Voorbehandelings- en elektrocoatverfsysteem (CED-coatinglijn)

Wat is elektrocoating (e-coat)?

Elektrocoating, ook bekend als CED (kathodische elektrodepositie), is een proces waarbij elektrisch geladen verfdeeltjes uit een waterige suspensie worden afgezet op een geleidend onderdeel onder invloed van een elektrisch veld. In tegenstelling tot conventioneel spuitverven biedt e-coat een uniforme dekking, zelfs op complexe vormen.
Tijdens het proces wordt de verf aangebracht met een laagdikte die voornamelijk wordt geregeld door de aangelegde spanning. Een uniek kenmerk van elektrocoating is dat de afzetting zelfbeperkend is : aangezien de afgezette laag het onderdeel elektrisch isoleert, vertraagt het neerslagpercentage van nature. In eerste instantie zetten de lakdeeltjes zich af op de gebieden die het dichtst bij de tegenpool-elektrode liggen. Naarmate deze gebieden geïsoleerd raken, dwingt het elektrische veld de deeltjes naar meer ingesloten, nog steeds onbedekte metalen oppervlakken, wat een volledige bedekking waarborgt. Deze mogelijkheid om binnenholtes en verborgen oppervlakken te coaten staat bekend als inslijpvermogen , een cruciale prestatie-indicator van elk elektrocoatsysteem.

Er worden twee hoofdtypen kathodische elektrocoating op grote schaal gebruikt, elk geschikt voor verschillende toepassingsvereisten.

Samenvatting

• Kies kathodische epoxy wanneer maximale corrosiebescherming vereist is, maar plan een toplaag in voor buitentoepassingen.
• Kies kathodische acrylaat wanneer UV-bestendigheid, kleurbehoud of lichtgekleurde afwerkingen vereist zijn, met name op ferro- (staal) ondergronden.

Een complete elektrocoatinglijn bestaat uit vier hoofdfasen:

• Voorbehandeling – Reiniging en conversiecoating om het metalen oppervlak voor te bereiden.
• E-coatbad en aanvullende apparatuur – Onderdompeling en elektrodepositie in het verfbad.
• Naspoeling – Meestal met ultrafiltratie (UF) om niet-afgezette verfstoffen te herstellen
• Hardoventer – Bakken om de afgezette verflaag te vernetten en te laten uitharden.

In een typische volgorde worden onderdelen eerst gereinigd en voorbehandeld met een fosfaatconversiecoating. Vervolgens worden ze ondergedompeld in het e-coatbad, waarbij een gelijkstroom (DC) wordt aangelegd tussen de onderdelen (kathode) en de tegenelektroden (anode). Geladen verfdeeltjes migreren naar het onderdeeloppervlak en zetten zich daar af. Na het verwijderen uit het bad worden de onderdelen gespoeld om overtollige verfstoffen terug te winnen, waarna ze worden gebakken om de definitieve eigenschappen van de coating te verkrijgen.

Voorafgaand aan de elektrocoating moeten de meeste metalen oppervlakken een grondige voorbehandeling ondergaan, meestal inclusief een conversielaag. Dit zorgt voor een goede hechting en corrosieweerstand.

Een standaard voorbehandelingsvolgorde voor elektrocoating omvat de volgende zeven stappen:

• Schoonmaken (één of meer stappen) – Verwijdert oliën, vuil en metaaldeeltjes.
• Spoelen – Verwijdert resterende reiniger.
• Conditionering (oppervlakte-activatie) – Bereidt het metalen oppervlak voor op de vorming van fijne kristallen tijdens de fosfatering.
• Conversiecoating – Brengt een fosfaatlaag (ijzer- of zinkfosfaat) aan.
• Spoelen – Verwijdert overtollige fosfaatoplossing.
• Naverwerking (afsluitspoeling) – Verbeterd de corrosieweerstand en de verfhechting.
• Spoeling met gedemineraliseerd (DI) water – Verwijdert eventuele geleidende ionen om verontreiniging van de elektrocoatingbad te voorkomen.

Fosfateringsprocessen vallen in twee hoofdcategorieën: ijzerfosfaat en zinkfosfaat.

IJzerfosfaat is traditioneel gekozen wanneer algemene kostenoverwegingen belangrijker zijn dan extreme prestatiebehoeften. Omdat ijzerfoslaatcoatings dunner zijn en uitsluitend het metaalion van het te behandelen substraat bevatten (dus ijzer uit het stalen onderdeel), bieden ze minder corrosiebescherming dan zinkfosfaat. Echter, naarmate de milieuvoorschriften voor zware metalen steeds strenger worden, kan een ijzerfosfaatsysteem in combinatie met een grondige nabehandeling nog steeds aan veel corrosiespecificaties voldoen, waardoor het een levensvatbare en milieuvriendelijkere alternatief biedt.

Zinkfosfaat is de voorkeursvoorbehandeling geworden in de metaalveredelingsindustrie, met name wanneer deze wordt gecombineerd met elektrocoat-systemen. De reden is eenvoudig: onder zware omstandigheden (bijv. hoge vochtigheid, zoutblootstelling of cyclische corrosie) biedt zinkfosfaat aanzienlijk betere corrosieweerstand en lakhechting dan ijzerfosfaat. Om deze reden blijft het de norm voor automobiel- en zwaar industriele toepassingen.