Epoxy/thermoplastic polyurethane self-stratifying coating for aeronautical applications

Abstract

Pour intégrer une fonction à un matériau via sa surface, divers revêtements dotés de propriétés différentes (adhésives, antibactériennes, ignifuges, résistantes aux intempéries, etc.) sont généralement nécessaires. Ces systèmes multicouches impliquent des procédures complexes d'application et de durcissement. Les multiples étapes de formulation, d'application et de traitement augmentent non seulement les sous-produits et l'impact environnemental, mais entraînent également une consommation d'énergie significative jusqu'à la formation d'un film solide. De plus, ces multiples étapes de traitement nécessitent des temps d'application longs, peu pratiques pour les besoins industriels. En outre, des problèmes d'adhésion et de vieillissement peuvent survenir en raison de la nature chimique souvent différente de ces structures complexes. Il est donc souhaitable de réduire le nombre de couches au minimum, tout en offrant des performances globales équivalentes ou supérieures aux systèmes actuels, en formant des films de peinture multicouches à partir d'un système monocouche.

Dans ce contexte, l'approche d'auto-stratification [1] apparaît comme une solution prometteuse, car elle permet de former des structures complexes de revêtements multicouches ou en gradient en une seule étape directement sur un substrat (métal, plastique, composite...), combinant des propriétés de surface et d'adhésion optimisées dans une seule composition de revêtement. [2] Chaque couche remplit une fonction spécifique : la couche inférieure favorise l'adhésion et protège le substrat, tandis que la couche supérieure apporte un attrait esthétique et une protection contre les conditions atmosphériques. [3]

Cette étude porte sur le remplacement d'un revêtement bicouche époxy/polyuréthane thermoplastique (TPU) appliqué sur des structures composites pour des applications aéronautiques par un revêtement auto-stratifiant époxy/TPU. La conception et les principaux défis liés au processus de stratification seront présentés. L'accent sera mis sur la caractérisation des couches stratifiées, et les principales propriétés des revêtements obtenus seront exposées. L'utilisation de TPU comme couche supérieure sur un avion offre une gamme d'avantages qui en font un choix populaire dans les applications aérospatiales.