Elektroforéza – lakování ponorem při využití elektrického pole

Elektroforetické lakování je moderní ekologický a zejména ekonomicky hospodárný způsob povrchové úpravy kovů. Jelikož se k nanášení barvy využívá elektrické pole, musí být materiál elektricky vodivý. Elektroforéza se dělí na dva způsoby lakování a to zastaralejší anaforetické lakování (ATL) a novější a nejvíce využívané kataforetické lakování (KTL). Rozdíl mezi anaforetickým a kataforetickým lakováním je v elektrodě, na které se nátěrová hmota vylučuje. Jestliže se vylučuje na katodě, jedná se o kataforetické lakování, pokud na anodě pak se jedná o anaforetické lakování.

Jak funguje kataforéza

K depozici barvy pak dochází právě díky neutralizační reakci kationtu barvy s hydroxylovým aniontem, vyloučený film je zpětně nerozpustný. Obdobně na anodě vzniká vedlejší reakcí kyslík a kyselý vodík, který je nutné z lázně odvádět, neutralizovat, aby byla zachována pH stabilita lázně, nedošlo ke koagulaci barvy. K tomu slouží právě elektroforézní box (EFC) s kation selektivní membránou, která odděluje prostor anody (anolytu) od zbytku lázně a díky svému složení umožňuje průchod pouze aniontům, kdežto pro kationty a vodu je téměř nepropustná.

Po vyloučení kationtu laku na výrobku zůstává v lakovacím roztoku alikvótní množství aniontů (zpravidla zbytky organických kyselin), které je nutné kontinuálně odvádět ze systému. Vlivem stejnosměrného el. pole jsou anionty přitahovány k anodě, prochází přes kation selektivní membránu do hydraulicky odděleného anolytového okruhu, kde společně s generovaným kyselým vodíkem tvoří roztok příslušné organické kyseliny. Její koncentrace, respektive požadovaná vodivost je automaticky řízena dopouštěním čisté demineralizované vody.

Podmínky pro použití kataforetického lakování

KTL úpravu povrchů lze použít na jakýkoliv většinou kovový předmět včetně žárových nebo galvanicky pozinkovaných materiálů či hliníku. Bezpodmínečnými podmínkami provádění technologie kataforézy pak jsou:

• elektrická vodivost lakovaného předmětu,
• schopnost ponoru předmětu do aplikační lázně,
• odolnost lakovaného výrobku teplotám do 160-200 °C.

Princip použití kataforetického lakování

Nanesená kataforézní barva (EC) může být použita buď jako konečná vrstva povrchové úpravy (PU), nebo jako základní nátěr.

První varianta se využívá zejména při ošetření povrchů vnitřních nebo podvozkových dílců automobilů, dále pak u elektro rozvaděčových skříní, chladičů pro klimaticky náročné podmínky nebo u hliníkových radiátorů s jednovrstvou elektroforézní akrylátovou ochranou.

Obecně je ovšem EC používán jako mimořádně přilnavý a chemicky odolný základní nátěr – Primer, který se následně překrývá jednou nebo dvěma vrstvami dalšího - finálního nátěru. Tento postup je vlastní automobilovému průmyslu, především při povrchové úpravě karoserií.

U ostatních výrobků je zpravidla používán dvouvrstvý ochranný film, přičemž konečnou vrstvou může být klasický tekutý rozpouštědlový či modernější vodou ředitelný lak nebo samozřejmě vhodná prášková barva.

Výhody použití kataforézy

Kataforéza spolu s vhodnou předúpravou povrchu vyniká skvělými antikorozními vlastnostmi a výbornou přilnavostí při relativně tenké vrstvě povlaku (25 – 35 μm), přičemž mocnost nanášené vrstvy se reguluje stejnosměrným elektrickým napětím. Jedná se o velice ekologický proces, díky nízkému obsahu organických rozpouštědel obsažených v nátěrových hmotách (běžně do 1-2%). Současně je tato metoda vysoce ekonomicky výhodná, neboť využitelnost nátěrové hmoty dosahuje 99,9 %, ztráty lakovacího média jsou způsobeny pouze provozními výměnami filtračních saků, respektive čištěním systému při údržbě.

Běžné provozní podmínky KTL procesu

• Napětí: 150 – 350V;
• Čas lakování: 180 – 360s;
• Teplota KTL lázně: 30 - 33°C;
• pH KTL lázně: 5,6 – 6,1;
• Vodivost KTL lázně: 1000 – 1600 µS/cm;
• Obsah sušiny KTL lázně: 15-20%;
• Obsah rozpouštědel v KTL: ≤ 1-2%.