La cataforesi o elettrodeposizione cationica è una tecnica di deposizione mediante elettroforesi di vernici industriali, utilizzata soprattutto nell'industria automobilistica .
La cataforesi è una tecnica pittorica che consiste nell'immergere la parte in un bagno di vernice idrosolubile , ponendo la parte a catodo (da cui il nome cataforesi) e facendo migrare le particelle di vernice in sospensione nel bagno mediante un corrente elettrica ad una certa tensione, dall'anodo al catodo. Le particelle di vernice vengono quindi depositate uniformemente e praticamente su tutta la superficie della parte sommersa. La parte (o il bagno) viene leggermente agitata durante l'operazione che dura solo pochi minuti. L'asportazione può essere seguita mediante un coulombmetro o un cronometro (l'asportazione viene interrotta al raggiungimento di un set point). Quindi, la vernice viene drenata e polimerizzata in forno (circa 180 °C ).
Un bagno pronto all'uso (sospensione) non deve rimanere a lungo senza agitazione (rischio di deposito), altrimenti non può più essere utilizzato; coprirlo continuamente per limitare l'evaporazione e conservarlo a temperatura ambiente.
Nell'industria, l'ottimizzazione e la redditività sono costanti; per ottenere un'ottima finitura, il processo richiede una preparazione molto rigorosa delle superfici da trattare. Il processo richiede diversi bagni (serbatoi).
Pulizia della superficie da verniciare: sgrassaggio
Un primo bagno deve rimuovere, per immersione o per aspersione, tracce di grasso, grani di saldatura (l'industria vernicia parti assemblate mediante saldatura MIG-MAG, ad esempio), minuscoli resti di metallo; è fortemente sconsigliato inserire nel bagno parti ossidabili, perché il pH del bagno di sgrassaggio è molto basico (maggiore di 10) e questo accelera l'ossidazione: è impossibile garantire la superficie contro la corrosione in seguito. Il bagno sgrassante contiene acqua ed emulsionanti (detergenti); riscaldato a ~ 70 °C .
Risciacquo - lavaggio
Almeno tre vasche, sempre acqua di rubinetto, la pulizia mantenendo le vasche è facilitata dal trabocco, vengono così rimosse le impurità superficiali (le acque reflue vengono trattate in una stazione di depurazione, e possono essere parzialmente recuperate). Le parti sono pronte per essere preparate per la verniciatura.
Raffinazione e fosfatazione
Prima del processo di verniciatura vero e proprio, la superficie da verniciare deve essere rifinita e fosfatata; nel processo di fosfatazione, come in ogni processo, è necessario essere rigorosi; l'agitazione, la temperatura (il bagno di fosfatazione viene riscaldato a ~ 50 °C ) e la composizione dei bagni sono costantemente monitorati, nonostante un buon livello di agitazione, la qualità del bagno fosfatico richiede filtrazione (da 5 a 10 µm ); l'acqua qui utilizzata è demineralizzata.
Risciacquo - lavaggio
È necessario almeno un bagno di acqua demineralizzata, preferibilmente due, per sciacquare le parti, prima di introdurle nel bagno dove riceveranno infine la vernice.
Pittura in cataforesi
Per essere istruttivi prendete un recipiente di vetro trasparente, versate acqua di rubinetto fino a 2/3 del volume, aggiungete il 20% del volume di sale da cucina, prendete una batteria da 12 V , con coccodrilli o nastro adesivo, attaccate ad ogni palo un filo conduttore di adeguata sezione (se possibile di rame), fissare due grossi chiodi (o viti) di almeno 10 cm alle estremità del contenitore (il filo di rame permette una facile improvvisazione di ganci per installare i chiodi come catodo e anodo, collegati alla batteria). Dopo aver sciolto il sale in acqua, questo esperimento consiste nel constatare che se facciamo passare una corrente elettrica continua tra i due chiodi immersi nella soluzione salina ( elettrolita ), si forma uno strato sui chiodi a seconda dell'intensità della corrente.
Il processo di cataforesi è in linea di principio simile a questo esperimento.
Risciacquo: acqua ultrafiltrata
Altri tre bagni di lavaggio o risciacquo per recuperare la vernice in eccesso dalle superfici verniciate.
Essiccazione: polimerizzazione
La vernice viene polimerizzata in un forno dove le parti si asciugheranno per diverse decine di minuti.