Копирование текста разрешено при условии ссылки на данный контент.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ГРУНТА

История:

1963 – первое промышленное нанесение (анафорезный грунт – мелкие детали)
1967 – первая электрофорезная линия окраски кузовов (анафорезный грунт)
1975 – промышленное нанесение катафорезного грунта в США
1978 – первый кузов, окрашенный катафорезным грунтом в Европе — CHRYSLER Франция

1-е ПОКОЛЕНИЕ — 1967 анафорезные грунты для кузовов
2-е ПОКОЛЕНИЕ — 1976 первый катафорезный грунт в автопромышленности
3-е ПОКОЛЕНИЕ — 1981 средняя и высокая толщина покрытия
4-е ПОКОЛЕНИЕ — 1988 улучшенное выравнивание поверхности
5-е ПОКОЛЕНИЕ — 1991 способность снижения содержания пигмента
6-е ПОКОЛЕНИЕ — 1994 экологически чистый катафорезный грунт
8-е ПОКОЛЕНИЕ — 2013 экономичность, высокая степень укрытия кромок

Составляющие силы прогресса развития и эволюции КТФ (KTL/ED):

Качество: продление антикоррозионной гарантии и эксплуатации покрытия.
Окружающая среда: снижение эмиссии в цехах окраски снижение веса, переработки и утилизации.
Затраты: поиск самых эффективных способов для достижения целей.

Затраты и эффективность:

Поиск самых дешевых способов для достижения ожидаемых эксплуатационных качеств.
Снижение расходов материала, наносимого на кузов: низкая толщина пленки, низкая плотность сухой пленки и низкие потери в производственном процессе (печь), т.е. испарения грунта при высокой температуре, грунты 8-го поколения имеют высокий сухой остаток при меньшем расходе на кузове.
Внешний вид: способность закрывать неровности металла.
Увеличение срока гарантии от сквозной коррозии с 6 до 12 лет.
Защита от ударов камня (до чистого металла).
Укрывистость кромок тонкого металла.
Проникающая способность грунта в труднодоступные участки кузова (детали).
Способность различных субстратов (сталь Al, Mg).
Широкое окно сушки с одинаковым качеством.

Электрофорез.

Перенос вещества при помощи электрического тока называется электроосаждением или электрофорезом.

По сравнению с другими способами нанесения краски, электроосаждение имеет следующие преимущества:

Автоматизация процесса: процесс нанесения краски полностью происходит без участия человека, роль которого ограничивается наблюдением и контролем;
Быстрота нанесения краски: достаточно 150-250 секунд;
Эффективность процесса: все части кузова покрываются (как внешние, так и внутренние) равномерной толщиной и, возможные дефекты (как например, потёки) сводятся практически к нулю;
Производительность: может превышать 99% из-за повторного использования краски, которая не легла на окрашиваемую поверхность под действием электрического тока;
Экологическая и техническая безопасность: краска водорастворима (менее 2% органического растворителя);
Антикоррозионная стойкость: свойства применяемых полимеров и сам способ нанесения катафорезной грунтовки имеют прекрасные характеристики, отвечающие за антикоррозионную устойчивость.

Способы окраски.

АНАФОРЕЗ – краска заряжена отрицательно (-) и рассматривается как «анионная»; деталь, предназначенная для окраски, должна быть связана с плюсом (+) электрической цепи и выполняет роль «анода».
КАТАФОРЕЗ – краска заряжена положительно (+) и рассматривается как «катионная»; деталь, предназначенная для окраски, должна быть связана с минусом (-) электрической цепи и выполняет роль «катода».

Этапы нанесения и компоненты катафорезной окраски.

1-ый этап — окунание: необходимо иметь окрасочную ванну с достаточным объёмом для полного погружения окрашиваемой детали; погружение происходит всегда автоматически при помощи подвесного конвейера вертикально;

2-й этап – подача электрического тока: необходимо иметь источник постоянного тока, где отрицательная клемма соединена с окрашиваемой деталью — катод (-), а положительная клемма с контрэлектродом – анод (+) и с погружением обоих в ванну.

Катафорезный способ нанесения краски предполагает:

электропроводимость краски;
низкую вязкость краски для обеспечения её полного проникновения в труднодоступные места детали;
деталь должна быть металлической; контрэлектрод (+) также должен быть погружён в ванну;
окрашиваемая деталь и контрэлектрод должны быть подсоединены к одному источнику постоянного тока.

Технология катафорезной окраски предусматривает наличие в ванне трёх основных компонентов:

Эмульсия – состоит из нескольких катионных (+) полимеров, которые делают плёнку эластичной и увеличивают её сопротивляемость, а блокированный изоцианат обеспечивает полимеризацию во время прохождения через сушильную печь;
Пигментная паста — концентрат пигментов и минеральных наполнителей, растёртых при помощи другого связующего вещества;
Деминерализованная вода.

Установка нанесения катафорезного покрытия на детали.

Характеристика водных растворов ЛКМ для катафореза.

Одним из характерных свойств водных растворов лакокрасочных материалов для катафореза является их ограниченная стабильность во времени. При старении рабочих растворов в процессе длительной работы ванны электроосаждения происходит изменение свойства лакокрасочного материала вследствие протекания следующих процессов:

окисление плёнкообразующего в присутствии кислорода воздуха, приводящего к увеличению молекулярной массы смолы и уменьшению молекулярной массы связующего; процесс усиливается при постоянном перемешивании рабочего раствора и выделении кислорода в процессе электролиза воды;
омыления сложноэфирных групп в щелочной среде рабочего раствора, приводящего к отщеплению жирных кислот, увеличению кислотного числа и уменьшению молекулярной массы связующего, процесс протекает с большой скоростью при повышенных значениях температуры и рН рабочего раствора;
гидролиза солевых групп, приводящего к уменьшению растворимости смолы в воде при коагуляции связующего вследствие изменения гидрофильно-гидрофобного баланса;
нарушения баланса в соотношении пигмент/связующее, приводящего к ухудшению качества покрытия и его защитных свойств;
испарения органических растворителей, приводящего к увеличению кратерообразования и уменьшению толщины покрытия, а также снижению стабильности водного раствора лакокрасочного материала;
накопления в рабочем растворе посторонних электролитов, вследствие анодного растворения металла подложки и при неудовлетворительной промывке изделий после операций подготовки поверхности, приводящего к увеличению электропроводности рабочего раствора, накоплению шлама и коагуляции связующего;
накопление нейтрализатора, приводящего к сокращению времени стабильности рабочего раствора и изменению параметров процесса и свойств покрытий вследствие изменения степени нейтрализации связующего.

Стабильность свойств раствора лакокрасочного материала в процессе выработки ванны поддерживается путём поддержания параметров рабочего раствора в пределах нормативных значений и их периодических корректировок.

Общее описание катафорезных грунтов.

Процесс является безсвинцовым катафорезным грунтом 6-го или 8-го поколения. Основную коррозионную стойкость покрытия, получаемого по технологии обеспечивая пигмент окись иттрия.

Катафорез 6-го или 8-го поколения – это безсвинцовый грунт.

По сравнению с предыдущими поколениями катафорезных грунтов, продукт имеет следующие значительные преимущества:

экологическая безопасность (отсутствие свинца и хрома, низкое содержание летучих компонентов – органических растворителей);
высокая проникающая способность;
низкая скорость седиментации;
низкая температура сушки;
улучшенные антикоррозионные свойства при более низкой толщине покрытия; устойчивость к маслам;
низкий расход.

Поколение 6 (кромка не укрыта) / Поколение 8 (кромка укрыта равномерно)

Катафорезный грунт обеспечивает наилучшее распределение толщины покрытия; соответствует техническим требованиям европейских фирм-производителей автомобилей, обеспечивая толщину в скрытых полостях до 12 мкм.

Плюсы катафорезного грунта:

Внешний вид: способность укрывать неровности субстрата (металла)
Увеличение срока гарантии от 6 до 12 лет
Защита от ударов камня: в основном до поражения сырой жести
Укрывистость кромок: дверные кромки
Проникающая способность: детали более сложной формы
Способность защиты различных субстратов (сталь, Al, Mg)
Широкое окно сушки с одинаковым качеством

Катафорезные грунты состоят из следующих компонентов:

связующее (смола) – эпоксидная смола в виде молочной эмульсии (поставка в контейнерах, 1 м³);
паста (пигментная паста) – смесь пигментов и наполнителей серого цвета (поставка в контейнерах, 1 м³).

6.Требования к поверхности.

Покрываемые основы (субстраты): холоднокатаная сталь, все типы оцинкованной стали, алюминий, предварительно фосфатированная сталь. Предварительно поверхность обрабатывается и фосфатируется (желательно с пассивацией). Для получения поверхности субстрата с высокой коррозионной стойкостью, фосфат должен быть однородным с приемлемой структурой кристаллов, чистым, полностью влажным или сухим, без масла, грязи, шлама. Вес фосфата должен составлять 2 – 4 г/м². Последняя промывка перед ванной электроосаждения должна иметь электропроводимость ниже 30 μS/сm.

7.Чёрный катафорез.

Чёрный катафорез, т.е. катафорез для деталей без последующей окраски, является автономным покрытием.

Применяется (используется) на деталях шасси, подкапотного пространства, рамы, салона (кронштейны, скобы, держатели, каркас сидений, и пр.).

Данный грунт также применяется при производстве мебели, ж/д, городского транспорта (автобусы, трамваи, метро и т.д. )

Для черного катафореза процесс нанесения полностью идентичен кузовному, единственное его отличие в дороговизне как закупочное сырье (исходное).

Удорожание по данному типу катафорезу включает в себя:

Расход на м2 — толщина покрытия выше чем на сером катафорезе;
Компоненты входящие в состав пасты и эмульсии, способствующие защите покрытия от УФ лучей.

Чёрный катафорез или катафорез для деталей обеспечивает минимальную защиту в камере солевого тумана 800 часов, с возможностью увеличения до 1500 часов с помощью подготовки поверхности (фосфата) посредством увеличения толщины покрытия.

Толщина покрытия в диапазоне 25-35 мкм.

Отличие “чёрного” грунта от кузовного это повышенная твёрдость и высокая плотность плёнки (износостойкость) позволяющая обеспечить минимальную проникающую способность вредных факторов (солей, кислот, влаги и т.д.) на металл.

В случае сравнения чёрного катафорезного грунта с кузовным на м2 (требующего окраски последующих защитных слоёв) имеет меньшую экономическую составляющую для производства, т.к. он не требует затрат в последующих операциях, таких как энергоносители (например газ), расход краски и человеческий труд, в процентном соотношении экономия выходит в пользу чёрного катафореза примерно порядка 30%, что позволяет быстрее окупить вложенные инвестиции.