Электроосаждение

Электроосаждение — прогрессивный метод нанесения на металлы однослойных лакокрасочных покрытий. Изделие окунают в раствор, при одновременном пропускании через раствор постоянного электрического тока. При этом одновременно протекает несколько процессов: электрофорез, электролиз, электроосмос. Подбор оптимальных скоростей этих процессов является необходимым условием получения высококачественных покрытий.


Физико-химическая сущность электрофореза заключается в том, что при погружении двух электродов в суспензию и пропускании постоянного электрического тока, частицы лакокрасочного материала начинают передвигаться к одному или другому электроду и осаждаются на них.


Явление электрофореза используется в различных отраслях промышленности, в настоящее время оно находит применение и при нанесении лакокрасочных пленок из водоразбавляемых лакокрасочных материалов. При применении этого метода можно получить равномерное покрытие даже на изделиях сложной конфигурации.


Описание метода окраски электроосаждением

Сложность метода окраски электроосаждением состоит в том, что компоненты лакокрасочного материала должны быть подобраны таким образом, чтобы они перемещались равномерно и одновременно, то есть электрофоретическая подвижность этих компонентов при данных условиях проведения процесса была бы приблизительно одинакова.


После подключения тока все компоненты лакокрасочного материала движутся вдоль силовых линий электрического пиля к окрашиваемому изделию — аноду. Участки изделии, где плотность силовых линий больше, окрашиваются в первую очередь. Скорость перемещения частиц многокомпонентной лакокрасочной системы зависит от:


Для получения качественного покрытия необходимо поддерживать оптимальные значения всех вышеперечисленных параметров.


В процессе электроосаждения образуется покрытие, создающее дополнительное сопротивление, поэтому сила тока по мере течения протеса падает, а напряжение возрастает.

Установлено, что предпочтительнее проводить процесс при постоянном напряжении и изменяющейся силе тока. Оптимальное напряжение в зависимости от применяемого лакокрасочного материала меняется от 30 до 250 а. Регулируя электрические параметры и продолжительность процесса, можно получать покрытия нужной толщины.


Большое значение для процесса электроосаждения имеет величина водородного показателя раствора, так как в кислой среде связующие нерастворимы и выпадают в осадок, а в сильно щелочной среде осаждения вообще не происходит. Водородный показатель раствора можно поддерживать в нужном интервале, добавляя исходный лакокрасочный материал, имеющий слабокислую реакцию, используя полунепроницаемые мембраны, помещаемые в катодное пространство, и ионообменные смолы.


Температура также оказывает большое влияние на процесс окраски. При температуре ниже 15 °С процесс сильно замедляется и покрытия получаются более тонкими. При температуре выше 30°С нарушается устойчивость водоразбавляемой эмали, что может привести к дефектам покрытия (образование «кратеров»).


Необходимым условием для успешного электроосаждения эмали является хорошо подготовленная под окраску поверхность изделия, поэтому детали очищают от ржавчины, окалины, обезжиривают, пассивируют, а перед окраской промывают обессоленной водой для предотвращения занесения в ванну посторонних примесей. (Подробнее - Подготовка поверхности под окраску.)


После окончания электроосаждения пленка на изделии содержит всего 3—5% влаги. Влага удаляется из пленки еще в ванне за счет протекания электроосмоса — переноса жидкости при прохождении тока через раствор (для воды — от анода к катоду). После окраски изделие промывается обессоленной водой для удаления с поверхности той части лакокрасочного материала, которая осталась на покрытии. Промытое изделие поступает на сушку, которая проводится при 170 - 180 °С в течение 20—30 мин.


Лакокрасочные материалы для электроосаждения

В настоящее время для электроосаждения наиболее широко применяются водоразбавляемые лакокрасочные материалы на основе алкидных смол, например эмаль ФЛ-149-Э, ФЛ-093.

Алкидные смолы, являясь поверхностно-активными веществами и адсорбируясь на поверхности пигментов, входящих в состав лакокрасочных материалов, сообщают им отрицательный заряд, что обусловливает одновременное перемещение всех компонентов в электрическом поле при пропускании постоянного тока.


В состав водоразбавляемой эмали ФЛ-149-Э входят также в небольших количествах полярные органические растворители — бутанол и изопропановый спирт; они не участвуют в электроосаждении, но способствуют лучшему протеканию процесса.


Преимущества окраски электроосаждением

Метод окраски электроосаждением имеет ряд преимуществ перед другими методами окраски. Удается осуществить полную автоматизацию процесса окраски (включая и операции подготовки поверхности под окраску и сушку покрытия). Процесс окраски экономичен вследствие отсутствия потерь, малых удельных расходов лакокрасочных материалов и экономии рабочей силы. Вследствие применения водоразбавляемых эмалей процесс отличается меньшей пожарной опасностью. Полученные покрытия равномерные по толщине, хорошо прокрашены в труднодоступных местах и обладают высокой адгезией.


Основным недостатком метода окраски электроосаждением является невозможность нанесения многослойных покрытий.


Важно! Применяя метод электроосаждения, можно нанести только однослойное покрытие ограниченной толщины.


В случае необходимости нанесения дополнительного слоя покрытия необходимо применять другие методы окраски, что технологически и экономически невыгодно. Если покрытие должно обладать высокими антикоррозионными свойствами применяют фосфатирование.



Поделиться информацией: