Víte, co je elektroforéza? Podrobné vysvětlení procesu elektroforézy spojovacího materiálu

Princip elektroforézy je podobný jako u galvanického pokovování

V elektrolytu složeném z vodivého ve vodě rozpustného nebo vodou emulgovaného nátěru jsou obrobek a druhá elektroda v elektrolytu příslušně připojeny k oběma koncům stejnosměrného napájecího zdroje, aby vytvořily elektrolytický obvod. Kationty disociované v elektrolytu jsou ovlivněny silou elektrického pole. Při působení se pohybují ke katodě a anionty k anodě. Tyto nabité pryskyřičné ionty spolu s adsorbovanými částicemi pigmentu jsou elektroforézovány na povrch obrobku a ztrácejí svůj náboj a vytvářejí mokrý povlak. Klasifikace elektroforézy Současný elektroforetický povlak se dělí na dva typy: anodová elektroforéza a katodická elektroforéza.

Ve vodě rozpustná pryskyřice používaná při anodické elektroforéze je aniontová sloučenina. Ve vodě se pryskyřice rozpustná ve vodě (aminová sůl karboxylové kyseliny) rozpouští do iontové formy. Pokud je aplikováno stejnosměrné elektrické pole, potenciální rozdíl generovaný mezi dvěma póly způsobí, že se ionty budou pohybovat směrem k těmto dvěma pólům.

Anionty se pohybují k anodě a ukládají se na povrchu anody a uvolňují elektrony; kationty se přesunou na katodu a na katodě se redukují na amin (nebo amoniak), aby se získaly elektrony. Ve vodě rozpustná pryskyřice používaná při katodické elektroforéze je kationtová sloučenina. Po neutralizaci organickou kyselinou se ve vodě rozpustí na iontovou formu. Po průchodu stejnosměrným elektrickým polem se ionty pohybují směrově a kationty se pohybují ke katodě, uvolňují elektrony na povrchu katody a jsou oxidovány na kyselinu. Dosavadní proces elektroforetického vývoje, povlaky používané v elektroforetickém povlakování prošly 6 generacemi, z nichž první a druhá generace elektroforetických povlaků jsou anodické elektroforetické povlaky.

Představení různých generací nátěrů (Průvodce: Výhody a nevýhody upevnění oplocení stadionu rozpěrnými šrouby)

První generace je anodický elektroforetický povlak s nízkým napětím a nízkou vrhací silou. Používá se hlavně pro vnitřní lakování karosérií automobilů a musí být instalovány pomocné katody. Jeho odolnost vůči solné mlze je špatná, do 100 hodin, reprezentovaná maleinanhydridovým olejem, fenolem, epoxidovým esterem atd.

Druhá generace je anodický elektroforetický povlak s vysokým napětím a vysokým vrhacím výkonem. Při lakování karoserie již nelze zajistit pomocnou katodu. Výrazně se zlepšila odolnost proti solné mlze, která může dosáhnout více než 240 h (elektroforetický povlak na fosfátovací desce), reprezentovaný polybutadienovou pryskyřicí.

Třetí generace je katodický elektroforetický povlak s nízkým napětím, nízkou vrhací silou a nízkou hodnotou pH. Hodnota pH elektroforézní lázně je 3 ~ 5 a kyselina je silná a tělo nádrže rychle zkoroduje, ale odolnost proti korozi povlaku karoserie automobilu po elektroforéze je zlepšena, což může dosáhnout 360 ~ 500 h.

4. generace je katodický elektroforetický povlak s vysokým napětím, vysokou hodnotou pH a vysokou vrhací silou. Hodnota pH elektroforézní lázně je asi 6,0 a test odolnosti proti solné mlze na fosfátovací desce může dosáhnout více než 720 h. V různých zemích je stále hlavním proudem katodové elektroforézy.

5. generace je tlustovrstvý katodický elektroforetický povlak. Především pro zlepšení korozní odolnosti ostrých hran lakovaného obrobku a zjednodušení procesu potahování. Tloušťka filmu je 30-35μm a odolnost proti solné mlze může dosáhnout asi 1000h.

6. generace je katodická elektroforetická barva s vysokým pH, vysokou vrhací silou, bez olova, šetrná k životnímu prostředí. Pozoruhodným rysem této generace barev z hlediska ochrany životního prostředí je to, že snižuje vytvrzovací teplotu a šetří energii a zdroje. Konkrétní srovnání výkonu je uvedeno v tabulce 3-20.

Charakteristika elektroforézy

Výhody elektroforetického lakování jsou:

Pracovní prostředí je dobré. Rozpouštědlem v elektrolytu elektroforetického povlaku je voda, která nemá žádné hořlavé a výbušné problémy a neznečišťuje vzduch.

Vysoká efektivita výroby. Ve srovnání s jinými metodami povlakování má elektroforetické povlakování nejvyšší efektivitu výroby. Obrobek může být ponořen do elektrolytu a elektroforéza může být dokončena během několika minut. Je vhodný pro hromadnou výrobu a snadno realizovatelnou automatizaci výroby.

Šetřete suroviny. Míra využití materiálu elektroforetického povlaku je obecně vyšší než 85 %, což je o 40 % méně než u sprejové barvy.

Kvalita povlaku je dobrá. Elektroforetický povlak má jednotný povrch, dobrou přilnavost k obrobku, pevný nátěrový film, žádné stopy po toku, puchýře a jiné vady.

Ale elektroforéza má také některé nevýhody:

Zařízení je složité a investice velké. Kromě elektroforézní nádrže, pomocných zařízení, ultrafiltračních zařízení a zařízení na čistou vodu, speciálních stejnosměrných napájecích zdrojů, sušících zařízení, zařízení na čištění odpadních vod atd. jsou také vyžadovány.

Existuje několik druhů nátěrů. V současnosti jsou elektroforetické povlaky omezeny na vodou ředitelné barvy a vodou emulgované barvy; barvy jsou omezeny na tmavé základní nátěry nebo jednovrstvé barvy pro dvojí použití. Důvodem je to, že ionty železa a pryskyřičné anionty ionizované v procesu elektroforézy (jako je nanášení anodickou elektroforézou) neutralizují a ukládají se na obrobku, aby se staly žlutavě hnědé.

Elektroforetický povlak je třeba vypalovat při 150 °C po dobu 1 hodiny, což spotřebovává mnoho energie.

Proces elektroforézy

Elektroforetické povlakování je velmi složitý elektrochemický proces, který zahrnuje především čtyři souběžné procesy elektroforézy, elektrolýzy, elektrodepozice a elektroosmózy.

Elektroforéza. Působením vnějšího elektrického pole se nabité částice (částice koloidní pryskyřice) v roztoku přesunou k opačně nabité elektrodové desce a nenabité pigmenty se elektroforézou adsorbují na nabité částice koloidní pryskyřice.

Elektrodepozice. Působením vnějšího elektrického pole se nabité částice pryskyřice dostanou k anodě (nebo katodě) elektroforézou, uvolní (nebo získají) elektrony a usadí se na povrchu anody (nebo katody) a vytvoří ve vodě nerozpustný povlak.

Elektroosmóza. Elektroosmóza je opačný proces elektroforézy. Jeho hlavní funkcí je dehydratace elektrolyticky naneseného povlaku. Když jsou částice koloidní pryskyřice usazeny na povrchu anody, voda a další média původně adsorbovaná na anodové desce procházejí povlakem a vstupují do roztoku působením infiltrační síly.

Elektrolýza. Při působení vnějšího elektrického pole prochází roztokem elektrolytu proud, který elektrolyzuje vodu, přičemž se uvolňuje plynný vodík na katodě a plynný kyslík na anodě. Proto by při procesu elektroforetického potahování mělo být napětí vhodně sníženo, aby se eliminoval vliv vodíku a kyslíku generovaného elektrolyzovanou vodou na kvalitu potahu.

Další související novinky v oboru lisovacích dílů: