Description
Description (EN): WBDurapaint aims to pool the skills and equipment of various research centres to develop and characterise new water-based biosourced paint systems. The objective of the WBDurapaint project is to develop new paint systems that are unique on the market today, with high performance (corrosion, UV and fire resistance) and low environmental impact: free of toxic compounds (without isocyanates) and with very low VOC emissions. These paints will have the properties and performances required to protect metal, wood, floors for indoor and outdoor applications in the building and transport sector, which are key industries in the INTERREG area. To meet the various challenges, a multidisciplinary cross-border platform involving five internationally-recognised research centres is being created to pool all the skills necessary for the successful implementation of this project. The clear ambition here is to develop innovative and economically viable paint solutions to cover a wide range of applications that can be developed in the medium term within companies in the INTERREG area.
Read more Description (NL): WBDurapaint wil de competenties en uitrusting van verschillende onderzoekscentra bundelen om nieuwe systemen van watergedragen verven op basis van biogrondstoffen te ontwikkelen en te kenmerken. Het project WBDurapaint wil nieuwe verfsystemen ontwikkelen waarvoor momenteel geen equivalent op de markt bestaat, met hoge prestaties(voor wat betreft de weerstand tegen corrosie, UV en vuur) en een lage ecologische voetafdruk: vrij van giftige stoffen (zonder isocyanaten) en met een zeer lage emissie van VOS. Deze verven zullen goede eigenschappen en prestaties hebben om metaal, hout en vloeren te coaten voor binnen- en buitenwerk in de bouw en het transport, sectoren die essentieel zijn in de Interreg-zone. Om deze verschillende uitdagingen te realiseren werd een multidisciplinair platform opgericht waarin vijf internationaal erkende onderzoekscentra samenwerken. Het verzamelt alle competenties die nodig zijn voor de goede uitvoering van het project. De hier duidelijk aangegeven ambitie is het ontwikkelen van innoverende en economisch levensvatbare verfoplossingen met een breed toepassingsdomein, die op middellange termijn kunnen worden gevaloriseerd binnen de ondernemingen van de INTERREG-zone.
Read more Description (FR): WBDurapaint vise la mise en commun des compétences et équipements de différents centres de recherche pour développer et caractériser de nouveaux systèmes de peintures biosourcées à base aqueuse. L’objectif du projet WBDurapaint est ainsi de mettre au point de nouveaux systèmes de peinture sans équivalent sur le marché actuellement, présentant de hautes performances (tenue à la corrosion, aux UV et résistance au feu) et un faible impact environnemental : sans composés toxiques (sans isocyanates) et à très faibles émissions de COV. Ces peintures présenteront les propriétés et performances adéquates pour la protection du métal, du bois, des sols pour les applications intérieures et extérieures dans le domaine du bâtiment et du transport, secteurs industriels clefs de la zone INTERREG. Pour relever des différents défis, une plateforme transfrontalière multidisciplinaire impliquant cinq centres de recherche internationalement reconnus est créée pour réunir l’ensemble des compétences nécessaires à la bonne réalisation de ce projet. L’ambition clairement affichée ici est de développer des solutions de peinture innovantes et économiquement viables pour couvrir un large domaine d’applications, pouvant être valorisées à moyen terme au sein des entreprises de la zone INTERREG.
Read more Achievements (EN): The consortium of the project began to set up a valorisation committee by direct prospecting in the 3 geographical areas, through interactions with associations bringing together painting, application and varnish professionals (ATIPIC, IVP in Belgium, AFTPVA in France) and by the feedback of the first Technological Day. It was held on 21 February 2019 at the Forem PIGMENTS Competence Centre in Strépy-Bracquegnies and brought together 49 participants in the pigments centre with diversified presentations on the project and the field of low environmental impact paints, carried out by the project partners and invited companies. A survey of companies in the field of painting is carried out in each area, for the most interested, participation in the valorisation committee is proposed and a presentation of the project or results is regularly carried out during workshops. A first valorisation committee took place in early July 2019 allowing both to present the progress of the project and to collect the needs of the sector, particularly in terms of regulation and toxicity (TiO2, biocides, VOCs). A bilingual questionnaire was distributed to update the state of the biobased paint market and its limitations. 15 companies responded, 4 Wallones, 7 Flemish, 2 French and 1 Dutch, highlighting aspects of performance, pricing, availability and acceptance. A stand dedicated to the project was also present at Eurofinish+materials in May 2019 in Leuven. The project was also promoted through 12 scientific papers and 3 press articles, in VOM info nov/dev 2018 and Oct 2020 and in Galvano Organo of April 2019. The last communication took place 22/11/2021, during the worshop “Bio-based materials and Circularity in coating & composite applications”, organised by Sirris, CENTEXBEL and IVP presented all the advances on the synthees of biosourced resins by UMET and Materia Nova. Reference industrial paints were provided by the Dothée partner to serve as a basis for the modifications made by the project. The first objective is to replace current resins with biobased, solvent-free and isocyanate-free paints. The first biosourced epoxy monomers were synthesised in Lille. This synthesis, without an organic solvent, allows water-soluble binder to be obtained by applying anionic loads. The work is now focused on chemical modifications to extend chain sizes in order to obtain an effective binder for future paintings. A particular work is also carried out on the purification and selection of new elements always for chain lengthenings. The epoxy functions, when they are directly on the chains from vegetable oil, appear too stable and an adaptation of the chemistry has been carried out. Chain extensions or epoxy change for more reactive cyclocarbonate functions have been performed. The results are promising but not yet perfect. It also appears that the position of epoxy or cyclocarbonate reactive groups is important. Thus, terminal groupings allow longer polymers to be obtained. The controlled production of these monomers then allowed the synthesis of polymers by reaction with isophorone diamine. Several reaction conditions were then studied in order to optimise this polymerisation reaction (Reaction time, temperature, comonomers, catalyst, etc.) Other biosourced monomers were also tested such as mucic, tartaric acids, or gallic acid (biomass output) or genticic to provide other functionalities and whose cost can be reduced compared to linoleic acid. FLAMAC has produced first epoxy synthesises, based on Lille chemistry, with their automated platform dedicated to formulations. These epoxy were validated by UMET and a new synthesis campaign with variation of parameters was carried out. Despite the variation of the parameters, the size of the molecules still seems a little small. From polyols from vegetable oil, long diamines are synthesised in Materia Nova. It is then possible to obtain hydrosoluble biosourced NIPUs (Polyurethane without isocyanates), by adding ionic charges to the polymer. The change in the cationic load rate makes it possible to change the solubility rate and the measurements seem to indicate an interesting polymer size for application. Changes in the distributions and quantities of ionic loads were carried out and solubilised. The two centres also move towards the synthesis of cyclocarbonates by 2 different routes. Work on additives is also carried out in parallel, including the first gypsum substitution tests compared to the TiO2 currently in use. Gypsum has an environmental impact and a lower cost, but it does not possess all the qualities of metallic oxide for the formulation of paints. Early incorporations of modified clays have also begun, dispersal parameters have been improved, and screening experiment plans as well as modified clays have been sent to FLAMAC. FLAMAC conducted tests to screen the conditions of incorporation. Similarly, the samples were sent to CREPIM to assess the effect of clays on the barrier and thus fire resistance properties. The results show that fire properties are not degraded from the reference, which may seem interesting if the formulations bring other benefits. The exchanges between the different partners allowed the sharing of characterisation techniques specific to paints and fire resistance, as well as the orientation of the synthesis of biosourced resins by different solvent-free chemistries. The reproduction of the reference paintings in the laboratories Materia Nova and Flamac allowed to validate the mixing methods and completely characterise these formulations. The Flamac platform thus made it possible to substitute part of TiO2 with clays, simple or with corrosion inhibitors. It appears that halloysites replace part of the TiO2, retain corrosion and coverage properties. It was thus possible to screen the mixing parameters to isolate the optimal conditions in order to transpose them for the integration of modified halloysites, allowing both to reduce the amount of TiO2 and to directly integrate an optimised corrosion inhibitor. The integration of the modified halloysites into the paint formulation has not produced a homogeneous coating at the moment. FLAMAC also used rice starch as a replacement for part of TiO2 to offer a gloss solution from biobased additives, but the amounts incorporated remain too low at present. CREPIM also carried out cone calorimeter tests according to ISO 5660-1 on paints including starch, making it possible to establish fire resistance according to several parameters. This test is used in particular to establish safety requirements in the European railway field. The results show a conservation of the properties by fire. It was also possible to reproduce the formulations in our life cycle analysis software to highlight the predominant impact of resins and TiO2 in paints, thus validating the interest of the project. The model is carried out according to the requirements of the PEF in order to be able to compare it with other paints under identical conditions. The results show a prevalence of impacts related to resins, TiO2 pigments, VOCs and waste treatment Materia Nova also quantified the economic benefit of replacing TiO2 with modified halloysites, taking into account market rates on the internet.
Read more Achievements (FR): Le consortium du projet a commencé à constituer un comité de valorisation par prospection directe dans les 3 zones géographiques, par des interactions avec des associations regroupant les professionnels de la peinture, application et vernis (ATIPIC, IVP en Belgique, AFTPVA en France) et par les retours de la première Journée technologique. En effet celle-ci s'est tenue le 21 février 2019 au Centre de compétences Forem PIGMENTS à Strépy-Bracquegnies et a rassemblé 49 participants au centre pigments avec des présentations diversifiées sur le projet et sur le domaine des peintures à faible impact environnemental, réalisés par les partenaires du projet et des entreprises invitées. Une prospection des entreprises dans le domaine de la peinture est menée dans chaque zone, pour les plus intéressées, une participation au comité de valorisation est proposée et une présentation du projet ou des résultats est régulièrement effectuée lors de workshops. Un premier comité de valorisation a eu lieu début juillet 2019 permettant à la fois de présenter les avancées du projet et de recueillir les besoins du secteur notamment en termes de régulation et de toxicité (TiO2, biocides, COV). Un questionnaire bilingue a été diffusé afin de mettre à jour l’état du marché des peintures biosourcés et ses limitations. 15 entreprises ont répondu, 4 wallones, 7 flamandes, 2 francaises et 1 néerlandaise, permettant de mettre en avant les aspects de performance, de prix, de disponibilité et d’acceptation. Un stand dédié au projet était également présent au salon Eurofinish+materials de mai 2019 à Louvain. La promotion du projet a également été réalisée au travers de 12 communications scientifiques et 3 articles de presse, dans VOM info nov/dev 2018 et Oct 2020 et dans Galvano Organo d'avril 2019. La dernière communication a eu lieu 22/11/2021, durant le worshop “Bio-based materials and circularity in coating & composite applications”, organisée par le Sirris, CENTEXBEL et IVP a permis de présenter toutes les avancées sur les synthèeses de résines biosourcées par UMET et Materia Nova. Des peintures industrielles de référence ont été fournies par le partenaire Dothée afin de servir de base aux modifications apportées par le projet. Le premier objectif est de remplacer les résines actuelles par des peintures biosourcées, sans solvant et sans isocyanate. Les premières synthèses de monomères époxy biosourcés ont été réalisés à Lille. Cette synthèse, sans solvant organique, permet l'obtention de liant hydrosoluble en appliquant des charges anioniques. Les travaux s'orientent à présent sur les modifications de la chimie pour allonger les tailles de chaînes afin d'obtenir un liant efficace pour les futures peintures. Un travail particulier est également mené sur la purification et la sélection de nouveaux éléments toujours pour les allongements de chaines. Les fonctions époxy, lorsqu'elles sont directement sur les chaines issues de l'huile végétale, apparaissent trop stable et une adaptation de la chimie a été réalisée. Des extensions de chaines ou le changement d'époxy pour des fonctions cyclocarbonates, plus réactivent, ont été réalisées. Les résultats sont prometteurs mais pas encore parfait. Il apparait également que la position des groupes réactifs époxy ou cyclocarbonates soit d'importance. On observe ainsi que les groupements en fonction terminales permettent d'obtenir des polymères plus long. L'obtention contrôlée de ces monomères à ensuite permis la synthèse de polymères par réaction avec l'isophorone diamine. Plusieurs conditions de réactions ont ensuite été étudiées afin d'optimiser cette réaction de polymérisation (Temps de réaction, température, comonomères, catalyseur, etc) D'autres monomères biosourcés ont également été testés comme les acides muciques, tartriques, ou encore gallique (issue de biomasse) ou genticique permettant d'apporter d'autres fonctionnalités et dont le cout peut être réduit comparativement à l’acide linoléique. Flamac a réalisé des premières synthèses d'époxy, sur la base de la chimie de Lille, avec leur plateforme automatisée dédié aux formulations. Ces époxy ont pu être validés par l'UMET et une nouvelle campagne de synthèse avec variation des paramètres a été effectué. Malgré la variation des paramètres, la tailles des molécules semblent toujours un peu faible. A partir de polyols issus d'huile végétale, des longues diamines sont synthétisées à Materia Nova. Il est alors possible d'obtenir des NIPU (Polyuréthane sans isocyanates) biosourcés hydrosolubles, en ajoutant des charges ioniques sur le polymère. La modification du taux de charges cationiques permet de modifier le taux de solubilité et les mesures semblent indiquées une taille de polymère intéressante pour l'application. Des modifications de répartitions et de quantités de charges ioniques ont été effectués et solubilisées. Les 2 centres également s'orienter vers de la synthèse de cyclocarbonates par 2 voies différentes. Un travail sur les additifs est également réalisé en parallèle, notamment des premiers essais de substitution de gypse par rapport au TiO2 utilisé actuellement. Le gypse possède un impact environnemental et un cout plus faible, il ne possède néanmoins pas toutes les qualités de l'oxyde métallique pour la formulation des peintures. Des premières incorporations d'argiles modifiées ont également commencé, les paramètres de dispersions ont été améliorés et les plans d'expériences de screening ainsi que les argiles modifiées ont été envoyés à FLAMAC. Flamac a réalisé des essais de screening des conditions d'incorporation. De la même manière les échantillons ont été envoyés au CREPIM pour évaluer l'effet des argiles sur la barrière et donc les propriétés de résistance au feu. Les résultats montrent que les propriétés au feu ne sont pas dégradées par rapport à la référence, ce qui peut paraitre intéressant si les formulations apportent d'autres avantages. Les échanges entre les différents partenaires ont permis de mettre en commun les techniques de caractérisation spécifiques aux peintures et à la résistance au feu, ainsi que l'orientation des synthèses de résines biosourcées par différentes chimies sans solvant. La reproduction des peintures de références dans les laboratoires Materia Nova et Flamac ont permis de valider les méthodes de mélange et de caractériser complètement ces formulations. La plateforme de Flamac a ainsi permis de substituer une partie du TiO2 par des argiles, simple ou avec des inhibiteurs de corrosion. Il apparait que les halloysites permettent de remplacer une partie du TiO2, de conserver des propriétés de tenue à la corrosion et de couvrance. Il a ainsi été possible de cribler les paramètres de mélange pour isoler les conditions optimales afin de les transposer pour l’intégration d’halloysites modifiées, permettant à la fois de réduire la quantité de TiO2 et d’intégrer directement un inhibiteur de corrosion à action optimisé. L’intégration des halloysites modifiées dans la formulation de peinture n’a pas permis d’obtenir un revêtement homogène pour le moment. Flamac a également utilisé de l’amidon de riz en remplacement d’une partie du TiO2 pour offrir une solution de brillance à partir d’additifs biosourcés, mais les quantités incorporées restent trop faible à l’heure actuelle. CREPIM a également réalisé des essais cône calorimètre suivant ISO 5660-1 sur les peintures incluant l’amidon, permettant d'établir la résistance au feu selon plusieurs paramètres. Ce test est notamment utilisé pour établir les exigences de sécurité dans le domaine ferroviaire européen. Les résultats montrent une conservation des propriétés au feu. Il a également été possible de reproduire les formulations dans notre logiciel d'analyse de cycle de vie permettant de mettre en évidence l'impact prépondérant des résines et du TiO2 dans les peintures, validant ainsi l'intérêt du projet. Le modèle est réalisé selon les requis du PEF afin de pouvoir le comparer avec d'autres peintures dans des conditions identiques. Les résultats montrent une prévalence des impacts liés aux résines, aux pigments TiO2, aux COV et au traitement des déchets Materia Nova a également quantifié l’intérêt économique de la substitution du TiO2 par des halloysites modifiées, en prenant en compte les tarifs de marché sur internet.
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Website: https://www.interreg-fwvl.eu/
Expected Results (EN): The project may give rise to future calls for transregional or international projects, in which the partners may commit to participate in order to consolidate the partnership.
Expected Results (NL): Het project kan in de toekomst aanleiding geven tot transregionale of internationale projecten, waaraan de partners kunnen deelnemen om het partnerschap te consolideren.
Expected Results (FR): Le projet pourra donner lieu à des futurs appels à projets transrégionaux ou internationaux, auxquels les partenaires pourront s'engager à participer pour consolider le partenariat.
Expected Outputs (EN): Among the companies informed of the project's work, it is estimated that 15 will be eligible for specific support and at least two on each side of the border will become partners in a European “public-private” project, the result of successful technology transfer to innovative companies in the Interreg area. In addition, two demonstrators will be proposed and used for dissemination activities and to build on the results. Upstream awareness-raising and communication actions should reach 250 stakeholders.
Read more Expected Outputs (NL): Er wordt verwacht dat 15 van de ondernemingen die over de werken van het project zijn geïnformeerd, specifieke steun kunnen krijgen, en minstens twee per zijde partners zullen zijn in een Europees, publiek-privaat project, de concrete uitvoering van een geslaagde technologieoverdracht bij innovatieve ondernemingen van de Interreg-zone. Daarnaast zullen twee demonstratiemodellen worden voorgesteld en gebruikt voor de verspreiding en valorisatie van de resultaten. De sensibiliserings- en communicatieacties zouden 250 actoren moeten bereiken.
Read more Expected Outputs (FR): Parmi les entreprises informées des travaux du projet, il est estimé que 15 pourront bénéficier d'un soutien spécifique et au moins deux par versant seront partenaires d'un projet européen "public-privé", concrétisation d'un transfert technologique réussi auprès des entreprises innovantes de la zone Interreg. Par ailleurs, deux démonstrateurs seront proposés et utilisés pour les activités de dissémination et de valorisation des résultats. Las actions de sensibilisation et de communication en amont devraient toucher 250 acteurs.
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