COMPOSITIONS RETRO REFLECHISSANTES POUR EQUIPEMENTS DE SECURITE La présente invention concerne des compositions de revêtement rétro réfléchissant destinées à recouvrir la surface d'un objet solide et à la rendre visible notamment sous l'incidence de rayons lumineux. Différentes compositions de revêtement rétro réfléchissant ont été développées, notamment pour les marquages routiers, permettant d'améliorer la visibilité de nuit en réfléchissant la lumière provenant, par exemple, des phares d'un véhicule, en direction du conducteur du véhicule. Certaines compositions comprennent des billes de verre qui sont réflectorisées grâce à un revêtement à base de pigments métalliques, fluorescents ou pas, notamment oxydes de métal (zinc, chrome, titane), lesdites billes de verre étant complètement enfouies dans la masse du revêtement après application de la composition sur un support. Ces compositions sont bien décrites dans la littérature, cependant elles ne sont pas présentes sur le marché, ce qui témoigne des limites de leur utilisation. D'autres compositions comprenant des billes de verre conduisent, après application sur un support notamment au moyen de bombes aérosol, à l'obtention de revêtements dans lesquels les billes de verre sont partiellement exposées à leur surface. Ces revêtements possèdent de bonnes propriétés de rétro réflexion et sont relativement bon marché. Cependant, les systèmes d'application de compositions rétro réfléchissantes de ce type connus sont laborieux car nécessitent une application en au moins deux fois de compositions différentes pour obtenir l'effet technique recherché. La présente invention a pour but de proposer une composition notamment pour laque aérosol qui permet d'obtenir, en une application sur un support solide, un revêtement rétro réfléchissant en conditions de nuit comme de jour. A cet effet et selon un premier aspect, l'invention se rapporte à une composition de revêtement destinée à recouvrir la surface d'un support solide et à la
rendre visible de nuit sous l'incidence de rayons lumineux, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un liant ; - un agent de couplage compatible avec le liant; - un modificateur de rhéologie ; - au moins un solvant; - au moins un cosolvant ;
- des billes de verre recouvertes à moitié par de l'aluminium métal. De manière caractérisante, le revêtement rétro réfléchissant est obtenu par application en une seule fois de ladite composition sur un support solide. Dans ce revêtement, chaque bille de verre présente un hémisphère recouvert avec de l'aluminium. C'est précisément l'hémisphère de chaque bille, recouvert de l'aluminium, qui agit comme un miroir qui reflète entièrement les rayons incidents et assure ainsi une très bonne visibilité de nuit des surfaces recouvertes du revêtement de l'invention par réflexion de la lumière (phares de voitures, éclairages extérieures, torches). La composition de l'invention comprend un liant. Celui-ci est de préférence une résine acrylique ou uréthane. Le solvant, choisi en fonction de la nature du liant, est de préférence sélectionné dans le groupe : eau ; xylène ; acétate de butyle ; methylisobutylcetone (MIBK); toluène ; isobutanol. La composition de l'invention comprend un agent de couplage compatible avec le liant, notamment la résine acrylique ou uréthane ; cet agent de couplage est utilisé en tant qu'accélérateur d'adhésion aux interfaces organiques/inorganiques. Il peut s'agir du gamma-méthacrylate de 3-triméthoxysilylpropyle, ci-après désigné comme « silane ». Les billes de verre qui entrent dans la composition de l'invention présentent un diamètre compris entre 35 et 70 μm. Leur indice de réfraction est d'environ 1,93. Les billes de verre possèdent une densité très élevée (environ 4,2 g/m3), aussi faudrait-il agiter continuellement la composition avant et pendant l'utilisation. Afin d'éviter cela, un modificateur de rhéologie est ajouté à la composition, qui favorise la
mise en suspension des billes. De préférence le modificateur de rhéologie est à l'état liquide, par exemple de l'urée modifiée, dissoute dans de la N-methyl pyrrolidone. Afin d'éviter la sédimentation du liant, 0,2 - 0,5% de modificateur est pré-mélangé à la résine. La forme liquide devrait être la plus appropriée, cependant, il existe aussi des poudres telles que la cire polyamide pure, la cire de ricin modifiée amide ou les dérivés de cire de ricin et des pâtes telles que les gammes polyéthylène ou polyamide, qui peuvent être utilisés comme modificateurs de rhéologie pour la composition de l'invention, selon la nature du liant ou selon l'effet souhaité. De manière caractérisante, chaque bille de verre de la composition est recouverte à moitié par de l'aluminium métal, l'épaisseur de la couche d'aluminium étant de 1 μm environ. L'hémisphère recouvert d'aluminium de chaque bille devient ainsi apte à refléter entièrement la lumière incidente. La composition de l'invention comprend également un cosolvant, dont le rôle est d'améliorer les caractéristiques du revêtement rétro réfléchissant. Le cosolvant est sélectionné dans le groupe : 2-butoxyéthanol, éthylène glycol mono éthyle ester acétate, éthylène glycol mono éthyle éther acétate, éthylène glycol mono éthyle éther, 2-éthoxyéthanol, glycol éther acétate, 2-éthoxyéthanol acétate, 2-éthoxyéthyl acétate, mono éthyle glycol acétate. Dans une variante de réalisation, la composition de l'invention est à base d'eau. Pour cela, on choisit, parmi les acrylates et les urethanes, un liant apte à être dilué dans l'eau, formant ainsi une dispersion ou une émulsion stable; l'eau joue ici le rôle de support du liant. Dans le cadre de la présente invention, le terme « solvant » n'est donc pas utilisé dans son sens chimique strict, mais il désigne d'une manière plus globale le support du liant, qui peut être aqueux ou organique. Par ailleurs, l'eau sert également à ajuster la viscosité finale d'une composition à base d'eau selon l'invention. Il a été constaté que les dispersions de polyuréthanes sont particulièrement appropriées pour développer une composition rétro réfléchissante à base d'eau selon l'invention. Le procédé de préparation d'une telle dispersion stable dans l'eau comprend les étapes suivantes : a) préparation du pré-polymère,
b) neutralisation, c) dispersion, d) polymérisation. a} Préparation du pré-polvmère Un pré-polymère comportant des fonctions hydrophiles est obtenu par réaction d'un diol, par exemple l'acide diméthylolpropionic, ou d'un polyol, avec de l'isocianate en excès. h) Neutralisation
Le pré-polymère ainsi obtenu est neutralisé par réaction avec une aminé, par exemple la triéthanolamine ou la N,N- diméthyléthanolamine. cl Dispersion
Le pré-polymère neutralisé est ensuite dispersé dans l'eau. La qualité du produit obtenu dépend de plusieurs paramètres : viscosité du pré-polymère, température de l'eau, pH du milieu, présence d'un agent émulsifiant. ά Polymérisation
Le pré-polymère dispersé dans l'eau est ensuite soumis à une réaction de polymérisation en présence d'agent réticulant comme l'hydrazine ou l'éthylène diamine. Au cours de cette réaction, le poids moléculaire du polymère dispersé dans l'eau augmente significativement, passant d'environ 1.000 - 10.000 Da jusqu'à plus de 100.000 Da. Les dispersions de polyurethane dans l'eau présentent ainsi avantageusement un poids moléculaire plus élevé que celui du liant polyurethane à base de solvant organique. Le procédé de préparation d'une émulsion stable dans l'eau comprend notamment une étape de polymérisation, initiée par un radical libre soluble dans l'eau. Les polymères obtenus suite à cette réaction de polymérisation sont, quant à eux, insolubles dans l'eau. La stabilité de l'émulsion est obtenue grâce à l'utilisation d'agents tensio-actifs en conjonction avec l'effet des groupes terminaux chargés, tels que les groupes sulfates provenant des initiateurs persulfate, ou des groupes ioniques internes provenant du co-monomère ionique.
Aux émulsions ou dispersions obtenues comme décrit, sont ajoutés de préférence : - au moins un agent de mouillage hydrophile, tel que : sulfonates, carboxylates, phosphates, ammonium, polyols ; - au moins un agent anti-moussant, par exemple des polymères organiques, tels que les polyéthers ou les polyacrylates, des huiles silicones, des polysiloxanes modifiés , ou des silicones fluorines ; - au moins un agent de coalescence ; - au moins un agent de matité ; - une émulsion aqueuse de paraffine. Un exemple de composition de liant à base d'eau entrant dans la composition d'un revêtement réfléchissant et donné ci-après (en pourcentage massique): - émulsion (45 %) 75,0 - eau déminéralisée 10,0 - agent de coalescence de pH 8 6,0 - agent mouillant de surface 0,3 - agent anti-mousse 0,7 - agent de matité 2,0 - émulsion aqueuse de paraffine 6,0 Par ailleurs, la composition rétro réfléchissante de l'invention peut également comprendre un agent colorant compatible avec le liant et permettant une pulvérisation uniforme de la composition sur un support solide. En l'absence d'agent colorant, le revêtement rétro réfléchissant de l'invention est transparent et présente une teinte grise due à la couleur des billes de verre. Sous la lumière du jour il est peu ou pas visible. L'ajout d'agent colorant à la composition de revêtement rétro réfléchissant rend ce dernier visible de jour et améliore par ailleurs sa visibilité en conditions de nuit. L'agent colorant est ajouté à la composition sous forme dispersée dans le liant. De manière générale, l'agent colorant mis en œuvre dans la composition de
revêtement selon l'invention est sélectionné parmi les pigments à effet de perle et les colorants pour vernis. Dans une variante préférée de réalisation, l'agent colorant est constitué d'un ou plusieurs pigments à base de mica, nommés pigments à effet de perle. Ces pigments contiennent des plaquettes semi transparentes de mica qui réfléchissent la lumière. Par ailleurs, ces pigments sont iridescents (ils changent de couleur selon l'angle d'observation). En outre, la composition rétro réfléchissante selon l'invention peut comprendre au moins un pigment phosphorescent. Les pigments phosphorescents présentent la capacité d'absorber de la lumière (la durée de chargement étant en général de l'ordre de quelques minutes), qu'ils vont pouvoir stocker puis diffuser lentement pendant des périodes de temps variées. L'ajout de pigments phosphorescents à la composition rétro réfléchissante de l'invention a pour effet d'améliorer la visibilité du revêtement obtenu, notamment en conditions de nuit et en l'absence de toute source lumineuse, suite, par exemple, à une coupure soudaine d'électricité sur le réseau. Avantageusement, grâce à la présence de pigments phosphorescents, le revêtement rétro réfléchissant obtenu par application de la composition de l'invention sur un support solide est donc apte à être vu de nuit tant en la présence qu'en l'absence d'une source de lumière. Des pigments phosphorescents aptes à être utilisés dans une composition rétro réfléchissante à base d'eau ou de solvant organique selon l'invention sont notamment ceux à base de sulfure de zinc, d'un sulfure alcalinoterreux ou d'aluminate alcalino-terreux. La composition de revêtement de l'invention comprend, en pourcentages massiques, les composés suivants : - 8 à 20% de liant ; - 0,5 à 1% d'agent de couplage ; - 0,5 à 2% de modificateur de rhéologie ; - 20 à 36% de solvant ; - 4 à 20% de cosolvant ;
- 30 à 50% de billes de verre ; - 0,1 à 1% d'aluminium ; - 0 à 3% d'au moins un agent colorant ; - 0 à 25% d'au moins un pigment phosphorescent. Dans une variante préférée de réalisation, la composition de l'invention est appliquée sur un support au moyen d'une bombe aérosol. A cet effet et selon un deuxième aspect, l'invention se rapporte à une laque aérosol rétro réfléchissante à base d'une composition telle que décrite plus haut, qui comprend également un agent propulseur en proportion de 20 à 25% en masse. Celui-ci peut être le butane ou le diméthyléther ou tout autre propulseur connu. Avantageusement, la composition de la laque aérosol permet une pulvérisation homogène du produit sur une surface solide (béton, bois, plastique caoutchouc, métal, textiles, cuir et autres). Le revêtement ainsi obtenu sur ces surfaces devient visible de nuit par la rétro réflexion de la lumière provenant de phares de voitures, éclairages extérieurs, torches ou autres sources de lumière. La durée de vie du revêtement rétro réfléchissant de l'invention est très longue, notamment quand le support est constitué d'une matière poreuse (bois béton). Des tests de résistance ont été effectués, par exposition du revêtement de l'invention à des cycles de vieillissement accéléré pendant 160h, dans un appareil de type Sunshine Carbon Arc. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 1 ci- après. Ces résultats montrent que l'exposition du revêtement rétro réfléchissant de l'invention à des conditions de vieillissement accéléré n'affecte pas le coefficient de rétro réflexion du revêtement. Le revêtement rétro réfléchissant obtenu notamment par pulvérisation de la laque aérosol de l'invention présente de nombreux avantages : - Application facile en une seule fois sur un support solide à l'endroit voulu (marches d'escalier extérieur, troncs d'arbres, zones dangereuses, roues de vélo, tout marquage spécifique) ;
effet rétro réfléchissant efficace dudit revêtement sous l'incidence de rayons lumineux, permettant de sécuriser de nuit l'utilisation de certains objets ou de certaines voies ; bonnes propriétés de mouillabilité des billes de verre de la composition de l'invention, assurant une répartition homogène sur un support donné ; visibilité en conditions de jour grâce à la présence d'agent colorant ; amélioration de l'effet rétro réfléchissant en conditions de nuit grâce à la présence d'agent colorant ou d'un pigment phosphorescent.
Tableau 1