Что такое катафорезная грунтовка

Катафорезное покрытие: описание технологии и ее преимущества. Методы защиты от коррозии

Техники нанесения внешних покрытий представляют наиболее обширную группу способов антикоррозийной защиты металла. Грунтование часто используется в защите автомобильных кузовов, которые подвергаются разного рода воздействиям, способствующим развитию ржавчины. Одним из самых эффективных методов такой защиты является катафорезное покрытие, одновременно сочетающее в себе элементы физической и химической изоляции.

Подготовка технологической оснастки

Технической основой для выполнения процедуры катафорезной обработки выступают ограничители для элементов кузова, среди которых капот, багажник и боковые двери. Все эти части должны быть приоткрыты, чтобы активная смесь свободно заполняла собой полости изнутри, не оставляя зазоров. С точки зрения поточного производства, на линии таким образом экономится раствор для катафорезного покрытия, так как не использованный состав полностью сливается в специальную емкость и применяется в последующих операциях. Функцию каналов для слива обычно выполняют отверстия в днище автомобильного кузова. О том, чтобы они были открыты, следует также позаботиться заранее.

Мойка поверхностей кузова

На следующем этапе подготовки выполняется предварительная мойка. Не только с наружных поверхностей, но и с внутренней части кузова следует удалить все инородные частицы от грязи и пыли до продуктов сварочного производства и заводской смазки. На профессиональных линиях для таких целей используют камеры с множеством форсунок, направляющих воду с чистящим раствором. Более простой вариант предполагает использование мини-моек под высоким давлением с подключением компрессорных установок. В любом случае чем качественнее будет первоначальная чистка, тем больше шансов получить стойкое и долговечное защитное покрытие кузова автомобиля с акцентом на формирование антикоррозийного барьера.

Обезжиривание поверхностей

Наличие на поверхностях кузова следов технического масла или другой химии может привести к сохранению открытых участков, которые нередко становятся очагами развития ржавчины после повреждения. Поэтому очень важно проведение операции обезжиривания. Обычно перед нанесением катафорезного покрытия данная задача решается методом опрыскивания. Автомобиль проходит через специальный туннель, где на него также подается вода под высоким давлением, но уже с добавлением специальных химических средств. Практикуется и метод погружения в ванны с растворами для обезжиривания, но этот подход себя оправдывает только в условиях высокопроизводительного автосервиса с большим потоком.

Чем обезжирить металл?

Итак, какие добавки используют после комплексной промывки перед нанесением катафорезного состава? Простейший и наиболее доступный материал представляют собой щелочные растворы. Это полезно-активные компоненты, которые вместе с усилителями обезжиривания дают неплохой эффект очистки и базовой защиты. При высокой степени концентрации жира придется задействовать специализированные средства. Например, чем обезжирить металл, если зажиренность поверхности превышает 3 г/м2? В данном случае можно использовать специализированную автохимию от компаний Henkel, Chemetall или «ЭКОХИМ», изготовленную на основе твердых и хлорированных частиц поливинилхлорида и акрилонитрилбутадиенстирола. Как показывает практика, ключевым фактором эффективности обезжиривающего раствора будет даже не столько его концентрация, сколько правильно подобранный температурный режим при обработке.

Активация и фосфатирование поверхностей

Переходным этапом между зачисткой целевой поверхности и созданием базы для катафорезного покрытия является фосфатирование. В свою очередь, активация металла выступит подготовительной операцией, которая проводится с целью улучшения кристаллообразования в ванне. Для этого применяют нерастворимые соединения, фосфат марганца и соли титана. Они обеспечивают осаждающий эффект на поверхности, способствуя уплотнению фосфатного слоя.

Активация формирует основу защитного покрытия кузова автомобиля, способствуя повышению адгезии. После фосфатирования производится контроль покрытия, при котором оцениваются такие свойства, как общая кислотность, плотность, масса и т. д. Может анализироваться и состав раствора. Стандартный набор компонентов формируется цинковыми элементами, фторидами и дополнительными модифицирующими присадками, которые подбираются индивидуально.

Что такое катафорезный грунт?

Главный компонент покрытия – это бессвинцовая двухкомпонентная масса, которая может быть представлена в виде пасты или эмульсии. В новейших поколениях такие грунтовки отличаются экологической безопасностью и высокой проникающей способностью. С помощью модификаторов также улучшаются показатели термической стойкости и защищенности от коррозийных процессов. К тому же в процессе эксплуатации улучшается очистка от ржавчины без повреждения основы кузова. Непосредственно при катафорезе используются эмульсии, включающие несколько катионных полимеров. Формируемый слой представляет собой эластичную пленку с блокированным изоцианатом. Также в составе может задействоваться пигментная паста на основе минеральных компонентов, связующие активные вещества и деминерализованная жидкость.

Нанесение грунта

Защитная структура образуется в ванной, в которую предварительно была загружена эмульсия с пастой, включающей необходимые добавки. Средний объем ванной для катафорезного метода защиты от коррозии составляет 100 м3 из расчета на один кузов. Допускается и одновременная обработка нескольких автомобилей. В этом случае используются емкости по 200-300 м3.

К ванне вдоль периметра подключаются диализные ячейки с подводкой металлических катодных стержней. Это важная часть технологии, благодаря которой в принципе обеспечивается электрохимическое воздействие. При подаче напряжения осуществляется заряд катафорезного грунта с последующим формированием защитного слоя толщиной до 25-30 мкм. Что касается параметров заряда, то сила тока должна составлять от 350 до 700 А при среднем напряжении 400 В. По времени операция продолжается 2-3 мин.

Сушка металлических поверхностей

В отличие от других технологий быстрой сушки, в данном случае процесс полимеризации носит и характер мягкого термического воздействия с прожигом. Для этой операции используются специальные печи, позволяющие выполнять несколько этапов сушки. На каждой стадии подключается соответствующий модуль с независимой горелкой (как правило, на газовом топливе), нагревающей воздух до нужной температуры. Тепловые потоки в направлении кузова подают вентиляторные установки. Причем каждый контур термического воздействия содержит фильтры, очищающие воздух от мельчайших частиц, которые могут навредить структуре покрытия. В отношении выбора температурного режима многое зависит от характеристик конкретного металла. Для кузовной автомобильной конструкции защита от коррозии закрепляется в условиях полимеризации при 180-200 °С. Причем для каждой отдельной части температура может варьироваться за счет специальных датчиков. Особый подход обычно применяется для крыши, торпедо и днища.

Преимущества технологии

В числе основных плюсов данной методики называют высокую стойкость грунта к внешним негативным воздействиям, которые и создают условия для образования коррозии. Выполнив на первом же этапе очистку от ржавчины абразивами нужной фракции, в дальнейшем можно забыть о рисках подобного поражения от высокой влажности и солевых воздействий. При этом катафорез используется не только как технологическое защитное покрытие, но и в качестве декоративного, если раствор грунтовки совместить с порошковой краской. Среди других преимуществ этого метода отмечается высокая скорость обработки, равномерность укладки слоя, высокая проникающая способность и уже упомянутая экологическая безопасность.

Альтернативные методы антикоррозийной защиты

Ближайшая технология антикоррозийной защиты, которую в принципе можно сопоставить с катафорезом, это анафорез. Она также представляет собой разновидность электролитического окрашивания, но с некоторыми отличиями. В частности, анафорезный метод защиты от коррозии предусматривает отрицательный заряд грунтующего раствора, а целевая поверхность связывается с положительным контуром. С точки зрения качества устройства покрытия, это не имеет принципиального значения, но зато облегчаются организационные процессы в силу исключения обязательного устройства заземления для ванны и подводки диализных клеток. Кроме того, снижаются требования к процедурам осаждения краски и сушки нанесенного покрытия.

Заключение

Техника катафореза отличается сложностью и финансовой затратностью. Качество результата при этом будет гарантироваться только грамотным выполнением каждого этапа обработки. Малейшее нарушение технологии может стать причиной разрушения нанесенного грунта уже в первые месяцы эксплуатации автомобиля. Но в остальных случаях катафорезная обработка металла себя полностью оправдывает как эффективный способ антикоррозийной защиты на многие годы. Секрет формирования положительных технико-эксплуатационных свойств после образования покрытия заключается в сбалансированном сочетании химических компонентов и электрического воздействия на металлическую структуру. Это далеко не инновационный способ, поскольку его принципы давно задействуются при защите трубопроводных сетей от той же коррозии. Но применительно к защите автомобильных кузовов можно говорить о беспрецедентной оптимизации процессов катафореза, хоть и с большими организационными затратами.

Источник

Новые технологии: процедура катафорезного грунтования при покраске авто

Процесс коррозии автомобильного кузова всегда был значимой проблемой для автолюбителей. С этой проблемой многие годы борются как производители автомобилей, так и их владельцы. Одним из современных решений, направленных на защиту металлических поверхностей от гниения является катафорезная грунтовка кузовных деталей. Эта технология пришла к нам из запада, где она развивается уже много лет.

Что представляет собой катафорез?

Катафорез – это сложный химический процесс, основанный на электролитической реакции. На практике этот процесс позволяет закрепить на поверхности металла специальное вещество, которое играет роль защитного слоя. Такой подход к подготовке металла позволяет в несколько раз увеличить его сопротивляемость воздействию коррозии.

Процедура катафореза состоит из нескольких этапов:

• очистка металла от окислительной пленки;
• обезжиривание поверхности металла;
• активация металла;
• погружение в емкость для катафореза;
• ополаскивание;
• сушка в термической камере.

Очистка металла от окиси позволяет оголить поверхность для наилучшего взаимодействия активных частиц в катафорезной емкости. Обезжиривание направлено на эту же цель.

Оба процесса осуществляются химическим способом в тоннелях с опрыскиванием или в емкостях с полным погружением. Активация металла способствует более надежному закреплению частиц в катафорезной емкости.

Далее металл погружается в катафорезную емкость. Она представляет собой электролитическую ванну, в которой в растворенном виде находятся частички грунта. К металлической детали подключается анод, который заряжает ее отрицательной энергией. К корпусу ванной подсоединяется катод, который активирует растворенные частички грунта. В результате электролитической реакции, положительно заряженные частицы закрепляются на отрицательно заряженном металле.

После электролитической ванны деталь отправляется на ополаскивание. В результате этого процесса смываются частички грунта, которые не закрепились на поверхности металла. Ополаскивание может быть реализовано как погружением, так и пропусканием детали через тоннель с распылителями.

Сушка в термической камере закрепляет нанесенный материал. На этом этапе происходит затвердевание и кристаллизация защитного слоя. Сушка проводится под влиянием высоких температур на протяжении определенного времени. После этого металлическая деталь полностью готова к процедуре окрашивания.

Катафорезная обработка нового кузова

Катафорезное грунтование применяется в самых различных областях промышленности. Обработка таким способом автомобильных кузовов также очень распространена. За рубежом эта технология применяется уже довольно давно. К нам она пришла несколько лет назад, и успешно применяется на производстве отечественных автомобилей.

Грунтование нового кузова методом электролитического катафореза намного дешевле оцинковки, поэтому эта технология имеет все шансы на дальнейшее развитие в автомобильной промышленности. Помимо этого, как было указано выше, защита металла от коррозии находится на очень высоком уровне, который на порядок выше оцинковки.

Процедура катафорезного грунтования примерно такая же, как было описано выше. При изготовлении нового автомобиля кузов проходит все этапы катафореза от удаления окиси металла, до сушки в термических камерах.

Преимущества катафорезного грунтования

Катафорезное грунтование получило широкое распространение благодаря следующим преимуществам:

• активный химический процесс способствует надежному закреплению грунтовочного материала на металлической поверхности;
• благодаря полному погружению обеспечивается покрытие металла равномерным тонким слоем даже в труднодоступных местах;
• сам процесс катафореза имеет высокую эффективность с минимальными потерями расходных материалов;
• катафорезное покрытие устойчиво к физическим и химическим воздействиям. Испытания в солевом тумане показывают устойчивость, которая в восемь раз выше по сравнению с традиционными грунтовками.

Катафорезное грунтование кузовных деталей

Новые кузовные детали также стали подвергаться катафорезному грунтованию на этапе их изготовления. Однако на сегодняшний день это касается только оригинальных деталей. Дешевые аналоги от других производителей полноценной обработке этим способом не поддаются. В основном новые детали покрываются транспортировочным грунтом, который защищает деталь на этапах транспортировки и хранения до момента реализации.

Сегодня довольно часто практикуется катафорезное грунтование кузовных деталей перед их покраской. Для этого деталь сдается на предприятие, имеющее оборудование для катафореза. Там она очищается от транспортировочного грунта и обрабатывается по вышеописанной технологии. Это позволяет в разы увеличить срок службы даже неоригинальных деталей.

Катафорез при капитальном кузовном ремонте

В настоящее время также набирает обороты катафорезное грунтование кузова при капитальном восстановлении автомобилей. В целом этот процесс немного отличается от грунтования на этапе производства, однако в большинстве происходит то же самое. Весь процесс подготовки автомобиля к нанесению нового лакокрасочного покрытия состоит из следующих процессов:

• Полная разборка автомобиля. Отдельно катафорезу подвергается сам кузов, и отдельно съемные кузовные детали (двери, капот).
• Снятие старого лакокрасочного покрытия. На этом этапе удаляется абсолютно вся краска с кузова и его деталей. Удаление краски осуществляется химическими средствами. Кузов и детали полностью погружаются в емкость со специальной жидкостью, которая смывает все покрытие до голого металла.
• Удаление следов коррозии. На бывшем в употреблении автомобиле, так или иначе, имеются очаги коррозии. Они также удаляются химическими средствами. Как и на предыдущем этапе, кузов и съемные детали полностью погружаются в ванну с жидкостью для удаления ржавчины. После прохождения этой процедуры поверхность кузова оголяется до чистого металла.
• Катафорезное грунтование по технологии, которая описана выше.

На выходе получается полностью обработанный и загрунтованный кузов, который готов к покрасочным работам. Этот метод позволяет вернуть к жизни даже самый старый автомобиль. Однако из-за своей относительной дороговизны по сравнению с традиционными техниками кузовного ремонта, катафорезное грунтование применяется довольно редко. В основном его используют для восстановления раритетных классических автомобилей, которые имеют ценность скорее для коллекционеров, нежели для простых автолюбителей. Но эта технология не стоит на месте, она довольно активно развивается, что неминуемо приведет к ее удешевлению и распространенности в самом ближайшем будущем.

Источник