Vieillissement thermique de peintures anticorrosion : corrélations entre les évolutions de la chimie, de l'architecture macromoléculaire et des propriétés fonctionnelles

Thermal aging of corrosion resistant coatings : correlations between evolutions of the chemical structure, the macromolecular architecture and the functional properties

• Auteur / Autrice : Alexis Colin
• Direction : Mohamed Baba
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-Physique
• Date : Soutenance le 10/12/2015
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (Aubière, Puy-de-Dôme ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Colin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mohamed Baba, Sandrine Thérias, Pierre-Olivier Bussière, Eric Cavaletti, Fidèle Nizeyimana
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Ferry, Roland Solimando

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets de la température

Anticorrosifs

Mots clés libres

Vieillissement

Thermo-oxydation

Peinture anticorrosion

Acrylate

Polysiloxane

Résine époxyde

Corrélation multi-échelle

Ageing

Thermo-oxidation

Anti-corrosive coating

Acrylate

Polysiloxane

Epoxy resin

Multi-scale correlation

Résumé

Des revêtements multicouche anticorrosion, ou peintures anticorrosion, sont utilisés dans de nombreuses applications industrielles telles que la protection d’emballages métalliques utilisés pour le transport ou l’entreposage de matériaux radioactifs. En conditions d’usage, les propriétés fonctionnelles de ces peintures peuvent être dégradées sous l’effet de la température et des conditions environnementales (lumière, dioxygène, humidité, …). Ces évolutions ont été attribuées au vieillissement des différentes couches de peinture constituant le revêtement anticorrosion (vernis de structure acrylique-siloxane, sous couches de type résine époxydique à durcisseur amine). Afin de mener à bien cette étude, une approche dite « multi-échelle ascendante » a été développée. Cette méthodologie, initialement focalisée sur la modification des propriétés physico-chimiques des polymères vierges constituant chaque couche du revêtement (depuis l’évolution de la structure chimique et de l’architecture macromoléculaire, vers les propriétés fonctionnelles), est ensuite progressivement complexifiée par l’ajout d’additifs à la formulation des peintures (pigments, particules barrières à l’oxydation ou anticorrosion, …) avant que le revêtement multicouche complet ne soit analysé dans son ensemble. Ce travail de thèse vise à identifier et à corréler les modifications de la structure chimique et de l’architecture macromoléculaire des différentes couches de peinture responsables de la modification des propriétés fonctionnelles du revêtement anticorrosion.

Anti-corrosive multilayer coatings, or anti-corrosive paints, are used in several industrial applications such as metallic package protection used for transportation or storage of radioactive materials. In working conditions, functional properties of these paints could be degraded under the influence heat or environmental conditions (light, oxygen, moisture …). Such evolutions had been attributed to the aging of the different paint layers that constituted the anticorrosive coating (acrylic-siloxane topcoat, epoxy resin with amine hardener undercoats). In order to properly carry out this study, a « bottom-up multiscale approach » has been developed. This methodology, initially focused on the physico-chemical modifications of neat polymers that constituted each layer of the coating (from chemical structure and macromolecular architecture evolutions to functional properties), is then complexified by adding filers to the paint formulations (pigments, barrier or anti-corrosive particles …). The complete multilayer coating analyses are the last steps of that methodology. The aim of this thesis is to identify and correlate the evolution of anti-corrosive multilayer coating functional properties to the chemical and architectural modifications in each different layer.