Galvanizarea este o metodă specială de obținere a acoperirilor polimerice pe o suprafață conductoare sub influența unui curent electric .
Electrodepunerea ca metodă de vopsire există de peste 50 de ani. Cea mai mare aplicare a acestei metode de vopsire în ceea ce privește volumul de material de vopsea consumat a primit-o în industria auto. Lianții materialelor de vopsea pentru această metodă sunt electroliți polimerici oligomeri solubili în apă. În domeniul curentului electric continuu, asemănător galvanizării, acestea sunt electrodepuse pe catod sau anod, care sunt produsele de vopsit. Mecanismul de obținere a acoperirilor prin această metodă este asociat cu capacitatea unui polielectrolit de a-și modifica solubilitatea în apă cu o modificare a pH-ului mediului. Principala reacție electrochimică care are loc în timpul electrodepoziției este electroliza apei.
LA ELECTRODEPOZIȚIA ANODULUI: La anod, electroliza apei are loc conform următoarei reacții: 2H 2 O - 4e- \u003d O 2 + 4H + , (pH la anod → 1). Există și o dizolvare anodică a metalului: Me → Me a+ + ae - . Pe anod se depun substanțe filmogene capabile să se disocieze în ioni în mediu apos cu formarea de polianioni: R(COOK)n ↔ R(COO - )n + nK + . Pentru electrodepunerea anodică, se folosesc formatori de peliculă, ai căror lianți sunt transformați într-o formă anionică prin introducerea de grupări carboxil (RCOOH) în moleculă (unde R este partea peliculoasă a oligomerului). După neutralizarea (dopajul) grupărilor carboxil cu amine organice sau amoniac, acestea devin polielectroliți solubili în apă conform următoarei scheme: (RCOO ¯ NR 4 + , unde NR 4 + este un cation de amină sau NH 4+ ). În acest caz, forma acidă (neneutralizată) a filmului nu se dizolvă în apă. Prin urmare, în spațiul acid anodic, filmul devine insolubil în apă și se depune pe produsul care se vopsește - anodul sub formă de poliacid. R(COO-)n + nH+ ↔ R(COOH)n↓, R(COO-)n + nMe a+ ↔ R(COO)Me↓. Pe lângă aceste procese, mai pot avea loc și altele, de exemplu, oxidarea anodică a metalului (în timpul colorării aluminiului), decarboxilarea și oxidarea filmului (la potențiale anodice ridicate).
LA ELECTRODEPOZIȚIA CATODICĂ: La catod, electroliza apei are loc conform următoarei reacții: H 2 O + e - → 0,5H 2 + OH - , (pH la catod → 13-14). În electrodepunerea catodă se folosesc formatori de peliculă solubili în apă, care formează policationi în timpul disocierii, care includ grupări amino. Atunci când interacționează cu acizii, aceștia dobândesc proprietățile polielectroliților și se dizolvă în apă. Ca urmare, se formează compuși de tipul RX + Z‾, unde RX + este un polication (partea peliculoasă a oligomerului, iar Z‾ este anionul acidului corespunzător (cel mai adesea este acid formic sau acetic). ).În spațiul catodic alcalin își pierd solubilitatea în apă și se depun pe produsul catodic sub formă de precipitat -R 2 -NH.-R 2 (NH 2+ ) + OH - → -R 2 -NH ↓ + H 2 O Alături de procesele indicate, este posibilă reducerea catodică a oxizilor metalici datorită ionilor de hidroniu prezenți în soluție: MeO + 2H 3 O + + 2e - ↔ Me + 3H 2 O.
În special, oxizii de fier, aluminiu, cupru și nichel sunt supuși reducerii. Astfel, spre deosebire de procesul anodic, procesul catodic nu dizolvă metalul și fosfații săi (dacă suprafața este prefosfatată ) ; este exclusă şi oxidarea formatorilor de peliculă. Datorită utilizării proceselor membranare (electrodializă și ultrafiltrare) în tehnologia de vopsire, se asigură un ciclu de vopsire practic fără deșeuri. Protecția anticorozivă a acoperirilor obținute prin această metodă, datorită specificului proceselor fizico-chimice care au loc în timpul formării lor, este cea mai mare pe unitatea de grosime. Astfel, o acoperire de douăzeci de microni, obținută pe bază de vopsele și lacuri moderne pe o suprafață fosfatată, are o rezistență la sare de până la 2000 de ore într-o cameră de ceață de sare. Prin urmare, această metodă și-a găsit aplicație, în primul rând, pentru obținerea unui strat rezistent la coroziune. În prezent, caroseriile tuturor autoturismelor produse în lume sunt amorsate cu această metodă. De asemenea, este utilizat pentru amorsarea caroserii camioanelor, autobuzelor, precum și pentru obținerea de acoperiri cu un singur strat pe piese de schimb, discuri de roți și alte produse.
Kvasnikov M.Yu., Krylova I.A. . Colorarea prin galvanizare la începutul secolului. Partea I //Vopsele și lacuri și aplicarea acestora. 2001, nr. 4. P.10-15