构成水溶性电泳涂料的树脂其分散的粒度通常在0.001-0.01μm之间,属于胶体粒子范围,因此电泳涂料工作液具有胶体溶液的可滤性、电动性等性质;而分散在工作液中的颜料、填料的颗粒,被水溶液所包裹,而呈现悬浮状态。所以电泳涂料工作液是一个具有双重特性的液态体系,即胶体性和悬浮性。
电泳涂料的极性是由树脂所决定的。涂料上的电荷通过树脂离子化,即用合适的中和剂处理而获得。在阳极电泳漆中,中和剂为碱性;在阴极电泳漆中,中和剂为酸性。同时,中和剂可促使溶解和形成可能电移动和电沉积的体系。
阴极、阳极电泳漆的电沉积,是发生一系列电化学反应的结果。每个过程都包括电解、电泳、电沉积、电渗析。
(1)电解 是电解质通过电流作用而分解,从而导致在电极附近产生离子。就水来讲,则可产生,由于这些离子的移动而传递的电流(或者说由电荷的电泳移动而传递的电流)促进电解的发生。
(2)电泳 简单地讲是分散在极性介质中的带电颗粒在电场的作用下移动,负电荷移向阳极,而正电荷移向阴极。
(3)电沉积 是涂料颗粒沉积于金属工件上,形成具有附着力漆膜的过程,电荷中和后,颗粒的析出和附着是由沉积颗粒的结构来决定的,这层漆膜很稳定,而且致密均一。在电沉积的过程中,电场是形成致密性涂膜的主要因素。
(4)电渗析 是电泳的逆过程。如果析出的颗粒附着在某一位置上,它自己再随电场的作用而发生移动,分散介质在不致密的分散颗粒中作与其移动方向相反的移动,这个电化学过程引起溶剂渗析出来,电沉积膜的机械结合紧密加强。
随着电荷的中和,膜厚增加,是不是这个过程会永远进行呢?实质上,膜随时间增加而加厚,由于电渗析的存在,涂覆表面的电阻逐步增大,最后工件变得完全绝缘;随着时间的延长,膜厚并不明显增加,如图1所示。
总之,有机涂料可以在均一的介质中的导体上沉积,通过电解、电泳、电渗析而获得高性能的电沉积漆膜。