Các thành phần chính của lớp phủ điện di quyết định độ ổn định phân tán, cơ chế tạo màng-và hiệu suất cuối cùng của chúng. Chúng thường bao gồm nhựa tạo màng-, chất màu, chất phụ gia và môi trường nước. Các thành phần này hoạt động phối hợp trong thiết kế công thức để đạt được sự lắng đọng điện di đồng nhất và tác dụng bảo vệ tuyệt vời. Hiểu được chức năng và mối quan hệ qua lại của các thành phần này giúp nắm bắt được nguồn hiệu suất và ranh giới ứng dụng của lớp phủ điện di.
Nhựa tạo màng-là khung cốt lõi của lớp phủ điện di, mang lại độ bền cơ học, độ bám dính và khả năng kháng hóa chất cho màng phủ. Các loại nhựa thường được sử dụng trong lớp phủ điện di dựa trên nước-bao gồm nhựa epoxy, nhựa acrylic, nhựa polyurethane và các dạng biến đổi của chúng. Các phân tử nhựa này chứa các nhóm có thể ion hóa, chẳng hạn như nhóm cacboxyl hoặc amin, sau khi trung hòa bằng các tác nhân trung hòa sẽ tạo thành muối-hòa tan trong nước hoặc muối phân tán trong nước. Những muối này sau đó có thể di chuyển dưới dạng các hạt tích điện đến bề mặt phôi và lắng đọng dưới dạng màng trong điện trường. Trọng lượng phân tử, loại nhóm chức năng và sự phân bố của nhựa ảnh hưởng trực tiếp đến tính linh hoạt, mật độ liên kết ngang và khả năng chống ăn mòn của màng. Sự kết hợp của các loại nhựa khác nhau có thể cân bằng độ cứng và độ dẻo dai để thích ứng với các điều kiện làm việc đa dạng.
Các sắc tố trong lớp phủ điện di có tác dụng tạo màu, che phủ và tăng cường các chức năng cụ thể. Các chất màu vô cơ, chẳng hạn như titan dioxide, mang lại khả năng che giấu cao và khả năng chống chịu thời tiết, trong khi các chất màu photphat mang lại khả năng chống gỉ bổ sung cho màng phủ. Các sắc tố hữu cơ mang lại sự thể hiện màu sắc phong phú nhưng đòi hỏi mức độ phân tán và độ ổn định của hệ thống cao hơn. Để đảm bảo sự phân bố hạt sắc tố đồng đều trong quá trình điện di mà không cản trở sự di chuyển của nhựa, chất phân tán thường được sử dụng và kích thước hạt được kiểm soát trong phạm vi phù hợp trong quá trình nghiền (dữ liệu ví dụ: D50 đối với hầu hết các hệ thống nằm trong khoảng dưới micromet và vài micron), do đó làm giảm nguy cơ xuất hiện các đốm màu và lắng đọng không đồng đều.
Chất phụ gia là thành phần quan trọng để tinh chỉnh-hiệu suất của lớp phủ điện di; chúng rất đa dạng và bổ sung cho nhau về chức năng. Các chất trung hòa chuyển đổi các nhóm axit hoặc bazơ của nhựa thành dạng ion có thể tồn tại ổn định trong nước, ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị pH và độ dẫn điện của nhũ tương, đồng thời là chìa khóa để duy trì khả năng kiểm soát của quá trình điện di. Chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt, cải thiện khả năng tương thích và phân tán của nhựa và chất màu. Chất khử bọt ngăn chặn các bong bóng được tạo ra trong quá trình sản xuất và ứng dụng, ngăn chặn các lỗ kim trên màng. Chất san phẳng giúp bề mặt màng sơn mịn màng, giảm thiểu các khuyết điểm về bề ngoài như vỏ cam. Các chất dẫn điện, chất ức chế ăn mòn và chất làm đặc được sử dụng để tối ưu hóa phản ứng điện trường, tăng cường khả năng chống ăn mòn và điều chỉnh độ nhớt của hệ thống tương ứng. Loại và lượng chất phụ gia phải phù hợp chính xác với hệ thống nhựa và điều kiện quy trình; nếu không, có thể xảy ra hiện tượng mất ổn định nhũ tương hoặc giảm hiệu suất màng sơn.
Môi trường nước là pha liên tục của sơn điện di gốc nước, chịu trách nhiệm hòa tan các sản phẩm trung hòa, chuyển ion và điều chỉnh độ nhớt. Yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng nước là cần thiết; nước phải có độ dẫn điện thấp và không có các ion kim loại hoặc chất hữu cơ có hại để tránh ảnh hưởng đến hoạt động điện di và chất lượng màng sơn. Một số hệ thống bổ sung một lượng nhỏ đồng-dung môi để cải thiện tính bay hơi và khả năng thích ứng với môi trường tạo màng-, nhưng liều lượng phải được kiểm soát để duy trì ưu điểm về bảo vệ môi trường và lượng phát thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi thấp.
Trong một số loại sơn điện di liên kết ngang hai-thành phần hoặc tự-, chất liên kết ngang hoặc chất xúc tác đóng rắn cũng được đưa vào. Sau khi lắng đọng điện di, chúng phản ứng với nhiệt độ gia nhiệt hoặc nhiệt độ phòng để thúc đẩy sự hình thành mạng lưới ổn định giữa các chuỗi phân tử nhựa, từ đó cải thiện độ cứng, khả năng kháng hóa chất và độ bền của màng. Khả năng phản ứng của các thành phần này cần phải phù hợp với quá trình nướng để tránh liên kết chéo không đủ hoặc-nướng quá giòn.
Các thành phần chính của sơn điện di bao gồm nhựa tạo màng-, bột màu chức năng, các chất phụ gia khác nhau và môi trường pha nước. Dưới tác dụng của điện trường, mỗi thành phần phối hợp hoàn thành quá trình phân tán, di chuyển và tạo màng-. Nhựa cung cấp cơ sở về cấu trúc và hiệu suất, các sắc tố tạo màu và bảo vệ, các chất phụ gia kiểm soát tốt quy trình và chất lượng thành phẩm, còn pha nước đảm bảo khả năng hoạt động và bảo vệ môi trường. Chỉ khi tỷ lệ của từng thành phần phù hợp và khả năng tương thích tốt thì sơn điện di ổn định và đáng tin cậy mới có thể được sản xuất, cung cấp nguyên liệu thô chất lượng cao cho lớp phủ đồng nhất và hiệu quả.
