Développement de traitements retardateurs de flamme à base d'acrylates à haute teneur en solides polymérisés par irradiation pour le bois d'intérieur

Development of flame-retardant, high-solid content, radcure treatments with acrylates for an interior wood application

• Auteur / Autrice : Solène Pellerin
• Direction : Sophie Duquesne, Véronic Landry
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie des materiaux
• Date : Inscription en doctorat le 14/01/2019
• Etablissement(s) : Centrale Lille Institut en cotutelle avec Université Laval
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMET - Unité Matériaux et Transformations
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ingénierie des Systèmes Polymères

Mots clés

Mots clés libres

Retardateur de flamme

Réticulation par irradiation

Bois

Acrylate

Revêtement

Imprégnation

Flame-retardant

Radiation curing

Wood

Acrylate

Coating

Impregnation

Résumé

Avec l'essor des préoccupations environnementales, le bois est plus que jamais un matériau de choix pour la construction. Utilisé depuis longtemps pour son aspect et pour ces bonnes propriétés mécaniques, l'industrie du bâtiment est confrontée à certaines limites de ce matériau renouvelable dont notamment sa tenue au feu. Différentes méthodes permettent l'amélioration de la résistance et de la réaction au feu du bois, comme par exemple l'imprégnation au cœur du matériau ou bien l'application de revêtements spécifiques à sa surface. Ce projet se consacrera au développement de vernis réticulables sous rayonnements ultraviolets (UV) pour le bois d'intérieur. L'utilisation de la technologie UV permet un séchage accéléré et donc un gain de temps en industrie comparé à un séchage traditionnel. Les revêtements mis au point seront tous à haute teneur en solide. Ainsi, aucun composé organique volatil n'est libéré au cours du séchage. Ce projet vise à développer des formulations acrylates retardatrices de flammes à haute teneur en solide pouvant être polymérisées sous ultraviolets. Bien que les composés halogénés soient très largement utilisés dans le domaine de la lutte contre le feu, ils ne seront pas incorporés aux formulations afin d'éviter le dégagement de fumées toxiques et corrosives lors de l'exposition au feu des revêtements. Ce projet a une portée industrielle, il est donc important de formuler un produit pouvant facilement être mise en œuvre. Les revêtements développés doivent également être transparents afin de conserver l'aspect naturel du bois. Deux axes majeurs de recherche seront mis en place : l'approche additives et celle réactive. Des additifs retardateurs de flamme permettant une meilleure tenue au feu du vernis seront étudiés. L'approche réactive sera consacrée au développement de monomères et oligomères favorisant la formation d'une couche protectrice lors de la combustion. Les deux approches pourront éventuellement être combinées afin d'optimiser les propriétés ignifugeantes. Au-delà de la caractérisation du comportement au feu, la durabilité et le maintien des propriétés mécaniques et optiques des revêtements seront également analysés. La première application de cette étude est destinée à l'industrie du couvre plancher. Dans un second temps, une application plus large des produits développés peut être envisagée. A titre d'exemple, d'autres constituants en bois utilisés dans le domaine de la construction comme les panneaux muraux ou encore les éléments d'ébénisterie architecturale sont des cibles potentielles.

The aim of the project is the development of flame retardant and high solid content UV-cured acrylate formulations for interior wood varnish applications. The project is divided into two research approaches, the reactive route and the additive one. The first one concerns the development of monomers and oligomers that promote the formation of a protective layer during combustion. The second one studies the influence of different flame-retardant additives in the formulation. Both routes will be combined in order to optimise the flame-retardant properties. Apart from the flame retardancy behaviour of the coatings, durability, fastness and the evolution of mechanical properties in time will be also monitored.