPU des propriétés doubles de « superhydrophobie + rigidité élevée ». Les chercheurs ont préparé du polysiloxane à terminaison hydroxyle (PMMS) en utilisant du 3-mercaptopropylméthyldiméthoxysilane et de l'octaméthylcyclotétrasiloxane, puis ont greffé de l'acrylate d'isobornyle (un dérivé du camphène issu de la biomasse) sur les chaînes latérales du PMMS via une réaction de clic thiol-ène initiée par UV pour former un polysiloxane à base de terpène (PMMS-I).
Le WPU modifié a présenté des améliorations remarquables : l’angle de contact statique avec l’eau est passé de 70,7° à 101,2° (proche d’une superhydrophobie comparable à celle d’une feuille de lotus), l’absorption d’eau a diminué de 16,0 % à 6,9 % et la résistance à la traction a bondi de 4,70 MPa à 8,82 MPa grâce à la structure rigide des anneaux terpéniques. L’analyse thermogravimétrique a également révélé une stabilité thermique accrue. Cette technologie offre une solution intégrée « anti-salissure et résistante aux intempéries » pour les pièces extérieures des transports ferroviaires, telles que les panneaux de toiture et les bas de caisse.
Voie 2 : La réticulation de la polyimine permet une technologie d’« auto-réparation ».
L'auto-réparation est devenue une technologie populaire dans le domaine des revêtements, et les recherches de cette année l'ont combinée aux performances mécaniques du WPU pour réaliser une double avancée en matière de « haute performance + capacité d'auto-réparation ». Le WPU réticulé préparé avec du polybutylène glycol (PTMG), du diisocyanate d'isophorone (IPDI) et de la polyimine (PEI) comme agent de réticulation a présenté des propriétés mécaniques impressionnantes : une résistance à la traction de 17,12 MPa et un allongement à la rupture de 512,25 % (proche de la flexibilité du caoutchouc).
Surtout, ce matériau assure une auto-réparation complète en 24 heures à 30 °C, retrouvant une résistance à la traction de 3,26 MPa et un allongement de 450,94 % après réparation. Il est ainsi parfaitement adapté aux pièces exposées aux rayures, comme les pare-chocs automobiles et les intérieurs de transports ferroviaires, ce qui permet de réduire considérablement les coûts de maintenance.
« Contrôle intelligent à l’échelle nanométrique » : une « révolution de surface » pour les revêtements antisalissures
Les propriétés anti-graffiti et la facilité de nettoyage sont des critères essentiels pour les revêtements haut de gamme. Cette année, un revêtement anti-salissures (NP-GLIDE) à base de « nanoréservoirs de PDMS à l'aspect liquide » a suscité un vif intérêt. Son principe repose sur la greffe de chaînes latérales de polydiméthylsiloxane (PDMS) sur un squelette de polyol dispersible dans l'eau, via le copolymère greffé polyol-g-PDMS, formant ainsi des « nanoréservoirs » de moins de 30 nm de diamètre.
L'enrichissement en PDMS de ces nanostructures confère au revêtement une surface quasi liquide : tous les liquides testés, dont la tension superficielle est supérieure à 23 mN/m (par exemple, le café ou les taches d'huile), glissent sans laisser de traces. Malgré une dureté de 3H (proche de celle du verre ordinaire), le revêtement conserve d'excellentes propriétés anti-salissures.
De plus, une stratégie anti-graffiti combinant « barrière physique et nettoyage doux » a été proposée : l’introduction d’un trimère d’IPDI dans un polyisocyanate à base de HDT permet d’accroître la densité du film et d’empêcher la pénétration des graffitis, tout en contrôlant la migration des segments silicone/fluor pour garantir une faible énergie de surface durable. Associée à l’analyse mécanique dynamique (DMA) pour un contrôle précis de la densité de réticulation et à la spectroscopie photoélectronique X (XPS) pour la caractérisation de la migration interfaciale, cette technologie est prête pour l’industrialisation et devrait devenir une nouvelle référence en matière de protection anti-salissure pour les peintures automobiles et les boîtiers de produits électroniques.
Conclusion
En 2025, la technologie de revêtement WPU évolue d'une simple amélioration des performances vers une intégration multifonctionnelle. Qu'il s'agisse d'optimisations de formules de base, de percées en matière de modifications chimiques ou d'innovations de conception fonctionnelle, la logique fondamentale repose sur la synergie entre respect de l'environnement et hautes performances. Pour des secteurs comme l'automobile et le transport ferroviaire, ces avancées technologiques permettent non seulement d'allonger la durée de vie des revêtements et de réduire les coûts de maintenance, mais aussi de réaliser des progrès considérables en matière de production écologique et d'expérience utilisateur haut de gamme.
Date de publication : 14 novembre 2025