Sistema di verniciatura con rivestimento elettroforetico (CED) per trattamento preliminare

Che cos’è il rivestimento elettroforetico (e-coat)?

Il rivestimento elettroforetico, noto anche come CED (Cathodic Electrodeposition), è un processo in cui particelle di vernice caricate elettricamente vengono depositate da una sospensione acquosa su un componente conduttivo sotto l’azione di un campo elettrico. A differenza della verniciatura a spruzzo convenzionale, l’e-coat garantisce una copertura uniforme anche su geometrie complesse.
Durante il processo, la vernice viene applicata con uno spessore del film regolato principalmente dalla tensione applicata. Una caratteristica peculiare del rivestimento elettroforetico è che il deposito è autolimitante : poiché il film depositato isola elettricamente il pezzo, la velocità di deposizione diminuisce naturalmente. Inizialmente, i solidi della vernice si depositano nelle zone più vicine all’elettrodo contropolo. Man mano che queste zone diventano isolate, il campo elettrico spinge i solidi verso superfici metalliche più recessive e ancora prive di rivestimento, garantendo una copertura completa. Questa capacità di rivestire cavità interne e superfici nascoste è nota come potere di copertura , un indicatore critico di prestazione di qualsiasi sistema di elettrodeposizione.

Sono ampiamente utilizzati due principali tipi di elettrodeposizione catodica, ciascuno adatto a diverse esigenze applicative.

Sintesi

• Scegliere epossidico catodico quando è richiesta la massima protezione anticorrosiva, ma si prevede l’applicazione di un rivestimento di finitura nelle applicazioni esterne.
• Scegliere acrilico catodico quando sono necessarie elevata resistenza ai raggi UV, stabilità cromatica o finiture chiare, in particolare su substrati ferrosi (acciaio).

Una linea completa di elettrocoating è composta da quattro fasi principali:

• Pre-trattamento – Pulizia e trattamento di conversione per preparare la superficie metallica.
• Vasca per e-coat e attrezzature ausiliarie – Immersione ed elettrodeposizione nella vasca di verniciatura.
• Risciacquo post-trattamento – Tipicamente mediante ultrafiltrazione (UF) per recuperare i solidi di vernice non depositati
• Forno di cura – Cottura per favorire il reticolamento e la polimerizzazione del film di vernice depositato.

In una sequenza tipica, i pezzi vengono innanzitutto puliti e sottoposti a trattamento preliminare con un rivestimento di conversione a base di fosfati. Successivamente vengono immersi nella vasca di e-coat, dove viene applicata una corrente continua tra i pezzi (catodo) e gli elettrodi contropolarizzati (anodo). Le particelle cariche di vernice migrano verso la superficie dei pezzi e vi si depositano. Dopo l’estrazione dalla vasca, i pezzi vengono risciacquati per recuperare i solidi di vernice in eccesso e quindi sottoposti a cottura per ottenere le proprietà finali del rivestimento.

Prima dell’elettrocoating, la maggior parte delle superfici metalliche deve essere sottoposta a un accurato trattamento preliminare, che prevede tipicamente un trattamento di conversione. Ciò garantisce un’adeguata adesione e resistenza alla corrosione.

Una sequenza standard di pretrattamento per la verniciatura a elettroforesi comprende le seguenti sette fasi:

• Pulizia (una o più fasi) – Rimuove oli, sporco e particelle metalliche.
• Risciacquo – Rimuove il detergente residuo.
• Condizionamento (attivazione della superficie) – Prepara la superficie metallica alla formazione di cristalli fini durante la fosfatizzazione.
• Rivestimento di conversione – Applica uno strato fosfato (fosfato di ferro o di zinco).
• Risciacquo – Rimuove la soluzione fosfato in eccesso.
• Post-trattamento (risciacquo di sigillatura) – Migliora la resistenza alla corrosione e l’adesione della vernice.
• Risciacquo con acqua deionizzata (DI) – Rimuove eventuali ioni conduttivi per evitare la contaminazione del bagno di verniciatura a elettroforesi.

I processi di fosfatizzazione rientrano in due categorie principali: fosfato di ferro e fosfato di zinco.

Fosfato di Ferro È tradizionalmente stato scelto quando le considerazioni complessive sui costi prevalgono sulle esigenze di prestazioni estreme. Poiché i rivestimenti a fosfato di ferro sono più sottili e contengono soltanto l’ione metallico del substrato trattato (ovvero ferro proveniente dal pezzo in acciaio), offrono una protezione anticorrosiva inferiore rispetto ai fosfati di zinco. Tuttavia, con l’inasprirsi delle normative ambientali sui metalli pesanti, un sistema a fosfato di ferro abbinato a un trattamento post-applicativo accurato può comunque soddisfare molte specifiche anticorrosive, rappresentando un’alternativa valida e più ecologica.

Fosfato di zinco è diventato il trattamento preliminare preferito nel settore della finitura dei metalli, in particolare quando abbinato a sistemi di elettrocoating. Il motivo è semplice: in condizioni gravose (ad esempio, elevata umidità, esposizione al sale o corrosione ciclica), il fosfato di zinco offre una resistenza alla corrosione e un’adesione della vernice significativamente migliori rispetto al fosfato di ferro. Per questo motivo, rimane lo standard per le applicazioni automobilistiche e industriali pesanti.