Czy wiesz, co to jest elektroforeza? Szczegółowe wyjaśnienie procesu elektroforezy elementów złącznych

Zasada elektroforezy jest podobna do zasady galwanizacji

W elektrolicie składającym się z przewodzącej farby rozpuszczalnej w wodzie lub emulgowanej w wodzie, przedmiot obrabiany i druga elektroda w elektrolicie są odpowiednio podłączone do obu końców źródła prądu stałego, tworząc obwód elektrolityczny. Na kationy zdysocjowane w elektrolicie działa siła pola elektrycznego. Pod wpływem działania przemieszczają się do katody, a aniony do anody. Te naładowane jony żywicy wraz z zaadsorbowanymi cząsteczkami pigmentu ulegają elektroforezie na powierzchni przedmiotu obrabianego i tracą swój ładunek, tworząc mokrą powłokę. Klasyfikacja elektroforezy Obecne powłoki elektroforetyczne dzieli się na dwa typy: elektroforezę anodową i elektroforezę katodową.

Rozpuszczalna w wodzie żywica stosowana w elektroforezie anodowej jest związkiem anionowym. W wodzie rozpuszczalna w wodzie żywica (sól aminowa kwasu karboksylowego) rozpuszcza się w formie jonowej. Jeśli przyłożone zostanie pole elektryczne prądu stałego, różnica potencjałów wytworzona między dwoma biegunami spowoduje przemieszczanie się jonów w kierunku dwóch biegunów.

Aniony przemieszczają się do anody i osadzają się na powierzchni anody, uwalniając elektrony; kationy przemieszczają się do katody i są redukowane do aminy (lub amoniaku) na katodzie w celu uzyskania elektronów. Rozpuszczalna w wodzie żywica stosowana w elektroforezie katodowej jest związkiem kationowym. Po zobojętnieniu kwasem organicznym rozpuszcza się w wodzie w formie jonowej. Po przejściu przez pole elektryczne prądu stałego jony poruszają się kierunkowo, a kationy przemieszczają się do katody, uwalniając elektrony na powierzchni katody i ulegają utlenieniu do kwasu. W procesie rozwoju elektroforetycznego powłoki stosowane w powlekaniu elektroforetycznym przeszły dotychczas 6 generacji, wśród których pierwszą i drugą generacją powłok elektroforetycznych są anodowe powłoki elektroforetyczne.

Wprowadzenie różnych generacji powłok (Poradnik: Zalety i wady mocowania płotu stadionu za pomocą wkrętów rozporowych)

Pierwsza generacja to anodowa powłoka elektroforetyczna o niskim napięciu i małej mocy rzucania. Stosowany jest głównie do malowania wnętrz karoserii samochodowych i należy zainstalować katody pomocnicze. Jego odporność na mgłę solną jest słaba, w ciągu 100 godzin, co jest reprezentowane przez olej bezwodnika maleinowego, fenol, ester epoksydowy itp.

Druga generacja to anodowa powłoka elektroforetyczna o wysokim napięciu i dużej mocy rzucania. Podczas malowania karoserii nie można już zapewnić katody pomocniczej. Odporność na mgłę solną jest znacznie poprawiona, która może osiągnąć ponad 240 godzin (powłoka elektroforetyczna na płycie fosforanowej), reprezentowana przez żywicę polibutadienową.

Trzecia generacja to katodowa powłoka elektroforetyczna o niskim napięciu, małej mocy rzucania i niskiej wartości pH. Wartość pH kąpieli elektroforetycznej wynosi 3 ~ 5, kwas jest mocny, a korpus zbiornika szybko ulega korozji, ale odporność na korozję powłoki karoserii po elektroforezie poprawia się, która może osiągnąć 360 ~ 500 godzin.

Czwarta generacja to katodowa powłoka elektroforetyczna o wysokim napięciu, wysokiej wartości pH i dużej sile rzutu. Wartość pH kąpieli do elektroforezy wynosi około 6,0, a test odporności na mgłę solną na płytce fosforanującej może osiągnąć ponad 720 godzin. Jest to nadal główny nurt elektroforezy katodowej w różnych krajach.

Piąta generacja to grubowarstwowa katodowa powłoka elektroforetyczna. Głównie w celu poprawy odporności na korozję ostrych krawędzi malowanego przedmiotu i uproszczenia procesu powlekania. Grubość folii wynosi 30-35 μm, a odporność na mgłę solną może osiągnąć około 1000 godzin.

6. generacja to katodowa farba elektroforetyczna o wysokim pH i dużej sile rzucania, bezołowiowa i przyjazna dla środowiska. Niezwykłą cechą tej generacji farb pod względem ochrony środowiska jest to, że obniża ona temperaturę utwardzania i oszczędza energię i zasoby. Konkretne porównanie wydajności przedstawiono w tabeli 3-20.

Charakterystyka elektroforezy

Zaletami powlekania elektroforetycznego są::

Środowisko pracy jest dobre. Rozpuszczalnikiem w elektrolicie powłoki elektroforetycznej jest woda, która nie stwarza problemów łatwopalnych i wybuchowych oraz nie zanieczyszcza powietrza.

Wysoka wydajność produkcji. W porównaniu z innymi metodami powlekania, powłoka elektroforetyczna ma najwyższą wydajność produkcyjną. Obrabiany przedmiot można zanurzyć w elektrolicie, a elektroforezę można zakończyć w ciągu kilku minut. Nadaje się do masowej produkcji i łatwej do zrealizowania automatyzacji produkcji.

Oszczędzaj surowce. Stopień wykorzystania materiału w przypadku powłoki elektroforetycznej wynosi na ogół ponad 85%, czyli o 40% mniej niż w przypadku farby w sprayu.

Jakość powłoki jest dobra. Powłoka elektroforetyczna charakteryzuje się jednolitą powierzchnią, dobrą przyczepnością do przedmiotu obrabianego, szczelną warstwą farby, brakiem śladów płynięcia, pęcherzy i innych wad.

Elektroforeza ma jednak również pewne wady:

Sprzęt jest skomplikowany, a inwestycja duża. Oprócz zbiornika do elektroforezy, sprzętu pomocniczego, urządzeń do ultrafiltracji i sprzętu do czystej wody, specjalnych zasilaczy prądu stałego, sprzętu suszącego, sprzętu do oczyszczania ścieków itp. są również wymagane.

Istnieje kilka odmian farb. Obecnie powłoki elektroforetyczne ograniczają się do farb rozpuszczalnych w wodzie i farb emulgujących wodę; kolory ograniczają się do ciemnych podkładów lub jednowarstwowych farb podwójnego zastosowania. Powodem jest to, że jony żelaza i aniony żywicy zjonizowane w procesie elektroforezy (takim jak osadzanie metodą elektroforezy anodowej) neutralizują i osadzają się na przedmiocie obrabianym, przybierając żółtawo-brązowy kolor.

Powłokę elektroforetyczną należy wygrzewać w temperaturze 150℃ przez 1h, co pochłania dużo energii.

Proces elektroforezy

Powlekanie elektroforetyczne jest bardzo złożonym procesem elektrochemicznym, na który składają się głównie cztery jednoczesne procesy elektroforezy, elektrolizy, osadzania elektrolitycznego i elektroosmozy.

Elektroforeza. Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego naładowane cząstki (cząsteczki żywicy koloidalnej) w roztworze przemieszczają się na przeciwnie naładowaną płytkę elektrody, a nienaładowane pigmenty są adsorbowane na naładowanych cząstkach żywicy koloidalnej w drodze elektroforezy.

Elektroosadzanie. Pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego naładowane cząstki żywicy docierają do anody (lub katody) poprzez elektroforezę, uwalniają (lub pobierają) elektrony i osadzają się na powierzchni anody (lub katody), tworząc nierozpuszczalną w wodzie powłokę.

Elektroosmoza. Elektroosmoza jest procesem odwrotnym do elektroforezy. Jego główną funkcją jest odwodnienie powłoki galwanicznej. Kiedy cząstki żywicy koloidalnej osadzają się na powierzchni anody, woda i inne media pierwotnie zaadsorbowane na płycie anody przechodzą przez powłokę i przedostają się do roztworu pod działaniem siły infiltracji.

Elektroliza. Pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego przez roztwór elektrolitu przepływa prąd, który elektrolizuje wodę, uwalniając wodór na katodzie i gazowy tlen na anodzie. Dlatego w procesie powlekania elektroforetycznego należy odpowiednio obniżyć napięcie, aby wyeliminować wpływ wodoru i tlenu wytwarzanego przez wodę elektrolizowaną na jakość powłoki.

Więcej powiązanych wiadomości z branży części do tłoczenia: