Kathodische ED-Farbe, Epoxid-Elektrophorese-Beschichtung
Grundprinzipien und Wirkungsweise
Kathodische Epoxid-Elektrophorese-Beschichtung(auch kathodische Tauchlackierung genannt) ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem auf einem leitfähigen Substrat (Kathode) abgeschiedene Epoxidharze gleichmäßige, korrosionsbeständige Filme bilden.
Wichtige Reaktionen:
Elektrolyse: Wasserreduktion an der Kathode erzeugt OH-Ionen.
Elektrophorese:Positiv geladene Epoxid-Amin-Partikel wandern zur Kathode.
Galvanische Abscheidung: Partikel koagulieren auf dem Substrat und bilden einen Isolierfilm.
Elektroosmose: Wasser wird herausgepresst, wodurch die Haftung verbessert wird.
Kernkomponenten
Komponente | Funktion | Typische Materialien |
Epoxyaminharz | Bietet beschichtetes Skelett und positive Ladung | Epoxidharz + Diethylamin-Modifikation |
| Vernetzungsmittel
| Bildet während der Hochtemperaturhärtung eine dreidimensionale Netzwerkstruktur | Geschlossene Isocyanate (z. B. geschlossene TDI-Caprolactam-Verbindungen) |
Neutralisator | Harz mit Wasserdispergierbarkeit ausstatten | Ameisensäure, Essigsäure |
Zusatzstoffe | Verbesserte Funktionalität (Konservierung, Verlauf, Benetzung) | PTFE, Silan-Haftvermittler, Bornitrid (BN) |
Prozessablauf
Vorbehandlung: Entfetten → Waschen → Oberflächenbearbeitung → Phosphatieren (Bildung einer Phosphatschicht zur Verbesserung der Haftung).
Elektrophoresetank: Parameter: Spannung 150–400 V | Zeit 2–4 Min. | Temperatur 28–32 °C | Feststoffgehalt 18–20 %.
Nachspülen: Das Ultrafiltrations-(UF)-Umwälzsystem gewinnt schwimmende Farbe mit einer Rückgewinnungsrate von >99 % zurück.
Backen und Aushärten: 160–180 °C × 20–30 Min. (Deaktiviert den Vernetzer, schließt die Aushärtung ab)
Vergleich der Beschichtungsarten
Eigentum | Anodische E-Beschichtung | Kathodische Epoxid-Kathodenbeschichtung |
Korrosionsbeständigkeit | Mäßig | Ausgezeichnet (über 1.000 Stunden Salzsprühnebel) |
Metallauflösung | Möglich (Anodenoxidation) | Keine (kathodischer Schutz) |
Kantenabdeckung | Mäßig | Vorgesetzter |
Umweltauswirkungen | Niedriger VOC-Gehalt | Ultraniedriger VOC-Gehalt (auf Wasserbasis) |
Typische Anwendungen | Hardware für den Innenbereich | Automobilindustrie, Schifffahrt, Pipelines |
Anwendungsbereiche
Automobilbau: Karosserieteile, Räder, Fahrgestelle (machen 70 % des weltweiten E-Coat-Marktes aus).
Energietechnik:Öl-/Gaspipelines, Offshore-Windkraftanlagentürme (gepaart mit kathodischen Schutzsystemen).
Elektronik und Haushaltsgeräte:Motorgehäuse, Kühler (Isolationsspannungsfestigkeit > 5 kV/mm).
Neue Felder: Ausrüstung zur Speicherung und zum Transport von Wasserstoffenergie, Gehäuse für Lithium-Ionen-Batterien (Korrosionsschutz + Isolationsintegration).
Leistungsvorteile
Korrosionsschutz: In Kombination mit kathodischen Schutzsystemen kann es die Lebensdauer von Rohrleitungen in Erd-/Meeresumgebungen verlängern.
Einheitliche Abdeckung:Erzielt eine gleichmäßige Beschichtungsdicke (15–30 Mikrometer) auf komplexen Geometrien (wie z. B. Autorahmen).
Umweltsicherheit:Formulierungen auf Wasserbasis reduzieren die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) im Vergleich zu Beschichtungen auf Lösungsmittelbasis um mehr als 90 %.
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