Катафорез - окраска методом электроосаждения

Уже более 50-ти лет в промышленной окраске металлических изделий применяется технология электроосаждения. С начала 1960-х годов, кода были изучены возможности нанесения электроосаждением водных растворов ЛКМ, получила развитие технология анодного электроосаждения (анафорез) и с середины 1970-х катодного электроосаждения (катафорез). В зависимости от назначения окрашиваемого изделия можно говорить о выборе метода анафореза или катафореза. Наиболее распространённая сфера применения окраски электроосаждением – катафорезное грунтование.

Катафорезное грунтование применяется во всех областях машиностроения, приборостроения, сельхозмашиностроения, в производстве бытовой техники и других отраслях.

Катафорезное грунтование имеет ряд существенных преимуществ:

· Максимальная механизация и автоматизация процесса окраски

· Получение равномерного слоя ЛКП по толщине

· Очень высокая коррозионная защита. Более 1000 часов в камере соляного тумана

· Высокая твёрдость покрытия

· Высокая защита углов и кромок металла

· Окраска скрытых полостей изделий сложной конфигурации

· Высокая производительность

· Максимальная экономическая выгода

· Снижение вредных выбросов в окружающую среду

· В зависимости от назначения компонента возможно формирование финишного покрытия ЛКП

Недостатком можно назвать тот факт, что самостоятельное покрытие, полученное в результате катафорезного грунтования, не обладает достаточной защитой от ультрафиолетового излучения. Для этого большинство проектов окрасочных линий предусматривают технологию финишной окраски жидкими или порошковыми ЛКМ.

Важным этапом процесса катафорезного грунтования является подготовка поверхности. Выбор технологии подготовки поверхности определяется видом окрашиваемого металла и группой лакокрасочного материала, а также условиями эксплуатации окрашенного изделия. Для всех типов стали применяется фосфатирование, в некоторых случаях с травлением кислотным или нейтральным, для алюминия применяется обработка кислыми или щелочными растворами, для сплавов магния также фосфатирование и оксидирование. Тенденцией последних лет стало применение технологии нейтрального травления для удаления с поверхности стали окислов образованных после лазерного раскроя или сварки. В зависимости от требований к коррозионной стойкости ЛКП для стали применяется щелочное фосфатирование (железофосфатирование), цинкфосфатирование. Для компонентов с требованиями к ЛКП по коррозионной стойкости более 1000 часов в камере соляного тумана применяется цинкфосфатирование с пассивацией.

Процесс осаждения ЛКМ на подготовленную поверхность металла проводится в ванне электроосаждения. Сложный технологический процесс должен сопровождаться контролем следующих параметров:

Постоянное перемешивание для предотвращения седиментации - осаждения пигментов и наполнителей в ванне, наполненной низковязким ЛКМ. Для предотвращения седиментации её содержимое нужно энергично перемешивать. Обычно это делают с применением внешнего контура с перекачивающими насосами и форсунками, расположенными на дне ванны. Требуется обеспечивать перемешивание 3-4 объёмов ванны в час.

Контроль концентрации ЛКМ ванны. При более низких концентрациях процесс электроосаждения может не проходить, а при более высоких могут возникать дефекты.

Контроль времени осаждения ЛКМ. В зависимости от используемых ЛКМ время осаждения влияет на толщину покрытия, но до определённых поставщиком грунтов пределах. При увеличении времени осаждения толщина покрытий возрастает до определенного предела. Дальнейшая выдержка окрашиваемых изделий в ванне практически не приводит к увеличению толщины, что связано с изолирующими свойствами осажденного покрытия.

Контроль кислотности (pH) ЛКМ. Для каждого ЛКМ определяется свой интервал и предел рН. Только при значениях в определённых пределах проходит нормальный процесс электроосаждения ЛКМ.

Контроль напряжения ванны. С ростом напряжения до определенного значения увеличивается скорость осаждения и толщина покрытия. При превышении этого значения на покрытиях возникают дефекты.

Контроль температуры ЛКМ. Для обеспечения высокого качества ЛКП температуру в окрасочной ванне необходимо поддерживать в строго ограниченном интервале. Контур охлаждения предотвращает повышение температуры в ванне, которое происходит за счёт электрического тока или за счёт окунания в ванну нагретых в процессе подготовки поверхности окрашиваемых деталей.

Ванна для окунания должна быть приспособлена к размерам и форме окрашиваемых деталей, а также к другим условиям. Она, как правило, защищена электроизоляционным слоем.

Установка катафорезного грунтования оснащена:

· Электродами для нанесения ЛКП

· Контурами для поддержания стабильности и качества ванны

· Системой подачи и пополнения ЛКМ

· Системой промывки и очистки

· Транспортной системой

· Системой энергоснабжения

· Системой аварийного энергоснабжения

· Системой фильтрации

· Системой диализа

· Системой ультрафильтрации

Система ультафильтрации. Основная цель ультрафильтрации - получение достаточного количества ультрафильтрата, чтобы уменьшить количество липкого нескоагулированного материала на стадии промывки. Ультрафильтрация может также быть использована для удаления различных низкомолекулярных загрязнений, которые скапливаются в жидкой среде окрасочной ванны.

После окраски изделия промывают. В современных установках промывка окрашенных деталей от захваченного материала осуществляется по каскадному принципу, т.е. многостадийная, с применением всё более чистой жидкости для промывки на каждой последующей стадии вплоть до ультрафильтрата. При получении высококачественных ЛКП обычно требуется окончательная промывка обессоленной водой.

После промывки детали обдувают горячим воздухом для удаления капель воды и подвергают горячей сушке. Режим сушки зависит от вида нанесенного лакокрасочного материала.

Транспортная система. При окрашивании электроосаждением транспортная система выполняет функцию как перемещения деталей, так и подачи энергии. Последнее может быть обеспечено через конвейер или посредством кабеля, подсоединённого к окрашиваемому объекту. Подключение к токопроводящему рельсу осуществляется через скользящие контакты.

Важным фактором при проектировании установки окраски электроосаждением является защита ванны от грязи и пыли, падающей с транспортной системы и попадающей из цеха.

Это лишь тезисное описание технологии и установки катафорезного грунтования. Проработка технологии и проектрирование специализированного оборудования требует высокой квалификации и многолетнего опыта работы в области производства окрасочных линий. НПО «Лакокраспокрытие», работающее в области промышленной окраски с 1960-го года, в партнёрстве с европейскими компаниями разрабатывает технологию, проектирует и производит оборудование  катафорезного грунтования для окрасочных производств предприятий самых различных отраслей. Специалисты-технологи помогут подобрать и отладить процесс, наиболее полно отвечающий требованиям конкретного заказчика, включая выбор ЛКМ. НПО «Лакокраспокрытие» обеспечивает поставку «под ключ», обучение персонала и дальнейшее гарантийное и постгарантийное обслуживание оборудования для катафореза.

Вернуться в список