Vorbehandlungs- und Tauchlackiersystem (CED-Beschichtungslinie)

Was ist Elektrotauchlackierung (E-Coat)?

Elektrotauchlackierung, auch als CED (kathodische Elektrodeposition) bekannt, ist ein Verfahren, bei dem elektrisch geladene Lackpartikel aus einer wässrigen Suspension mittels eines elektrischen Feldes auf ein leitfähiges Werkstück abgeschieden werden. Im Gegensatz zur herkömmlichen Spritzlackierung gewährleistet die E-Coat-Beschichtung eine gleichmäßige Abdeckung auch bei komplexen Geometrien.
Während des Prozesses wird der Lack mit einer Schichtdicke aufgetragen, die hauptsächlich durch die angelegte Spannung gesteuert wird. Ein charakteristisches Merkmal der Elektrotauchlackierung ist, dass die Abscheidung selbstbegrenzend ist : Da der abgeschiedene Film das Teil elektrisch isoliert, verlangsamt sich die Abscheidungsrate naturgemäß. Anfangs lagern sich Farbpartikel in den Bereichen ab, die der Gegenelektrode am nächsten sind. Sobald diese Bereiche isoliert sind, zwingt das elektrische Feld die Partikel in tiefere, noch unbedeckte metallische Oberflächen, wodurch eine vollständige Beschichtung gewährleistet wird. Diese Fähigkeit, innenliegende Hohlräume und verdeckte Oberflächen zu beschichten, wird als werfkraft , ein entscheidender Leistungsindikator jedes Elektrotauchlack-Systems, bezeichnet.

Es werden zwei Haupttypen kathodischer Elektrotauchlacke weit verbreitet eingesetzt, wobei jeder Typ unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht wird.

Zusammenfassung

• Wählen Sie kathodisches Epoxid wenn maximaler Korrosionsschutz erforderlich ist, bei Außenanwendungen jedoch ein Decklack geplant werden muss.
• Wählen Sie kathodischer Acryllack wenn UV-Beständigkeit, Farbbeständigkeit oder hellfarbige Oberflächen benötigt werden, insbesondere auf Eisenwerkstoffen (Stahl).

Eine vollständige Elektrotauchlackierlinie besteht aus vier Hauptstufen:

• Vorbehandlung – Reinigung und Konvertierungsbeschichtung zur Vorbereitung der Metalloberfläche.
• E-Lack-Bad und Zusatzausrüstung – Tauchen und elektrochemische Abscheidung im Lackbad.
• Nachspülen – Üblicherweise unter Verwendung einer Ultrafiltration (UF), um nicht abgeschiedene Lackfeststoffe zurückzugewinnen
• Backofen für Trocknen – Einbrennen, um den abgeschiedenen Lackfilm zu vernetzen und auszuhärten.

In einer typischen Abfolge werden die Teile zunächst gereinigt und mit einer Phosphat-Konvertierungsbeschichtung vorbehandelt. Anschließend werden sie in das E-Lack-Bad getaucht, wobei zwischen den Teilen (Kathode) und den Gegenelektroden (Anode) eine Gleichspannung angelegt wird. Geladene Lackpartikel wandern zur Oberfläche der Teile und lagern sich dort ab. Nach dem Entfernen aus dem Bad werden die Teile gespült, um überschüssige Lackfeststoffe zurückzugewinnen, und anschließend eingebrannt, um die endgültigen Beschichtungseigenschaften zu erreichen.

Vor der Elektrotauchlackierung müssen die meisten Metalloberflächen einer gründlichen Vorbehandlung unterzogen werden, üblicherweise einschließlich einer Konvertierungsbeschichtung. Dies gewährleistet eine ordnungsgemäße Haftung und Korrosionsbeständigkeit.

Eine Standard-Vorbehandlungssequenz für die Elektrotauchlackierung umfasst die folgenden sieben Stufen:

• Reinigung (eine oder mehrere Stufen) – Entfernt Öle, Schmutz und Metallfeilspäne.
• Spülen – Entfernt Reste des Reinigungsmittels.
• Bedingungen (Oberflächenaktivierung) – Bereitet die Metalloberfläche auf die Bildung feiner Kristalle während der Phosphatierung vor.
• Wandlungsbeschichtung – Appliziert eine Phosphatschicht (Eisen- oder Zinkphosphat).
• Spülen – Entfernt überschüssige Phosphatlösung.
• Nachbehandlung (Dichtespülung) – Verbessert die Korrosionsbeständigkeit und die Lackhaftung.
• Entionisiertes (DI) Wasserspülen – Entfernt alle leitfähigen Ionen, um eine Kontamination des Elektrotauchlackbades zu vermeiden.

Phosphatierverfahren lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Eisenphosphatierung und Zinkphosphatierung.

Eisenphosphat Wurde traditionell gewählt, wenn Gesamtkostenüberlegungen extrem hohe Leistungsanforderungen überwiegen. Da Eisenphosphat-Beschichtungen dünner sind und nur das Metallion des zu behandelnden Substrats enthalten (d. h. Eisen aus dem Stahlteil), bieten sie einen geringeren Korrosionsschutz als Zinkphosphat-Beschichtungen. Allerdings kann ein Eisenphosphat-System in Kombination mit einer gründlichen Nachbehandlung aufgrund immer strengerer Umweltvorschriften bezüglich von Schwermetallen nach wie vor viele Korrosionsanforderungen erfüllen und stellt somit eine tragfähige sowie umweltfreundlichere Alternative dar.

Zinkphosphat ist zur bevorzugten Vorbehandlung in der Metallveredelungsindustrie geworden, insbesondere bei Kombination mit Elektrotauchlack-Systemen. Der Grund ist einfach: Unter anspruchsvollen Bedingungen (z. B. hohe Luftfeuchtigkeit, Salzbelastung oder zyklische Korrosion) bietet Zinkphosphat eine deutlich bessere Korrosionsbeständigkeit und Lackhaftung als Eisenphosphat. Aus diesem Grund bleibt es der Standard für Automobilanwendungen und schwerindustrielle Anwendungen.