Si vous avez déjà laissé une chaise de patio en plastique dehors pendant quelques étés pour la voir se fissurer, se décolorer ou devenir cassante après une saison ou deux, vous avez rencontré exactement le problème sur lequel on me pose des questions chaque jour ici sur notre site d'approvisionnement en résine. Allons droit au but : je m'appelle Sam et je vends de la résine PC/ABS résistante aux UV aux fabricants depuis plus de 7 ans maintenant, et une question revient plus que toute autre : « Le PC/ABS résistant aux UV est-il réellement assez bon pour une utilisation en extérieur ?
Tout d’abord, expliquons ce qu’est le PC/ABS pour tous ceux qui sont nouveaux ici. C'est un mélange de polycarbonate (PC, le matériau solide et incassable) et d'acrylonitrile butadiène styrène (ABS, la base dure et malléable qui est très abordable). Mélangez-les ensemble et vous obtenez une résine qui équilibre bien mieux la résistance aux chocs, la résistance à la chaleur et la transformabilité que l’une ou l’autre seule. Le piège ? Le PC/ABS ordinaire, c'est juste votre produit moyen, disponible dans le commerce, que nous proposons également sous forme de résine PC/ABS de qualité générale, se transformera rapidement en déchet en plein soleil. Le butadiène contenu dans l'ABS est décomposé par les rayons UV - pensez-y comme à la façon dont le tableau de bord de votre vieille voiture devient crayeux et décoloré après 5 ans à l'extérieur - entraînant des fissures, une perte de couleur et une défaillance structurelle totale s'il se trouve dans une pièce très sollicitée.
C'est là qu'intervient le PC/ABS résistant aux UV, n'est-ce pas ? Mais attendez, « résistant aux UV » n’est pas une étiquette universelle. Je vois tellement d'entreprises utiliser ce terme pour désigner toute résine légèrement plus résistante à la décoloration, alors soyons scientifiques ici. Le véritable travail sur le PC/ABS résistant aux UV est double : des stabilisants UV et parfois des pigments. Les stabilisants se répartissent en deux types principaux : les absorbeurs d'UV (UVA) qui absorbent les rayons UV-B et UV-A nocifs avant qu'ils ne puissent briser les chaînes polymères, et les stabilisants à la lumière à base d'amines encombrées (HALS) qui neutralisent les radicaux libres qui se forment lorsque les rayons UV endommagent le plastique. Certains mélanges ajoutent également du noir de carbone ou d'autres pigments stables à la lumière qui agissent comme une barrière physique, empêchant les UV de pénétrer profondément dans le matériau.
Parlons maintenant des performances réelles en extérieur, car les résultats de laboratoire n'ont d'importance que s'ils correspondent à ce qui se passe dans le monde réel. Nous testons toutes nos résines PC/ABS résistantes aux UV dans notre propre chambre de vieillissement. Nous simulons 5 ans de soleil de Floride (c'est d'ailleurs l'un des plus durs sur Terre, une humidité élevée et des UV intenses) pour voir comment elle résiste. Ce que nous constatons, c'est que le PC/ABS stabilisé aux UV correctement formulé conservera plus de 80 % de sa résistance aux chocs après 3 000 heures de vieillissement accéléré. Comparez cela à la résine PC/ABS de qualité générale, qui perd généralement plus de 50 % de sa résistance aux chocs dans le même laps de temps, et vous commencez à voir l'écart.
Mais voilà : toutes les utilisations en extérieur ne sont pas identiques. Une table d'appoint de terrasse ombragée la majeure partie de la journée est bien plus facile à utiliser en résine qu'un toboggan de terrain de jeu exposé directement au soleil 10 heures par jour ou qu'un support de panneau d'arrêt de bus exposé aux UV et au sel de déneigement en hiver. C'est là que l'adaptation de la résine à l'application devient décisive. Pour une utilisation modérée en extérieur, comme les outils de jardin, les bacs de rangement extérieurs ou les luminaires extérieurs décoratifs, le PC/ABS résistant aux UV standard est parfait. Pour des conditions plus difficiles, comme les composants marins, les équipements de terrains de jeux ou les garnitures extérieures d'automobiles exposées au soleil et aux variations de température constantes, vous voudrez peut-être envisager une résine PC/ABS anti-UV formulée avec des HALS supplémentaires et des charges plus élevées de stabilisants de lumière.
Je reçois beaucoup de questions quant à savoir si la résine PC/ABS renforcée de fibres de verre fonctionne également à l'extérieur. De nombreux fabricants utilisent la fibre de verre pour augmenter la résistance, mais la fibre de verre peut en fait aggraver les dommages causés par les UV si le mélange n'est pas stabilisé. De nombreux fabricants utilisent la fibre de verre pour augmenter la résistance, mais si le mélange n'est pas correctement stabilisé, le PC/ABS chargé en verre est en réalité plus vulnérable aux dommages causés par les UV. L'interface polymère-fibre est un site privilégié pour la photo-oxydation et l'initiation des fissures, et une fois que la résine de surface s'érode, les fibres de verre exposées peuvent évacuer l'humidité et accélérer la dégradation interfaciale, ce qui, avec le temps, peut provoquer la séparation du verre de la matrice polymère. Cependant, nous avons testé le PC/ABS UV renforcé de fibres de verre, et lorsque nous encapsulons correctement les fibres de verre avec une résine riche en stabilisant, elles résistent presque aussi bien qu'une résine PC/ABS non chargée résistante aux UV. C'est pourquoi nous recommandons uniquement la fibre de verre renforcée pour une utilisation en extérieur si le mélange est spécialement formulé pour cela - pas de compromis sur les stabilisateurs ici.
Autre idée fausse courante : une fois que la résine est « résistante aux UV », vous n’avez plus à vous en soucier, n’est-ce pas ? Non. Même le PC/ABS le plus résistant aux UV se dégradera au fil des décennies, pas pour toujours. Des clients sont venus nous voir avec des pièces vieilles de 15 ans provenant d'un fournisseur qui affirmait que leur résine était « résistante aux UV en permanence » et que ces pièces présentaient de graves fissures. Les stabilisants se décomposent avec le temps, mais ils le font beaucoup plus lentement que la résine ordinaire. La bonne nouvelle est que pour la durée de vie de la plupart des produits d'extérieur (5 à 10 ans, ce qui est la moyenne pour les meubles de patio, les boîtiers d'électronique grand public ou la signalisation extérieure), notre PC/ABS résistant aux UV est plus que suffisant. Il conservera sa couleur, sa résistance et sa forme malgré la pluie, la neige, les journées d'été à 100 °F et même les grêles occasionnelles qui ébrècheraient le plastique ordinaire.
Parlons d'exemples concrets pour étayer cela. L’année dernière, nous avons travaillé avec une entreprise qui fabrique des boîtiers de compteurs intelligents extérieurs. Ils utilisaient auparavant une résine différente et, en 2 ans, 12 % de leurs unités présentaient des fissures sur le dessus, là où le soleil frappait le plus, ce qui signifiait que l'eau pénétrait et détruisait l'électronique. Ils ont opté pour notre résine PC/ABS résistante aux UV et après 18 mois de tests sur le terrain, ils n'ont eu aucun échec. Un autre client fabrique des équipements de jeux pour les parcs publics, dont les pièces doivent résister au soleil constant, aux jeux difficiles et aux produits chimiques de nettoyage agressifs. Ils ont d'abord essayé la résine PC/ABS de qualité générale pour économiser de l'argent, mais elle s'est tellement détériorée que le parc a commencé à recevoir des plaintes. Ils ont opté pour notre mélange résistant aux UV, et maintenant leur équipement conserve sa couleur et sa résistance 3 ans plus tard sans aucun problème.
Attendez, qu'en est-il de la résine PC/ABS ignifuge ? Est-ce que ceux-ci fonctionnent également pour une utilisation en extérieur ? De nombreux fabricants ont besoin de pièces à la fois résistantes au feu et de boîtiers électriques de type extérieur pour les outils électriques ou les luminaires extérieurs. La réponse courte est oui, si le mélange ignifuge est formulé avec des stabilisants UV. Certaines anciennes formules ignifuges utilisaient des additifs qui ne sont pas stables aux UV, ce qui entraîne une dégradation plus rapide. Mais notre résine PC/ABS ignifuge est dotée de stabilisants UV intégrés, de sorte qu'elle conserve à la fois sa résistance aux flammes et ses performances en extérieur. C'est une énorme victoire pour les fabricants qui ne souhaitent pas utiliser deux résines différentes pour différentes parties de leur produit.
Passons maintenant aux détails pour vous assurer que vous utilisez correctement le PC/ABS résistant aux UV pour une utilisation en extérieur. Tout d’abord, vérifiez les spécifications de vieillissement. Si un fournisseur ne peut pas vous dire exactement combien d’heures de vieillissement accéléré sa résine est conçue, c’est un signal d’alarme. Nous répertorions notre résine PC/ABS résistante aux UV comme ayant subi plus de 3 000 heures d'exposition aux UV avant de perdre ses propriétés de performance critiques. Des tests tiers indépendants le confirment également. Deuxièmement, considérez les contraintes spécifiques de l’application. Si votre pièce est soumise à une tension ou à un impact constant, optez pour un PC/ABS stabilisé aux UV de qualité supérieure, et non générale. Troisièmement, évitez de surcharger de pigments. De nombreuses entreprises ajoutent du pigment noir supplémentaire pour réduire les UV, mais trop de pigment peut en fait rendre la résine plus cassante, vous devez donc équilibrer la couleur et les niveaux de stabilisant.
On me demande également tout le temps s'il y a un inconvénient à utiliser du PC/ABS résistant aux UV au lieu du PC/ABS ordinaire. Oui, c'est un peu plus cher au départ, généralement 10 à 15 % de plus que la résine PC/ABS de qualité générale. Mais lorsque l’on compare cela au coût des rappels, des réclamations au titre de la garantie ou du remplacement de pièces qui tombent en panne prématurément, c’est une évidence. Des clients nous ont dit que le passage à notre résine UV leur avait permis d'économiser plus de 100 000 $ en un an grâce à la réduction des retours. De plus, il fonctionne comme un PC/ABS classique : pas besoin de nouveaux moules ou d'équipements, vous n'avez donc pas besoin d'investir dans de nouvelles machines pour effectuer la transition.
Terminons cela par une réponse rapide à la question initiale : le PC/ABS résistant aux UV est-il adapté à une utilisation en extérieur ? Absolument, s'il est correctement formulé avec les bons stabilisants UV et adapté aux conditions spécifiques de votre application. Il est bien plus durable que le PC/ABS ordinaire, il équilibre la résistance, la facilité de traitement et la résistance aux intempéries, et il fonctionne pour une vaste gamme de produits d'extérieur, des meubles de patio aux pièces électriques.
Si vous êtes actuellement confronté à des pièces en plastique qui tombent en panne à l'extérieur, ou si vous concevez un nouveau produit et souhaitez vous assurer qu'il résiste aux éléments, nous sommes là pour vous aider. Nous pouvons vous présenter nos différentes qualités, y compris notre résine PC/ABS résistante aux UV, notre résine PC/ABS anti-uv, notre résine PC/ABS renforcée de fibre de verre, notre résine PC/ABS de qualité générale et notre résine PC/ABS ignifuge, pour trouver le mélange exact qui correspond à vos besoins et à votre budget. Écrivez-nous, partagez ce sur quoi vous travaillez et nous vous aiderons à garantir que vos pièces extérieures durent aussi longtemps qu'elles sont censées le faire.
Références :
- Altération et dégradation du plastique : un guide pratique, Society of Plastics Engineers, 2021
- "Performance des mélanges PC/ABS dans les applications extérieures", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 118, n° 3, 2010
- Stabilisation UV des thermoplastiques, European Plastics Converters Association, 2022
- Durabilité sur le terrain des composants extérieurs en polymères, American Society for Testing and Materials (ASTM) International, 2019