Mini-leçon sur l'imperméabilisation | L'histoire du développement du polyuréthane

1. Début du 20e siècle

Le 20ème siècle a été un siècle de développement rapide de la chimie des polymères, fournissant une base théorique pour la synthèse du polyuréthane. En 1937, des chimistes allemands ont réalisé pour la première fois la synthèse en laboratoire du polyuréthane. Dans les années 1940, le polyuréthane a été produit industriellement en série pour la première fois. Son excellente plasticité, sa résistance à l’usure et sa stabilité chimique en font un support idéal pour la technologie de pulvérisation.

En 1937, Bayer découvre le polyuréthane synthétique à Francfort.

Après la Seconde Guerre mondiale, les pays européens et américains ont réalisé des percées dans la pulvérisation sans air à haute pression et la pulvérisation électrostatique, ce qui a permis pour la première fois d'appliquer des solutions de polyuréthane au revêtement de pièces automobiles, marquant ainsi son entrée officielle dans le monde commercial de masse. Au milieu des années 1950, la pulvérisation de polyuréthane était largement utilisée dans le domaine des revêtements anticorrosion pour meubles et machines.

Cependant, dès 1963, l’industrie de la construction avait déjà adopté la pulvérisation de polyuréthane pour l’imperméabilisation des toitures. Depuis, l’évolution des revêtements imperméables en polyuréthane ne s’est jamais arrêtée. En raison de ses caractéristiques telles qu'un bon allongement du film, une résistance élevée à la traction, une bonne adhérence, un faible retrait de volume, une imperméabilisation sans couture, une forte adaptabilité aux fissures et à la déformation de la couche de base, ainsi qu'une construction et un entretien pratiques, il s'est développé rapidement dans le domaine de l'imperméabilisation des bâtiments et de l'étanchéité des fuites.

Dans les années 1980, l’émergence de systèmes de pulvérisation à deux composants a encore amélioré la résistance du revêtement et l’efficacité de la construction. Ce vétéran de la Seconde Guerre mondiale a finalement rejoint le domaine de l’étanchéité des bâtiments en tant qu’étoile montante de l’industrie.

2. Années 1970-1990 : Le monde du pétrole et de l' asphalte

La Chine a commencé à étudier la théorie et l’application des revêtements imperméables en polyuréthane dans les années 1970. En tant que première génération de revêtements imperméables, les premiers polyuréthanes à base d'huile représentaient la référence de haute performance de l'époque ancienne . Comme son nom l’indique, ce type de revêtement imperméable en polyuréthane contient une grande quantité de goudron, qui est un sous-produit industriel de la cokéfaction et de la gazéification du charbon. Il contient une grande quantité de naphtalène, de phénol et d’autres substances nocives pour l’organisme et l’environnement . Surtout lorsqu’il est utilisé dans la décoration intérieure, il est plus susceptible de nuire au corps humain.

Cependant, grâce à l’excellente élasticité, résistance et durabilité du polyuréthane lui-même, le polyuréthane à base d’huile se démarque toujours et est devenu la force dominante sur le marché de l’imperméabilisation haute performance. Il contient une grande quantité de solvants organiques, a des émissions de COV extrêmement élevées (≥400 g/L), dégage une odeur âcre pendant la construction, nécessite une prévention stricte des incendies et des explosions et est extrêmement nocif pour la santé humaine et la pollution de l'environnement.

Les revêtements imperméables en polyuréthane à base d'asphalte sont un produit de transition après l'élimination progressive des revêtements à base de goudron. Le principal problème est que l’asphalte utilisé est principalement de l’asphalte de pétrole (bien que du goudron de houille soit parfois utilisé), mais la compatibilité entre l’asphalte de pétrole et le polyuréthane n’est pas idéale. De plus, l'asphalte contient de puissants cancérigènes tels que des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) , qui peuvent facilement entraîner des problèmes lors de son utilisation. Bien que son respect de l'environnement soit nettement amélioré par rapport aux revêtements à base de goudron, il ne peut toujours pas répondre aux exigences de plus en plus exigeantes du marché en matière de protection de l'environnement et de santé.

L’émergence du polyuréthane à base de pétrole et du polyuréthane à base d’asphalte a eu une grande importance pour le développement de l’industrie de l’imperméabilisation des bâtiments, mais la pollution et les dommages sanitaires qu’ils ont provoqués étaient également un microcosme de cette époque de développement extensif.

3. Années 1990 à 2010 : Exploration et essor du polyuréthane à base d'eau

Avec la promulgation successive de réglementations sur la protection de l'environnement (telles que la « Loi chinoise sur la prévention et le contrôle de la pollution atmosphérique » promulguée en 1988), les émissions de COV ont été strictement limitées, le développement de produits à base de pétrole/d'asphalte a commencé à être restreint, les revêtements JS ont inauguré une période de développement et les revêtements de polyuréthane à base d'eau ont commencé une exploration et une ascension difficiles.

En 2000, la Chine a interdit le polyuréthane à base de goudron, marquant ainsi sa disparition totale. En 2008, la norme JC 1066-2008, « Limites de substances dangereuses dans les revêtements imperméables des bâtiments », a été mise en œuvre, imposant des limites sur les COV, le formaldéhyde, les composés benzéniques et d'autres substances.

Les revêtements polyuréthanes à base d'eau utilisent l'eau comme solvant pour disperser efficacement la résine polyuréthane, formant ainsi un revêtement respectueux de l'environnement. Ce système de revêtement ne contient presque pas ou seulement une petite quantité de solvants organiques, offrant ainsi des avantages significatifs tels qu'une faible odeur, le respect de l'environnement, des économies d'énergie et une application pratique. Cela correspond parfaitement à la conscience environnementale croissante de la Chine et a donc attiré une attention considérable.

Cependant, en raison de l'immaturité de la technologie initiale, le polyuréthane à base d'eau présente également des problèmes tels qu'une mauvaise résistance à l'eau, une faible dureté, une mauvaise formation de film et un coût élevé. La résistance à la traction du premier polyuréthane n'était que d'environ 1,0 à 1,5 MPa ; l'allongement à la rupture était d'environ 200 à 300 % et les performances globales étaient très différentes de celles des produits à base de pétrole.

Parallèlement, le diisocyanate de toluène, une matière première utilisée dans la production de revêtements imperméables en polyuréthane, étant une matière première hautement toxique, le respect de l'environnement du polyuréthane a toujours été remis en question par l'industrie. La norme GB/T 19250-2003 pour les revêtements imperméables en polyuréthane ne précise pas d'indicateurs de protection de l'environnement.

Parallèlement, le mortier de ciment polymère JS, avec ses avantages naturels d'être à base d'eau et respectueux de l'environnement (COV < 50 g/L), facile à appliquer et rentable, a rapidement gagné en popularité et est devenu le produit courant dans l'imperméabilisation domestique. Même aujourd'hui, certains professionnels de l'étanchéité expérimentés peuvent encore affirmer avec assurance aux propriétaires que le mortier de ciment JS est plus respectueux de l'environnement que les revêtements en polyuréthane, en partie parce qu'il s'agit en effet de professionnels très expérimentés.

Nos revêtements polyuréthane doivent donc encore continuer à évoluer pour réellement asseoir leur position dominante et faire sentir à chacun que « une personne absente pendant trois jours doit être regardée avec un nouveau regard ».

4. Années 2010 à aujourd’hui : Révolution verte et maturité des performances

Au cours de la dernière décennie, les revêtements imperméables en polyuréthane, ayant appris de leurs erreurs, ont fait de grands progrès en appliquant des technologies telles que la réticulation (par exemple, réticulation interne, auto-réticulation), la modification composite (par exemple, résine époxy, organosilicium, modification acrylate) et les isocyanates aliphatiques (par exemple, IPDI, HDI). Ces technologies ont parfaitement résolu les problèmes de mauvaise résistance à l’eau et de faible résistance dans les premiers stades.

La norme nationale 2013 GB/T 19250-2013 « Revêtements imperméables en polyuréthane » stipule que les revêtements imperméables en polyuréthane doivent avoir une résistance à la traction ≥ 1,9 MPa, un allongement à la rupture ≥ 400 % , une résistance à basse température de -35 ℃ sans fissuration et une teneur en COV ≤ 50 g/L (JC 1066-2008). Les fabricants disposant d’une technologie suffisamment mature peuvent déjà atteindre des niveaux inférieurs à 30 g/L. Cela fait s'exclamer les revêtements imperméables JS d'à côté : « Wow, comment sommes-nous censés être compétitifs ? »

Heureusement, les revêtements JS eux-mêmes n'ont pas renoncé à améliorer leurs capacités internes, subissant une évolution glorieuse : avec la mise à jour de la norme nationale (GB/T 23445-2009) « Revêtements imperméables en ciment polymère », nous constatons que la résistance à la traction spécifiée dans la norme a atteint 1,5-2,0 MPa, et l'allongement à la rupture est ≥80 % pour le type JS-I et ≥120 % pour le type JS-II, sauvant quelque peu leur réputation. Grâce à la modification de l'émulsion de polymère (telle que l'émulsion acrylique flexible) et à l'optimisation du système de ciment, les performances sont également améliorées et leurs principaux avantages en matière de force d'adhérence (≥ 1,0 MPa) et de respirabilité restent exceptionnels.

Néanmoins, grâce à son respect environnemental et sa grande flexibilité, la nouvelle génération de revêtements imperméables en polyuréthane à base d'eau peut devenir la solution privilégiée pour les « salles de bains à forte déformation » telles que les salles de chauffage au sol et les structures légères en acier, en obtenant des avantages différenciés à l'ère de la construction préfabriquée et de la politique du « bon logement » ; sa performance consistant à être plus résistante à la corrosion chimique et moins affectée par les produits chimiques tels que les acides et les alcalis est également plus conforme aux besoins de transformation haut de gamme dans des scénarios haut de gamme tels que la biologie, la médecine et la technologie électronique.

Quoi qu’il en soit, dans cette révolution verte qui met à la fois l’accent sur la performance et la santé, la compétition et l’optimisation des matériaux ne sont qu’une scène passagère. Les véritables bénéficiaires sont les nombreux consommateurs impliqués dans la rénovation urbaine et la construction.

5. En adoptant l'innovation et en s'appuyant sur les réalisations passées , Canlon élève l'épopée du polyuréthane.

L'histoire se déplace ensuite jusqu'en 2013. Cette année-là, un revêtement imperméable en polyuréthane blanc appelé MPU a été sélectionné pour le projet national de promotion des réalisations scientifiques et technologiques de l'industrie de la construction, et a simultanément obtenu la certification CE de l'UE et la certification des produits ferroviaires CRCC. Cela a surpris beaucoup de monde à l'époque :

Quel type de produit est MPU ?

Quel est son charme unique ?

Quand son fabricant Canlon a-t-il été , fondé ?

Il s'avère que même si l'État a explicitement interdit l'utilisation de revêtements imperméables en polyuréthane à base de goudron dans les bâtiments résidentiels, la fabrication de produits non standard est un secret de polichinelle dans le secteur de l'étanchéité des bâtiments. De nombreuses personnes ajoutent du goudron de houille aux revêtements pour réduire les coûts. Le coût du goudron de houille n’est que de quelques centaines de yuans la tonne. Si le goudron de houille n'est pas ajouté, de nombreux autres plastifiants sont nécessaires et le coût de dix mille yuans par tonne est bien plus élevé que celui du goudron de houille.

Pour se différencier des produits non standards et des revêtements de polyuréthane de qualité inférieure, prévenir la contrefaçon et éliminer les substances nocives telles que le goudron de houille et la coumarone liquide, Canlon adopte « l'honnêteté visible » comme l'une de ses philosophies d'affaires et propose d'utiliser une « stratégie blanche » pour offrir aux consommateurs une honnêteté et une sécurité visibles à l'œil nu.

En commençant par le blanc comme couleur de base, Canlon a créé un revêtement imperméable unique en polyuréthane anti-affaissement. Ce revêtement possède de bonnes propriétés thixotropes et anti-affaissement, peut être pulvérisé mécaniquement et résout efficacement les problèmes de qualité courants liés au revêtement irrégulier et aux écoulements importants lors de l'application de revêtements sur des surfaces verticales.

Il s’avère que les revêtements imperméables en polyuréthane conventionnels souffrent d’un temps de séchage et de formation de film lent, ce qui les rend impropres à une application dans des environnements difficiles tels que les saisons des pluies et l’hiver. S’ils ne peuvent pas sécher rapidement, cela retardera la période de construction, augmentera la difficulté de la construction et augmentera les coûts. De plus, pour les projets à grande échelle tels que le projet de dérivation des eaux sud-nord, les grands stades, les chemins de fer à grande vitesse, les métros, les tunnels et les projets de protection civile, l'imperméabilisation doit être appliquée sur des surfaces verticales ou en pente. Les revêtements conventionnels ont tendance à couler lorsqu'ils sont appliqués sur des surfaces verticales ou inclinées, ce qui entraîne un dessus plus fin et un dessous plus épais, ainsi qu'une épaisseur de film inégale, réduisant considérablement l'efficacité et augmentant les coûts de construction. Ces problèmes cachés, souvent imperceptibles pour les consommateurs, rendent difficile la distinction entre les bons et les mauvais produits sur le marché des revêtements.

S'appuyant sur cette base, Canlon semble avoir senti le pouls de l'évolution des revêtements imperméables en polyuréthane et a une fois de plus lancé l'innovant MPU-Pro. Ce nouveau revêtement imperméable en polyuréthane, qui adopte un processus de production automatisé et continu avancé d'extrusion à double vis, peut obtenir un revêtement mince de 1 mm à 50 ℃ , ce qui permet d'économiser considérablement les coûts de main-d'œuvre de construction et de réduire la consommation de matériaux. Par rapport aux produits conventionnels, il a une plus grande résistance à la déformation et la couche de revêtement imperméable ne peut pas être déchirée lorsque la « fissure structurelle » atteint 20 mm. .

En conséquence, le brevet de Canlon pour « un revêtement imperméable en polyuréthane anti-affaissement à un seul composant » a une fois de plus enflammé le marché, remportant le prix d'argent au prix du brevet chinois pour l'industrie de l'imperméabilisation des bâtiments cette année-là , et étant sélectionné pour le projet de promotion des réalisations scientifiques et technologiques de l'industrie de la construction 2022 (projet spécial d'imperméabilisation) et le champion unique de la fabrication provinciale 2023 . Le 23 mars 2023, ce matériau a obtenu l'autorisation de l'Office malaisien des brevets , remportant ainsi un succès tant au niveau national qu'international. Le 1er septembre 2023, la norme CECS « Revêtement imperméable en polyuréthane anti-affaissement », rédigée et éditée conjointement par Canlon et China Building Materials Suzhou Waterproof Research Institute Co., Ltd., est officiellement entrée en vigueur, marquant le début d'une nouvelle ère pour les revêtements imperméables en polyuréthane anti-affaissement.

Actuellement, le marché des revêtements imperméables pour bâtiments maintient une dynamique de croissance constante, avec un taux de croissance annuel d’environ 10 %. Parmi eux, les revêtements imperméables en polyuréthane représentent 30,8 % de l'ensemble du marché des revêtements imperméables, principalement utilisés dans les projets de conception imperméables de classe I, soulignant leur position unique et importante. MPU a également été appliqué dans des projets tels que la gare de l'Ouest de Chongqing, le projet d'agrandissement de l'hôpital Xinghai dans le parc industriel de Suzhou, le bâtiment de R&D industriel de Suzhou Health Industry Co., Ltd., le hall d'expérience de la vie politique du parti dans la ville de Quanzhou et le projet de construction d'entrepôt du centre de réserve de céréales du district de Qiantang, gagnant une grande reconnaissance du marché et des clients.