Знаете ли вы, что такое электрофорез? Подробное объяснение процесса электрофореза фиксатора

Принцип электрофореза аналогичен принципу гальваники.

В электролите, состоящем из проводящей водорастворимой или водоэмульсионной краски, заготовка и другой электрод в электролите соответственно подключаются к обоим концам источника питания постоянного тока, образуя электролитическую цепь. На катионы, диссоциирующие в электролите, действует сила электрического поля. Под действием они движутся к катоду, а анионы – к аноду. Эти заряженные ионы смолы вместе с адсорбированными частицами пигмента подвергаются электрофорезу на поверхности заготовки и теряют свой заряд, образуя влажное покрытие. Классификация электрофореза Современное электрофоретическое покрытие делится на два типа: анодный электрофорез и катодный электрофорез.

Водорастворимая смола, используемая при анодном электрофорезе, представляет собой анионное соединение. В воде водорастворимая смола (аминная соль карбоновой кислоты) растворяется в ионной форме. Если приложить электрическое поле постоянного тока, разность потенциалов, возникающая между двумя полюсами, заставит ионы двигаться к двум полюсам.

Анионы движутся к аноду и осаждаются на поверхности анода, высвобождая электроны; катионы движутся к катоду и восстанавливаются на катоде до амина (или аммиака) с получением электронов. Водорастворимая смола, используемая в катодном электрофорезе, представляет собой катионное соединение. После нейтрализации органической кислотой растворяется в воде в ионной форме. Пройдя через электрическое поле постоянного тока, ионы движутся направленно, а катионы движутся к катоду, высвобождая электроны на поверхности катода, и окисляются до кислоты. На данный момент в процессе электрофоретической разработки покрытия, используемые в электрофоретическом покрытии, прошли через 6 поколений, среди которых первое и второе поколения электрофоретических покрытий представляют собой анодные электрофоретические покрытия.

Внедрение различных поколений покрытий (Справочник: Преимущества и недостатки крепления ограждения стадиона дюбелями)

Первое поколение представляет собой анодное электрофоретическое покрытие с низким напряжением и низкой рассеивающей способностью. В основном используется для внутренней покраски кузовов автомобилей, при этом необходимо устанавливать вспомогательные катоды. Устойчивость к солевому туману низкая, в течение 100 часов, представлена ​​маслом малеинового ангидрида, фенольной смолой, эпоксидным эфиром и т. д.

Второе поколение представляет собой анодное электрофоретическое покрытие с высоким напряжением и высокой рассеивающей способностью. При покраске кузова автомобиля вспомогательный катод уже не предусмотрен. Значительно повышается устойчивость к солевому туману, которая может достигать более 240 часов (электрофоретическое покрытие на фосфатирующей пластине), представленное полибутадиеновой смолой.

Третье поколение представляет собой катодное электрофоретическое покрытие с низким напряжением, низкой рассеивающей способностью и низким значением pH. Значение pH ванны для электрофореза составляет 3–5, кислота сильная, корпус резервуара быстро подвергается коррозии, но коррозионная стойкость покрытия кузова автомобиля после электрофореза улучшается, которая может достигать 360–500 часов.

4-е поколение представляет собой катодное электрофоретическое покрытие с высоким напряжением, высоким значением pH и высокой рассеивающей способностью. Значение pH ванны для электрофореза составляет около 6,0, а испытание на устойчивость к солевому туману на фосфатирующей пластине может достигать более 720 часов. Это по-прежнему основное направление катодного электрофореза в разных странах.

5-е поколение представляет собой толстопленочное катодное электрофоретическое покрытие. Главным образом для повышения коррозионной стойкости острых кромок окрашенной заготовки и упрощения процесса нанесения покрытия. Толщина пленки составляет 30-35 мкм, а устойчивость к солевому туману может достигать около 1000 часов.

6-е поколение - это экологически чистая катодная электрофоретическая краска с высоким pH, высокой метательной способностью, не содержащая свинца. Замечательной особенностью этого поколения красок с точки зрения защиты окружающей среды является то, что они снижают температуру отверждения и экономят энергию и ресурсы. Конкретное сравнение производительности показано в Таблице 3-20.

Характеристики электрофореза

Преимущества электрофоретического покрытия::

Условия труда хорошие. Растворителем в электролите электрофоретического покрытия является вода, которая не имеет пожаро- и взрывоопасных свойств и не загрязняет воздух.

Высокая эффективность производства. По сравнению с другими методами нанесения покрытия электрофоретическое покрытие имеет самую высокую производственную эффективность. Заготовку можно погрузить в электролит, и электрофорез можно завершить в течение нескольких минут. Он подходит для массового производства и прост в реализации автоматизации производства.

Экономьте сырье. Коэффициент использования материала электрофоретического покрытия обычно превышает 85%, что на 40% меньше, чем у аэрозольной краски.

Качество покрытия хорошее. Электрофоретическое покрытие имеет равномерную поверхность, хорошую адгезию к заготовке, плотную лакокрасочную пленку, отсутствие следов подтеков, вздутий и других дефектов.

Но электрофорез имеет и некоторые недостатки.:

Оборудование сложное, а инвестиции большие. В дополнение к резервуару для электрофореза, вспомогательному оборудованию, устройствам для ультрафильтрации и оборудованию для очистки воды, специальным источникам питания постоянного тока, сушильному оборудованию, оборудованию для очистки сточных вод и т. д. также необходимы.

Разновидностей краски немного. В настоящее время электрофоретические покрытия ограничиваются водорастворимыми красками и водоэмульсионными красками; цвета ограничиваются грунтовками темного цвета или однослойными красками двойного назначения. Причина в том, что ионы железа и анионы смолы, ионизированные в процессе электрофореза (например, при анодном электрофорезном осаждении), нейтрализуются и осаждаются на заготовке, приобретая желтовато-коричневый цвет.

Электрофоретическое покрытие необходимо запекать при температуре 150 ℃ в течение 1 часа, что требует много энергии.

Процесс электрофореза

Электрофоретическое покрытие представляет собой очень сложный электрохимический процесс, включающий в основном четыре одновременных процесса: электрофорез, электролиз, электроосаждение и электроосмос.

Электрофорез. Под действием внешнего электрического поля заряженные частицы (частицы коллоидной смолы) в растворе перемещаются к противоположно заряженной электродной пластине, а незаряженные пигменты адсорбируются на заряженных частицах коллоидной смолы с помощью электрофореза.

Электроосаждение. Под действием внешнего электрического поля заряженные частицы смолы путем электрофореза достигают анода (или катода), выделяют (или получают) электроны и осаждаются на поверхности анода (или катода), образуя водонерастворимое покрытие.

Электроосмос. Электроосмос – это процесс, обратный электрофорезу. Его основная функция – обезвоживание электроосажденного покрытия. Когда частицы коллоидной смолы осаждаются на поверхности анода, вода и другие среды, первоначально адсорбированные на анодной пластине, проходят через покрытие и попадают в раствор под действием силы инфильтрации.

Электролиз. Под действием внешнего электрического поля через раствор электролита протекает ток, который электролизует воду, выделяя газообразный водород на катоде и газообразный кислород на аноде. Следовательно, в процессе электрофоретического покрытия напряжение должно быть соответствующим образом снижено, чтобы исключить влияние водорода и кислорода, образующихся при электролизе воды, на качество покрытия.

Другие новости отрасли штамповки деталей: