System malarski z wstępnym przygotowaniem powierzchni i powłoką elektroforetyczną (CED)

Czym jest elektromalowanie (elektrofarbowanie)?

Elektromalowanie, znane również jako CED (katodowa deponizacja elektrochemiczna), to proces, w którym naładowane elektrycznie cząstki farby są osadzane z zawiesiny wodnej na przewodzącej części pod wpływem pola elektrycznego. W przeciwieństwie do konwencjonalnego malowania natryskowego elektrofarbowanie zapewnia jednolite pokrycie nawet na złożonych kształtach.
W trakcie tego procesu farba jest nanoszona w grubości warstwy regulowanej głównie przez przyłożone napięcie. Unikalną cechą elektromalowania jest fakt, że osadzanie jest samoregulujące się ponieważ osadzana warstwa izoluje część pod względem elektrycznym, tempo osadzania naturalnie spada. Początkowo cząstki farby osadzają się w obszarach najbardziej zbliżonych do elektrody przeciwnej. Gdy obszary te stają się izolowane, pole elektryczne zmusza cząstki do osadzania się w bardziej zagłębionych, nadal niepokrytych powierzchniach metalu, zapewniając pełny zasięg pokrycia. Ta zdolność do malowania wnęk wewnętrznych i ukrytych powierzchni znana jest jako zasięg pokrywania efekt kierunkowy (throwing power)

Szeroko stosowane są dwa główne typy katodowego malowania elektroforetycznego, każdy z nich odpowiedni do innych wymagań aplikacyjnych.

Podsumowanie

• Wybierz epoksy katodowy gdy wymagana jest maksymalna ochrona przed korozją, ale w zastosowaniach zewnętrznych planuje się naniesienie warstwy wykończeniowej.
• Wybierz akrylowy katodowy gdy wymagana jest odporność na działanie promieni UV, stabilność barwników lub jasne powłoki, szczególnie na podłożach żelaznych (stalowych).

Kompletna linia lakierowania elektroforetycznego składa się z czterech głównych etapów:

• Przedobrobienie – Oczyszczanie i nanoszenie powłoki konwersyjnej w celu przygotowania powierzchni metalowej.
• Zbiornik lakieru elektroforetycznego oraz wyposażenie pomocnicze – Zanurzanie i osadzanie elektrochemiczne w kąpieli lakieru.
• Przepłukiwanie po procesie – Zazwyczaj przy użyciu ultrafiltracji (UF) w celu odzyskania nieosadzonych ciał stałych lakieru
• Piec Wypalający – Pieczenie w celu utworzenia sieci krzyżowej i utwardzenia osadzonej warstwy lakieru.

W typowej kolejności części są najpierw oczyszczane i poddawane obróbce wstępnej z wykorzystaniem powłoki konwersyjnej fosforanowej. Następnie są zanurzane w kąpieli lakieru elektroforetycznego, gdzie pomiędzy częściami (katoda) a elektrodami przeciwbieżnymi (anoda) przykłada się prąd stały. Naładowane cząstki lakieru migrują na powierzchnię części i osadzają się na niej. Po wyjęciu z kąpieli części są przepłukiwane w celu odzyskania nadmiaru ciał stałych lakieru, a następnie pieczone, aby uzyskać końcowe właściwości powłoki.

Przed lakierowaniem elektroforetycznym większość powierzchni metalowych musi zostać poddana gruntownej obróbce wstępnej, zwykle obejmującej naniesienie powłoki konwersyjnej. Zapewnia to odpowiednie przyczepienie oraz odporność na korozję.

Standardowa sekwencja wstępnego przygotowania powierzchni do nanoszenia lakieru elektroforetycznego obejmuje następujące siedem etapów:

• Czyszczenie (jeden lub więcej etapów) – Usuwa oleje, brud i drobne cząstki metalu.
• Wypłukać – Usuwa pozostałości środka czyszczącego.
• Kondycjonowanie (aktywacja powierzchni) – Przygotowuje powierzchnię metalu do tworzenia drobnych kryształów podczas fosfatacji.
• Pomalowanie powłokowe – Nanosi warstwę fosforanową (fosforan żelaza lub cynku).
• Wypłukać – Usuwa nadmiar roztworu fosforanowego.
• Po-traktowanie (przepłuczka zamykająca) – Poprawia odporność na korozję oraz przyczepność farby.
• Przepłuczka wodą zdeminalizowaną (DI) – Usuwa wszystkie jony przewodzące, aby zapobiec zanieczyszczeniu kąpieli lakieru elektroforetycznego.

Procesy fosfatacji dzielą się na dwie główne kategorie: fosfatacja żelazowa i fosfatacja cynkowa.

Fosforan żelaza Tradycyjnie wybierano ją wtedy, gdy ogólne rozważania dotyczące kosztów miały pierwszeństwo przed ekstremalnymi wymaganiami dotyczącymi wydajności. Ponieważ powłoki fosforanu żelaza są cieńsze i zawierają wyłącznie jon metalu podłoża, które jest obrabiane (tj. żelazo z części stalowej), zapewniają one niższy stopień ochrony przed korozją w porównaniu do fosforanu cynku. Jednak wraz z coraz surowszymi przepisami regulującymi stosowanie metali ciężkich system fosforanu żelaza w połączeniu z dokładną obróbką końcową nadal może spełniać wiele specyfikacji dotyczących odporności na korozję, stanowiąc przy tym realną i bardziej przyjazną dla środowiska alternatywę.

Fosforan cynku stał się preferowanym procesem wstępnym w przemyśle wykańczania metali, szczególnie w połączeniu z systemami elektromalowania. Powód jest prosty: w warunkach ekstremalnych (np. wysoka wilgotność, narażenie na sól lub cykliczna korozja) fosforan cynku zapewnia znacznie lepszą odporność na korozję oraz lepsze przyczepienie farby niż fosforan żelaza. Dlatego nadal stanowi standard w zastosowaniach motocyklowych i przemysłowych o dużym obciążeniu.