loader
MENU
+48 511 452 100 Napisz do nas!
Background Image

left decorator bottom decorator

Kataforeza – czyli malowanie elektroforetyczne

Kataforeza to technika nakładania powłok lakierniczych z wykorzystaniem zjawiska elektroforezy, za sprawą czego nazywana jest malowaniem elektroforetycznym. Elektroforeza polega na nakładaniu powłok malarskich na powierzchniach przewodzących prąd elektryczny.

Kataforeza to jeden z procesów mieszczących się  w kategorii elektroforezy. Charakterystyczną cechą tego procesu jest to, że cząsteczki koloidalne zawieszone w ciekłym ośrodku migrują pod wpływem pola elektrycznego
i osadzają się na elektrodzie. Do tworzenia stabilnych, przenoszących ładunek elektryczny zawiesin, stosowanych do elektroforezy stosuje się takie materiały jak polimery, pigmenty, barwniki, ceramikę i metale. Opisywana tu technologia znajduje szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.

Kataforeza – fizyka w praktyce

Technika kataforezy jest obecnie jedną z najlepszych metod zabezpieczenia przed korozją elementów wykonanych z metalu. Proces technologiczny to powiązanie procesów obróbki chemicznej z oddziaływaniem pola elektrycznego.

W praktyce malowanie jest procesem nakładania warstw farby, podczas którego podłącza się malowany przedmiot do elektrody o właściwym ładunku (dodatnim lub ujemnym) i zanurza go w roztworze koloidalnym farby. Przed właściwym malowaniem za pomocą kataforezy przedmioty muszą zostać odpowiednio przygotowane. Stosuje się w tym celu obróbkę mechaniczną przedmiotu w celu usunięcia ewentualnych śladów korozji i starych powłok malarskich, oraz nadania mu właściwej szorstkości, umożliwiającej dobrą przyczepność powłoki lakierniczej. Dokonuje się tego za sprawą mechanicznej bądź ręcznej obróbki szlifierskiej, szczotkowania czy piaskowania. Przeznaczone do malowania przedmioty po obróbce szlifierskiej są odtłuszczane, zazwyczaj poprzez zanurzenie ich w rozpuszczalnikach lub roztworach alkalicznych.

W niektórych branżach, przed właściwym procesem kataforezy następuje nałożenie warstwy podkładowej powłoki konwersyjnej (fosforanowej lub fosforanowo-chromianowej). Główną zaletą kataforezy jest estetyka malowanych powierzchni.

Kataforeza – jakość i estetyka na 100%

Technologia kataforezy służy do zabezpieczania oraz barwienia dowolnych powierzchni galwanicznych i metali jak m. in.: stal, stal nierdzewna, aluminium, brąz, mosiądz, magnez, czy żeliwo. Powłoki uzyskane w tej technologii docierają nawet do wyjątkowo trudno dostępnych miejsc i są niezwykle jednolite. Uzyskane dzięki tej technologii podłoża podkreślają i zachowują jakość powierzchni, posiadają wysoką twardość, stanowią doskonałe zabezpieczenie mechaniczne i chemiczne dla materiału podłoża.

Atuty kataforezy sprawiają, że technologię tę stosuje się w przemyśle samochodowym, obudowach maszyn, specjalistycznych meblach. Cześć analityków podkreśla, że technologia ta to prawdopodobnie najlepszy system, jaki kiedykolwiek opracowano, dzięki któremu znacząco wydłużono żywotność karoserii w przemyśle motoryzacyjnym. Uzyskiwane powłoki są w wysokim stopniu odporne na warunki atmosferyczne i korozję. Nie bez znaczenia jest fakt, że proces elektroforezy nie jest szkodliwy dla środowiska naturalnego, gdyż wyklucza  konieczność stosowania niebezpiecznych i szkodliwych dla środowiska rozpuszczalników organicznych.

Omawiana technologia minimalizuje ryzyko pożaru oraz utratę swych właściwości przez uzyskiwane powłoki w zamkniętych pomieszczeniach, co w innych technologiach następuję na skutek odparowania rozpuszczalnika.

Elektroforeza – anodowa i katodowa wydajność na medal

Istnieją dwa rodzaje procesów elektroforezy: anodowe i katodowe. W procesie anodowym ujemnie naładowany materiał osadza się na dodatnio naładowanej elektrodzie lub anodzie. W procesie katodowym dodatnio naładowany materiał osadza się na ujemnie naładowanej elektrodzie lub katodzie. Po przyłożeniu pola elektrycznego naładowane cząsteczki w procesie elektroforezy przemieszczają się w kierunku elektrody o przeciwnym ładunku.

Główne mechanizmy osadzania materiału na elektrodzie to koagulacja koncentracyjna, wysalanie, zniszczenie ładunku i wynikający z tego faktu spadek rozpuszczalności. Po osadzeniu farby następuje spłukiwanie nadmiaru nieosadzonej kąpieli. Dzięki procesowi płukania wszystkie spłukane materiały mogą zostać ponownie użyte do powlekania, co zapewnia wysoką efektywność wykorzystywania materiałów, a także zmniejsza ilość odpadów odprowadzanych do środowiska. Po procesie płukania stosuje się proces wypalania, który powoduje usieciowanie polimeru i pozwala powłoce, która będzie porowata z powodu wydzielania się gazu podczas procesu osadzania, wypłynąć i stać się gładką i jednolitą.

Istnieje kilka typów stosowanych w procesie polimerów, które używane komercyjnie reprezentują różne właściwości. Obecnie dominują żywice epoksydowe i akrylowe. Polimery epoksydowe mogą być względnie łatwo modyfikowane i najczęściej są stosowane w aplikacjach podkładowych, gdyż zwykle nie mają one dobrej odporności na światło UV. Zaletą jest jednak ich wysoka odporność na korozję. Polimery akrylowe natomiast są oparte na polimerach, zawierających monomery na bazie kwasu akrylowego i kwasu metakrylowego i wielu dostępnych estrach. Polimery akrylowe są odporne na promieniowanie UV i umożliwiają zastosowanie szerokiej palety kolorów, ponieważ są zdecydowanie mniej podatne na żółknięcie w porównaniu z polimerami epoksydowymi.

Technologia kataforezy ma w istocie tylko jedną, wobec szeregu zalet, wadę, a jest nią kosztowna instalacja, wykluczająca stosowanie metody w pracach na małą skalę.

Kilka słów o historii kataforezy

Na masową skalę, technologia malowania w procesie elektroforezy została zastosowana w zakładach Forda w 1963, co wynikało z kilku lat prac rozwojowych pod kierunkiem doktora George E. F. Brewera i zespołu Ford Motor Company. Jednakże patent na ów proces został przyznany już w 1917 roku firmom Davey i General Electric. W latach dwudziestych XX wieku proces ten stosowano z powodzeniem do osadzania lateksu kauczukowego.

W późniejszym czasie wydawano kolejne rozwijające technologię patenty, w których pojawiały się różne rodzaje żywic. Jednakże technologia, którą dziś znamy, nabierała kształtu dopiero w latach pięćdziesiątych, a w stosowanym obecnie procesie z wykorzystaniem katod, została wdrożona przez BASF AG i PPG Industries w latach siedemdziesiątych. Istnieją tysiące odmian elektroforezy (podlegających prawu patentowemu), które tworzy się uwzględniając różne kompozycje czynników składowych procesu.

Sprawdź również nasze inne usługi: malowanie proszkowe i śrutowanie.