¿ Qué es la cataforesis ?

Introducción a la cataforesis

La electrodeposición catódica es un proceso de pintado por inmersión, totalmente automatizado y basado en el desplazamiento de partículas cargadas dentro de un campo eléctrico hacia el polo de signo opuesto. ( Cataforesis es el desplazamiento hacia el cátodo)
Se aplica pues únicamente a piezas metálicas por la necesidad de conducción de la corriente eléctrica y se consigue así una película de pintura uniforme garantizándose un pintado correcto incluso en los interiores y cuerpos huecos, aportando una gran protección anticorrosiva y resistencia a deformaciones mecánicas ( gravillonado, embutición, doblado, impacto etc. )
Previamente a la electrodeposición, las piezas deben someterse a un complejo tratamiento de desengrase y fosfatado que nos asegure el anclaje de la pintura sobre el metal.
Posteriormente debe pasar por un horno que facilite la polimerización correcta para obtener garantía total de las prestaciones de la pintura.

Características generales de la pintura por cataforesis

La pintura de cataforesis es una dispersión de resinas y pigmentos en medio acuoso con un contenido en disolventes orgánicos bajo ( inferior al 4%) y con tres componentes básicos:

• Agua desmineralizada
• Ligante catiónico
• Pasta pigmentada

Que se incorporan directamente sobre la pintura para compensar el consumo por el pintado de piezas, evaporaciones, arrastres etc. Al ser tres componentes es posible una regulación de parámetros rápida y eficaz.

Agua desmineralizada

Es imprescindible que la conductividad del agua sea inferior a 10 µs/cm y esté exenta de microorganismos.

Ligante catiónico

Es una resina generalmente epoxi ( se utilizan también acrílicas y de otra naturalezas ) con grupos nitrogenados neutralizados con un ácido para solubilizarla:

Esta cadena epoxy porta grupos OH – que además de contribuir a la solubilidad en agua de la resina, constituyen los puntos de reticulación a través de grupo isocianatos aromáticos.
El ligante incluye además de la resina, disolventes como Metoxipropanol, Butilglicol, Fenoxipropanol y agua desmineralizada y en su forma de suministro comercial es un líquido lechoso de baja viscosidad y un contenido en seco en torno al 35% medido a 105 ºC durante 3 horas.

Pasta Pigmentada

Es el componente pigmentado de esta pintura y se obtiene por fase de molienda de los distintos pigmentos con una resina epoxídica modificada del mismo tipo que la del ligante.
Los pigmentos se eligen teniendo en cuenta sus propiedades anticorrosivas , color, cubrición , etc. Y en el momento de la coagulación de la pintura, quedan retenidos en la película de la resina debido a que lleva una carga superficial que asegura la unión pigmento- ligante y facilita el transporte del pigmento por el ligante hacia el cátodo ( piezas a pintar)
La Pasta incluye además de resina y pigmentos, disolventes como Butilglicol y agua desmineralizada y catalizadores de polimerización
En su forma de suministro comercial es un liquido generalmente gris , negro o del color que se desee que tenga la superficie pintada. Con un contenido en seco que varía del 45% al 60% ( medidos a 105ºC 3h) según el tipo de pintura de que se trate.
Para mantener correctamente los parámetros de la pintura de cataforesis se utilizarán también diferentes aditivos de regulación de PH y disolventes aunque en cantidades muy inferiores a las de alimentación de pintura.

Fundamentos de la cataforesis

Reacciones químicas básicas

A.Disociación de la molécula de pintura

Provocada por la aplicación de la corriente continua.

B.Reacciones en el cátodo

• Electolisis del agua

• Coagulación de la pintura

En la zona próxima al cátodo, a causa del aumento de concentración de iones hidroxilo provenientes de la electrolisis del agua, se produce un gran aumento del PH perdiendo estabilidad la dispersión de pintura y coagulando sobre la pieza metálica.
A medida que va coagulando la pintura, aumenta el espesor de la película depositada y por lo tanto su resistencia eléctrica, terminando la formación de película cuando ya no se alcanza la densidad mínima de corriente precisa para la deposición.

El hidrógeno que se va produciendo en el cátodo por electrolisis del agua, atraviesa la capa de pintura que se depositando, lo que permite la continuidad de cambio electroquímico entre baño y cátodo.

C.Reacciones en elo ánodo

Electrolisis del agua

Neutralización del ácido

El ácido producido en la electrodeposición es retirado del baño a través de un circuito específico (anolito) que se describe más adelante para mantener el PH.

Procesos electroquímicos en la cataforesis

La aplicación de pinturas por cataforesis está basada en el principio de desplazamiento en un campo eléctrico de partículas cargadas ( electroforesis) . Las partículas de pintura en suspensión en el baño experimentan una ionización por disociación electroquímica y un desplazamiento a lo largo de las líneas de fuerza del campo eléctrico hacia la pieza a pintar que está conectada a una tensión eléctrica continua negativa ( cátodo ) , mientras que el electrodo positivo está conectado a unas planchas de acero ( ánodo) sumergidas en la pintura, cerrándose así el circuito.
Los fenómenos fundamentales que se dan en el cátodo son:

A.Electrolisis del agua

Debe ser mantenida dentro de ciertos límites para evitar el deterioro de la película en formación por un desprendimiento gaseoso ( H2) demasiado violento y por esto se hace necesaria la utilización de agua desmineralizada con una conductividad máxima de 10 µS cm-1
( medida a 25ºC) y disminuir o eliminar los aportes de la línea de pretratamiento .

B.Electroforesis

Consiste en el desplazamiento de las partículas de pintura hacia el cátodo , fenómeno que se da solamente en las proximidades de la pieza catódica . La pintura electrodepositada es compensada por la agitación .

C.Electrocoagulación

D.- Electroósmosis

Consiste en el desplazamiento de la fase líquida a través de la película de pintura en formación, que es permeable.